泥对掺聚羧酸减水剂的水泥浆体分散性的影响

为了揭示含泥量对聚羧酸减水剂分散能力的影响,试验选择净浆流动度和黏度两个指标,研究泥对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性质的影响,并利用IR、UV手段分析确定了泥的滤液对聚羧酸减水剂分子结构的影响及碱性环境中聚羧酸减水剂在泥颗粒表面的吸附规律。结果表明：当泥取代水泥质量的15%时,聚羧酸减水剂由于泥的存在已无分散效果;增大聚羧酸减水剂掺量可以提高含泥水泥浆体的分散性;泥的滤液不会改变聚羧酸减水剂的分子结构、对聚羧酸减水剂的分散能力无不利影响;在饱和石灰水模拟的碱性环境中,泥对减水剂的吸附很快,初始时间里(6 min内)泥就已经充分吸附了聚羧酸减水剂,泥对聚羧酸减水剂的吸附量为水泥的4倍左右。     

含不同官能团聚羧酸减水剂的吸附分散性能

通过水溶液自由基聚合法合成了含有不同官能团的聚羧酸减水剂,并研究了不同结构聚羧酸减水剂的吸附-分散性能,以及其对水泥水化性能的影响.结果表明:含酰胺基的聚羧酸减水剂对水泥浆体流动度的削弱程度最大,含酯基官能团的聚羧酸减水剂对水泥浆体流动度的影响程度较小.含磺酸基团的聚羧酸减水剂吸附性能增强;而含酰胺基及酯基的聚羧酸减水剂的吸附性能削弱.含酯基官能团的聚羧酸减水剂显著延缓了水泥水化诱导期,相比之下,含磺酸基官能团的聚羧酸减水剂提高了水泥水化加速期的最大水化放热速率.     

石灰粉对粉煤灰水泥浆体固化氯离子能力的影响

采用吸附平衡法测定粉煤灰水泥浆体中氯离子含量,研究了石灰粉等量取代部分水泥和等量取代部分粉煤灰对粉煤灰水泥浆体固化氯离子总量、物理吸附氯离子量以及化学结合氯离子量的影响.     

聚羧酸系减水剂对水泥水化产物的影响

为了研究聚羧酸系减水剂与水泥水化产物间的作用机理,利用差示扫描量热仪研究了减水剂对水泥水化产物组成的影响;采用化学合成法制备出水化硅酸钙,在合成过程中分别掺入聚羧酸系或萘系减水剂,对合成的水化硅酸钙进行扫描电镜分析、核磁共振测试和傅里叶红外光谱分析.结果表明:与萘系减水剂相比,聚羧酸系减水剂促进了水泥的水化,使水泥石中水化硅酸钙凝胶及氢氧化钙的生成总量增大;聚羧酸系减水剂可以减小水化硅酸钙的颗粒尺寸,使其聚合度增大;减水剂能促使水化硅酸钙中的硅氧四面体聚合度增加,且聚羧酸系减水剂的增强效果优于萘系减水剂.     

PNS在粉煤灰颗粒表面的吸附动力学与热力学性能

采用紫外可见分光光度法,测量萘系减水剂(PNS)在粉煤灰颗粒表面的吸附量,研究温度、吸附时间和PNS初始质量浓度对吸附量的影响。结果表明:吸附量随吸附时间的变化关系符合准二级动力学方程,平衡吸附量随吸附平衡质量浓度的变化关系符合Langmuir等温吸附方程;随着温度的升高,吸附平衡质量浓度减小,平衡吸附量和饱和吸附量增大;饱和吸附量随温度的变化关系基本满足Clausius-Clapeyron方程,标准吸附焓为-7.8 kJ/mol,在较低温度下,吸附以物理吸附为主,随着温度升高,化学吸附作用凸显。     

PNS在粉煤灰颗粒表面的吸附动力学与热力学性能

采用紫外可见分光光度法,测量萘系减水剂(PNS)在粉煤灰颗粒表面的吸附量,研究温度、吸附时间和PNS初始质量浓度对吸附量的影响。结果表明:吸附量随吸附时间的变化关系符合准二级动力学方程,平衡吸附量随吸附平衡质量浓度的变化关系符合Langmuir等温吸附方程;随着温度的升高,吸附平衡质量浓度减小,平衡吸附量和饱和吸附量增大;饱和吸附量随温度的变化关系基本满足Clausius-Clapeyron方程,标准吸附焓为-7.8 kJ/mol,在较低温度下,吸附以物理吸附为主,随着温度升高,化学吸附作用凸显。     

硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性的作用机理

系统研究了硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散性能的影响及其作用机理.通过净浆流动度试验及Marsh时间试验研究了硫酸盐种类及掺量对聚羧酸减水剂分散性能的影响,并通过zeta电位、平衡吸附量及絮凝结构形貌等微观测试手段对硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性的作用机理进行分析.结果表明:随着硫酸根溶出率及溶出速率的增加,硫酸根离子与聚羧酸减水剂间的竞争吸附作用增强;硫酸根离子破坏浆液双电层,促使zeta电位绝对值下降,从而削弱水泥颗粒表面的静电斥力作用,导致水泥浆体絮凝结构数量及强度增大,相同剪切速率对浆体中的絮凝结构破坏程度下降,浆体分散性及流变性下降.     

小单体结构改性在聚羧酸减水剂中的作用研究

丙烯酸和马来酸酐是聚羧酸减水剂生产中常用的小单体。对小单体分子结构中的吸附基团进行修饰改性，合成了水溶性丙烯酸酯类化合物和马来酸单甲酯小单体，进而制备了新型聚羧酸减水剂。新型聚羧酸减水剂的应用性能试验表明，该减水剂能显著提高水泥浆的分散保持能力，使水泥浆在较长时间内保持良好的流动性能。实验表明，通过引入改性基团，改变聚羧酸高效减水剂分子结构中主链上吸附基团的组成和分布，可以有效提高聚羧酸减水剂的应用性能。同时，无须对改性小单体进行纯化和后处理，适合工业化生产，也为聚羧酸减水剂的改性研究提供了新的思路。     

硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散性能的影响

系统研究了硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性及水化性能的影响.结果表明:硫酸盐降低了聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,削弱了聚羧酸减水剂对水泥浆体的分散作用.随着硫酸盐掺量的增加,聚羧酸减水剂分散性能下降.少量硫酸盐延缓了水化加速期最大水化放热速率峰的出现,并且提高了最大水化放热速率.而大量硫酸盐则使得水泥水化诱导期缩短,最大水化速率峰显著提前.大量硫酸盐的加入促进了水泥浆体中钙矾石(AFt)的生成,削弱了水化铝酸钙(CAH)的生成.MgSO4对于水泥浆体中水化产物生成的促进作用最明显.掺加MgSO4的水泥水化产物中含有大量细丝状水化硫铝酸盐产物.MgSO4对水泥水化具有显著延缓作用,水化产物结晶成核作用较缓慢,从而使得水化产物生成及分布更加均匀,形状更加细小.     

聚羧酸类减水剂性能的影响因素

从聚羧酸减水剂的分子结构、分子量、掺入方式、吸附性能、水泥精细度、熟料组分、碱含量、硫酸根离子含量等因素对聚羧酸减水剂性能的影响进行了分析,以探索提高聚羧酸减水剂性能的解决办法。     

表面活性剂对水泥浆体结合氯离子性能的影响

采用氯离子等温吸附方法,研究了十二烷基苯磺酸三乙醇胺(TEA-Lauryl Sulfate,TD)、十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,LAS)和十二烷基葡萄糖苷(dodecyl polyglucoside,APG)3种表面活性剂(分别为阳离子型、阴离子型和非离子型)对水泥净浆结合氯离子性能的影响,同时应用X射线衍射(XRD)和热分析(TG-DTG)等微观测试技术研究其机理.研究发现:阳离子表面活性剂使水泥净浆的氯离子结合能力明显增强;阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂使其氯离子结合能力减弱;相对比阴离子表面活性剂,非离子表面活性剂对氯离子结合影响较小.表面活性剂对氯离子结合的影响规律与表面活性剂添加方式无关.表面活性剂主要影响水泥浆体的物理吸附,而对化学吸附的影响并不显著.在上述工作基础上,建立了表面活性剂在水化产物表面吸附而对氯离子结合产生影响的双电层模型.     

泥粉对聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的影响

为探究泥粉和聚羧酸减水剂对水泥净浆流变性的影响,在掺入聚羧酸减水剂母液和两种复配助剂的基础上,分别外掺1%,2%,3%的高岭土型和蒙脱土型泥粉,并采用Bingham流变模型系统地研究泥粉掺量、种类和聚羧酸减水剂助剂对水泥净浆屈服应力及塑性粘度的影响规律.通过X射线(XRD)小角度衍射、总有机碳(TOC)、Zeta电位对宏观试验结果进行验证.结果表明:增大泥粉掺量可降低聚羧酸减水剂水泥净浆的流变性;高岭土型普通黏土对降低聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的程度小于蒙脱土型膨润土;异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG类)保坍型助剂F1对水泥净浆流变性的促进作用大于异丁烯基聚氧乙烯醚(HPEG类)减水型助剂F2.     

酯类小单体对聚羧酸减水剂缓释行为的影响

分别以丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、衣康酸二甲酯(DEI)、富马酸二甲酯(DMF)作为功能小单体,丙烯酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)为主要原料,在氧化-还原体系下,成功制备了一系列缓释型聚羧酸减水剂(PCE)。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)等对目标产物的结构进行了表征。根据水泥净浆的流动性对比结果,确定了合成的减水剂在不同时间所达到的最大流动度,考察了不同酯类单体对聚羧酸减水剂的缓释性及分散保持性能的影响,并测试了水泥浆体的Zeta电位、PCE的吸附行为。结果表明: DEI的缓释效果优于HEA和HPA,水泥浆流动度在2 h内从190 mm达到255 mm,大大延长了减水剂PCE在水泥表面的吸附时间和流动度保持时间,在实际应用中具有良好的参考意义和应用前景。     

含泥量对减水剂性能的影响规律

选取木钠、萘系以及聚羧酸系减水剂,利用 XRD、SEM等测试手段,通过对水泥净浆流动性、凝结时间和强度等宏观性能的研究,分别比较粗集料中的含泥量对其性能的影响规律。结果表明,泥土的掺入缩短了含有 3 种减水剂的水泥净浆的初凝和终凝的时间,且随着含泥量（0% ~ 8%）的增加均呈下降趋势;初始流动度和 1 h 流动度随着含泥量的增加而减小。其中,泥土对聚羧酸减水剂的影响最为明显;含泥量在较小范围之内（w<2%）,在一定程度上可以提高净浆试块的 7 d 强度。     

助磨剂对水泥与减水剂相容性的影响及改善

以净浆流动度作为水泥与减水剂相容性的评价指标,试验研究了多种助磨剂对水泥与萘系减水剂或聚羧酸减水剂相容性的影响规律,探讨了缓凝剂和引气剂对水泥与减水剂相容性的改善作用。结果表明,助磨剂对水泥与萘系减水剂相容性的影响较大,对水泥与聚羧酸减水剂相容性的影响较小。缓凝剂和引气剂均能改善水泥与萘系减水剂的相容性,随其掺加量的增加,改善作用逐渐增大。含缓凝剂/引气剂的复合助磨剂对水泥净浆流动度有一定的改善作用,并延缓水泥的凝结时间。含缓凝剂的复合助磨剂对水泥有增强作用,而含引气剂的复合助磨剂会降低水泥的胶砂强度。     

聚羧酸减水剂对水泥水化历程的影响

通过测定掺聚羧酸减水剂水泥浆体的凝结时间、化学收缩、初期水化放热、抗压强度,同时利用XRD分析,对减水剂作用下水泥水化进行了研究.结果表明:聚羧酸减水剂在具有较好分散性的同时具有较强的缓凝作用,有效抑制初期水化,而不影响后期水化.随掺量的增加缓凝时间增长、化学收缩减小,第一放热温峰增强,第二放热温峰延迟和消弱;随掺量增加,水化1d的CH特征衍射峰明显降低,28d的CH特征衍射峰增强,当掺量为w(减水剂)=1.5%时,3d强度降低10%～30%,7d强度降低5%～15%,而28d强度无明显降低.     

聚羧酸减水剂的合成及其掺混水泥浆后的流动性能

采用水溶液自由基共聚的方法合成聚羧酸高效减水剂, 并通过红外光谱确定了聚羧酸高效减水剂的结构, 考察了聚羧酸高效减水剂侧链的长度、
减水剂在水泥中的掺量、 测试温度等对水泥净浆流动度的影响. 结果表明： 长侧链比短侧链的减水剂流动性更好; 减水剂在水泥中的掺量为其质量分数的0.2%; 随测试温度的升高, 水泥净浆流动度反而降低. 将新合成的聚羧酸高效减水剂与国内外常用产品进行比较, 结果显示性质优良.     

聚羧酸系高效减水剂聚合反应动力学及其减水性能

采用分子设计原理,用甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(MPEGAA)、丙烯酸(AA)和马来酸酐(MAD)制备聚羧酸系高效混凝土减水剂,考察了单体总浓度、引发剂浓度、反应温度等因素对高效减水剂聚合反应速率的影响,建立了聚合反应动力学关系式,即r∝cI0.590 3c0M.808 9e-5 465/T。通过测定水泥净浆流动度,考察了高效混凝土减水剂的减水性能,确定了较理想的合成工艺条件,即单体物质的量比n(MPEGAA)∶n(AA)∶n(MAD)=1∶1.50∶0.36,引发剂占单体总质量的2.5%,反应温度为60℃,反应时间为6h。     

梳形聚羧酸超塑化剂在水泥颗粒表面的吸附行为

研究了吸附溶液体系温度、pH值和电解质浓度等对甲基丙烯酸-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MAA-MPEGMA)梳形聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的吸附行为的影响。聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的吸附呈Langmuir等温吸附模型。吸附量随着温度的升高而降低,表明聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的吸附是一个放热反应。根据Clausius-Clapeyron方程计算吸附热为17.4kJ/mol。聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的标准吸附自由能<0,吸附是自发的。吸附量随着体系pH值的增大、电解质浓度的增大而减小。红外光谱分析表明,聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的吸附是通过分子结构上羧基与Ca2+间的配合作用实现的,说明这种吸附是一种化学吸附。