含抗泥功能单体的聚羧酸减水剂的制备及抗泥性能

采用聚乙二醇400(PEG400)合成了一种新型抗泥功能单体(FM),并将其引入到聚羧酸减水剂(PCE)的分子结构上,制备了几种抗泥型聚羧酸减水剂(AC-PCE)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对FM和PCE进行表征,分别通过净浆流动度和砂浆流变性试验考察PCE在含蒙脱土(MMT)水泥净浆和水泥砂浆中的分散性能,并研究了PCE在MMT上的吸附特性。结果显示,与不含FM的聚羧酸减水剂相比,AC-PCE减少了在MMT上的吸附量,抑制了MMT的插层吸附,降低了含MMT水泥净浆经时流动度损失以及含MMT水泥砂浆的屈服应力。研究表明,AC-PCE具有良好的抗泥性能。     

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。     

水泥与减水剂相容性的流变学研究

通过考察水灰比、减水剂类型、水泥等因素对水泥与减水剂相容性及净浆流变性能的影响,研究相容性与浆体流变性能的关系,阐述了相容性的流变学含义.研究结果表明:掺减水剂的水泥净浆的流变特征符合一般宾汉姆流型或牛顿流型.Marsh筒法检测的流速是浆体屈服应力和黏度系数的综合反映;饱和点掺量与饱和点Marsh时间分别代表了浆体屈服应力和黏度系数降低至最小恒定值时对应的减水剂最小掺量,以及最小黏度系数的大小.     

PAM对含泥体系中聚羧酸减水剂分散作用的影响

目的研究骨料中的泥对聚羧酸减水剂(PCE)分散作用的影响,并合成聚合物降低泥对聚羧酸减水剂的分散作用.方法以丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为链转移剂,合成一种低分子量的丙烯酰胺聚合物(PAM),并测试了不同含泥条件下水泥对聚羧酸减水剂的吸附量以及水泥的流动度,确定PAM的合理配比.结果自制的聚丙烯酰胺可明显改善泥对减水剂吸附,在细骨料含泥质量分数为5%、减水剂掺量为0.3%、水灰质量比为0.29条件下,PAM的最佳掺量为1.2%,泥对聚羧酸减水剂的影响可明显降低.结论泥与水泥相比对聚羧酸减水剂的吸附量较大,蒙脱石对于PCE的吸附导致减水剂失效;PAM与PCE之间存在吸附竞争,PAM可优先吸附,有利于水泥流动度的改善.     

高氧化铁粉煤灰影响聚羧酸减水剂吸附特性的机理

采用净浆流动度、ζ电位、总有机碳(TOC)、红外光谱等实验,研究粉煤灰中氧化铁含量对不同结构聚羧酸减水剂吸附性能的影响,探讨氧化铁影响聚羧酸减水剂对水泥分散性能的机理,并提出了相应改进方法.结果表明:粉煤灰中氧化铁含量对掺不同结构聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度均有很大影响,当氧化铁质量为粉煤灰总质量的18%时相应浆体基本失去流动性;加入硫化钠能使氧化铁与聚羧酸减水剂的吸附性能降低,浆体流动度有所改善.高氧化铁粉煤灰对聚羧酸减水剂的吸附性很强,与普通Ⅱ级粉煤灰相比,外加剂溶液中有机碳的含量要减少1/3.电泳实验表明:氧化铁的含量越多,体系ζ电位绝对值越小,分散稳定性越差.红外光谱表明:硫化钠的加入降低了高氧化铁粉煤灰对聚羧酸减水剂的吸附.     

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.     

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。     

颗粒分布对水泥与减水剂相容性的影响

采用Marsh筒法与净浆流动度法研究了相同熟料制备的不同颗粒分布的水泥样品与减水剂的相容性,揭示了粉体比表面积、均匀性系数（n）、特征粒径（x′）、堆积孔隙率与相容性的关系。结果表明：样品比表面积越大, n越大,x′越小,堆积空隙率越大,水泥与减水剂的相容性越差。当比表面积与x′ 相近时,n越大,浆体的流动性越差,饱和点掺量越大或饱和点Marsh时间越长,流动度经时损失越小。随着样品比表面积增大,饱和点掺量增大,流动度减小,流动度经时损失增大,与减水剂相容性变差,且对于n越大的样品,比表面积增大对相容性的不利影响越显著。凡是能降低堆积空隙率,使水泥颗粒分布连续而较宽,且自身需水性较低的微细粉体,均有利于改善水泥与减水剂的相容性。     

不同温度磁化水对水泥净浆流变性能的影响

为明确不同温度磁化水对水泥净浆流变性的影响,用不同温度的磁化水拌制水泥净浆,采用旋转流变仪进行流变性能测试,得到了水泥净浆流变性能变化规律.实验结果表明,温度升高,水泥净浆屈服应力增大,塑性黏度减小.水经过磁化处理,表面张力减小,30℃时减小最多,减小15.74％.相比较于普通水搅拌的水泥浆体,用磁化水搅拌的水泥净浆的屈服应力增大,塑性黏度先增大后减小.磁化组的水泥浆体Zeta电位低于普通组,水化热高于普通组,证明磁化处理使得水泥浆体初期水化更加充分;触变环面积变化规律与塑黏度变化规律一致.     

氨基磺酸系高效减水剂AH的应用性能研究

氨基磺酸系高效减水剂（简称AH）与目前广泛使用的萘系高效减水剂（FDN）相比,具有更加优异的性能。表现为：在掺量很少的情况下,水泥净浆就具有较高的流动度,当掺量相同时,其对水泥净浆流动度远超FDN。此外,它还具有明显抑制水泥净浆流动度经时损失的性能,是一种缓凝型的高效减水剂,与水泥的相容性好,对混凝土也能表现出显著的减...     

纳米二氧化硅改性聚羧酸减水剂及其对水泥净浆流变性能的影响

在聚羧酸减水剂(PCE)制备过程中引入纳米二氧化硅(NS),研究了纳米二氧化硅改性聚羧酸减水剂(NSPCE)的合成条件,并探讨了所合成NS-PCE对水泥净浆流变性能的影响。利用激光粒度分析仪、紫外分光光度计等手段对NS-PCE进行表征,发现NS纳米颗粒可接枝到PCE分子链上,且适量NS的掺入可促进异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)单体的转化;随着NS用量的增多,NS-PCE的粒径先增大后保持平稳。NS-PCE较佳合成工艺条件为:合成温度30℃,酸醚比3. 3,NS用量为TPEG质量的10%,氧化剂用量为TPEG质量的0. 15%,链转移剂用量为TPEG质量的0. 35%。合适NS接枝量的NS-PCE可降低水泥浆体屈服应力,从而改善水泥浆体的流变性能。     

高延性水泥基复合材料的流变特性和纤维分散性

为了研究高延性水泥基复合材料(HDCC)流变特性对短切聚乙烯醇(PVA)纤维分散性的影响规律,采用流变仪和荧光显微分析技术分别对HDCC浆体的流变特性以及短切PVA纤维在HDCC基体中的分散性进行研究.实验结果表明:HDCC浆体流变行为符合赫切尔-巴尔克模型,浆体流动后,应变梯度随应力增量按幂指数增长;当HDCC浆体塑性黏度为1.3~7.3 Pa·s时,即使短切PVA纤维的体积掺量为1.5%~2.0%,纤维在HDCC基体中的分散系数均大于0.92,实现了均匀分散.合理调整配比中粉煤灰、减水剂和功能性组分的掺量,可调控HDCC浆体塑性黏度并实现短切PVA纤维的均匀分散,为HDCC高延性的理论设计提供实验支持.     

木素减水剂对水泥生料浆的分散作用

以磺化改性木素为例 ,从磺化改性木素水溶液的表面张力、水泥料浆颗粒表面吸附量及其沉降性能等三个方面研究了木素减水剂对水泥生料浆的分散作用。通过实验测定发现 :减水剂能够极大地降低溶液的表面张力 ,并被大量吸附在水泥生料浆颗粒的表面 ,降低了水泥颗粒的表面能 ,从而改变了沉降性质 ,表现出较好的分散作用     

高性能聚羧酸减水剂的常温制备与结构表征

以2-甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)和丙烯酸(AA)为单体、H_2O_2/抗坏血酸(H_2O_2/VC)为引发体系、巯基乙酸(TGA)为链转移剂合成聚羧酸减水剂。通过正交试验研究6个因素对减水剂分散性能及保持性的影响,并通过单因素研究修正,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1H-NMR)对减水剂进行结构分析,利用凝胶色谱(GPC)测得合成减水剂分子量。结果表明:最佳工艺为在常温下(15～35℃),n(HPEG)∶n(AA)∶n(H_2O_2)∶n(VC)∶n(TGA)=1∶4. 2∶0. 40∶0. 015∶0. 10,物料滴加时间2 h,然后再反应2 h。减水剂数均分子量为44 167,分子结构的侧链聚合度为54. 66,主链聚合度为15. 89,接枝密度为23. 81%。在折固掺量为0. 15%时,水泥初始净浆流动度为285 mm,1 h后水泥净浆流动度为273 mm,净浆初凝时间由180 min缩短至170 min,终凝时间由260 min缩短至240 min,胶砂减水率达33. 4%,表明所合成聚羧酸减水剂分散性能优异。     

马来酸类聚羧酸减水剂的合成与性能研究

 研究合成了聚乙二醇单甲醚（MPEG）的马来酸单酯(MAMPEG),并将之与丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、乙烯基磺酸钠(SVS)等单体通过自由基水溶液共聚合得到了一系列聚羧酸减水剂,研究了单体加料方式、MPEG相对分子质量、单体组成、引发剂用量等对所得减水剂水泥净浆流动度的影响。结果表明,采用先加MALMPEG、后连续滴加其他单体的加料方式比MALMPEG和其他单体一起滴加的加料方式所得减水剂的性能更好,两者的水泥净浆流动度分别为310 mm和240 mm;随着MPEG相对分子质量增大,所得减水剂水泥净浆流动度先增大后减小,以MPEG-1000为最佳;随着单体组成中酸根离子单体与酯类单体比例的增加,所得减水剂的水泥净浆流动度先增大后减小,当(AA+SVS)/(MALMPEG-1000+HEMA)=1.39(摩尔比)时,所得减水剂的水泥净浆流动度最大;随着引发剂用量增加,所得减水剂水泥净浆流动度先增大后减小,适宜的引发剂用量为单体摩尔总量的1.5%～2.5%。     

萘系高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂的热复合研究

论文进行了萘系高效减水剂和氨基磺酸盐高效减水剂在一定温度下的热复合研究,进行不同温度下的热复合减水剂水泥净浆流动度和常温复合减水剂净浆流动度性能的对比,由此可知55℃时热复合减水剂的性能远远优于常温复合减水剂。     

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.     

聚羧酸盐高效减水剂的制备及性能影响因素

以甲氧基聚乙二醇(1000)甲基丙烯酸酯(MPEGMA)为主要原料,研究了添加甲基丙烯酸(MAA)、烯丙基磺酸钠(ALS)及过硫酸铵(APS)聚合生成羧酸盐减水剂的制备技术及性能影响因素,分析了MAA与MPEGMA的物质的量之比,ALS与APS掺量以及原材料加入方式、保温时间对聚羧酸盐减水剂分散性及其保持能力的影响,得到了聚合反应的最佳工艺条件是:MAA∶MPEGMA为3∶1,ALS和APS用量分别为MAA和MPEGMA总质量的3%和7%,反应温度80℃,单体混合液滴加时间为2～2.5 h.应用上述工艺参数对合成的不同酯化率的3种分子质量的甲氧基聚乙二醇(4006,00和2000)甲基丙烯酸酯分别制备了减水剂,结果发现当侧链分子质量较小时(如400,600)水泥净浆初始流动度略小但流动度保持性好,侧链分子质量较大时(如2000)初始分散性较好但分散保持性较差,侧链分子量一定时水泥初始净浆流动度随酯化率提高有增大的趋势.     

竹浆黑液接枝磺化产物的超滤分级及减水分散性能

采用超滤将竹浆黑液接枝磺化产物(GCL1-JB)分成4个不同分子量范围的级分,采用凝胶渗透色谱进行分子量表征,研究了不同分子量的级分对水泥净浆和砂浆性能的影响.结果表明:高分子量级分对水泥净浆和砂浆的减水分散性能优于低分子量级分;高分子量级分(大于50000)掺量为0.5%时,水灰比为0.29的水泥净浆流动度达287mm,120min经时流动度损失为7%,砂浆的3天、7天和28天抗压强度比分别为159.4%、193.4%和143.8%;中等分子量级分具有很强的引气性和缓凝作用,可改善新拌砂浆的工作性,但是硬化砂浆后期的抗压强度较低;中分子量级分(10000～50000)掺量为0.5%时,水泥净浆的初凝时间延长140 min,终凝时间延长297 min,28天砂浆抗压强度比达99.8%.     

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.