改性脱硫石膏复合材料性能影响因素研究

将固废基墙体材料应用于装配式结构体系符合当前“双碳”和建筑工业化等重大需求.本文以脱硫石膏-水泥-粉煤灰-生石灰四元胶凝材料体系为对象，研究了水胶比、减水剂种类与掺量、缓凝剂掺量以及研磨时间等因素对其性能的影响.结果表明：水胶比为0.25时，吸水率达到17.1%;聚羧酸减水剂较三聚氰胺减水剂与复合材料相容性更好，其掺量在0.28%时，胶浆流动度达到230 mm;缓凝剂掺量在0.15%时，初凝时间满足实际施工需求；控制研磨时间为20 min,其1 d和28 d的抗压强度分别为33.5 MPa和61.5 MPa,较未研磨体系分别提高了24.07%和32.54%.综上，脱硫石膏基胶凝材料体系实现了高流态、早强和高强，为应用于绿色装配式构件提供参考.     

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.     

外加剂与硫铝酸盐水泥相容性研究

研究了萘系、氨基磺酸盐系和聚羧酸系高效减水剂与硫铝酸盐水泥的相容性问题。利用缓凝剂有效控制了硫铝酸盐水泥的凝结时间;利用浆体稳定剂成功解决了水泥净浆的板结、泌水问题;从浆体流变学角度研究了外加剂-硫铝酸盐水泥浆体体系稳定性。实验证明：3种外加剂与硫铝酸盐水泥都具备了良好的相容性,据此提出了解决外加剂与硫铝酸盐水泥相容性问题的一些方法,为硫铝酸盐水泥的应用提供一些可靠的理论依据。     

改性硼酸延缓硫铝酸盐水泥的凝结

复掺硼酸和硫酸铝研制新型硫铝酸盐水泥缓凝剂。采用扫描电子显微镜(SEM)分析新型缓凝剂和硫酸铝对硫铝酸盐水泥的缓凝效果和力学性能的影响。结果表明:掺入w=0.3%的硼酸,硫铝酸盐水泥初凝时间为296 min,终凝时间为361 min;复掺w(硼酸)=0.3%,w(硫酸铝)=0.5%,初凝和终凝时间降为113 min和168 min,继续增加硫酸铝掺量,凝结时间会进一步降低,对前期强度无不利影响,且后期强度升高。单掺硫酸铝对硫铝酸盐水泥有促凝作用,但强度略有下降。     

胶凝材料对灌浆料性能的影响

试验研究了铝酸盐水泥和硬石膏对水泥基无收缩灌浆料的凝结时间、流动度、强度和膨胀性能的影响。结果表明,铝酸盐水泥掺量10%,石膏掺量10%,灌浆料的性能最佳。     

矿物掺合料对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系凝结时间及强度的影响

目的研究硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复掺后的凝结时间及力学性能.方法分别测试不同硅酸盐水泥、矿物掺合料掺量下硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间及胶砂强度,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行矿物组成和结构分析.结果硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间随硅酸盐水泥掺量的增大先减小再增大,随掺合料掺量的增大先减小再增大.硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的强度随着硅酸盐水泥的增加先减小后增大,硅酸盐水泥掺量为10%时,3d抗压强度减小10.67%;随着掺合料的增大而降低,掺合料掺量为40%时,矿粉、粉煤灰3 d抗压强度分别减小44.5%和47.9%.结论两种水泥复掺会缩短凝结时间,降低强度,水化产物减少,结构疏松;粉煤灰和矿粉的掺入会延长凝结时间,减小强度,水化产物减少.     

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.     

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。     

矿渣-硫铝酸盐水泥灌浆材料试验优化

针对硅酸盐水泥基灌浆材料存在流动性不佳．早期强度不高及耐久性较差等方面问题,利用硫铝酸盐水泥早强、抗渗、流动性能好等优点,线文以硫铝酸盐水泥为基础,加入矿渣粉、聚羧酸系减水剂和早强剂等,研制出一种早强、高强及耐久性优良的硫铝酸盐水泥基灌浆材料     

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.     

预拌混凝土的缓凝问题及其预防措施

从水泥与混凝土的凝结机理以及缓凝剂、缓凝型减水剂对水泥与混凝土凝结的影响,分析探讨了预拌混凝土产生缓凝、超缓凝的原因及其预防措施,认为导致预拌混凝土产生缓凝或超缓凝的主要原因是：(1)水泥本身的凝结时间过长;(2)缓凝剂或缓凝型减水剂掺量过大。因此,在预拌混凝土生产过程中应选择凝结时间合适的水泥、准确把握与控制缓凝剂或缓凝型减水剂的掺量。     

基于活性粉末混凝土的水泥相容性实验研究

通过水泥相容性试验,确定了合适的减水剂和硅灰品种,考察了水胶比和硅灰掺量对胶凝材料流动性的影响,研究了水胶比、粉煤灰、硅灰、石英粉、纳米硅等对RPC流动性的影响规律。实验结果表明,采用适当比例的硅灰、粉煤灰和纳米硅,可以提高RPC的流动性,RPC中加入缓凝剂,延缓了拌合物的凝结时间,有利于提高RPC的强度。特别是纳米硅的加入,明显的改善了RPC的流动性。     

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.     

萘系减水剂对混凝土性能的影响

为在绿色、环保、高效和经济的前提下,提高混凝土的强度,改善施工和易性,本文对萘系减水剂现阶段研究及使用现状进行分析,然后对减水剂的功能原理与作用机理进行解析,最后通过实验分析了水泥混凝土中萘系减水剂掺加量对其强度、水胶比、凝结时间、坍落度、黏聚性和保水性的影响,研究表明,当萘系减水剂的添加量为粉体质量的1.6%~1.8%时,可以保证水泥混凝土具有较高的强度和良好施工性能。     

聚羧酸高性能外加剂(聚羧酸系减水剂)在客运专线工程中的应用

聚羧酸高性能减水剂与其它高效减水剂相比,有许多突出的性能:低掺量(0.2%--0.5%)而发挥高的分散性能;保坍性好,90分钟内坍落度基本无损失;在相同流动度下比较时,延缓凝结时间较少;与水泥适应性强、混凝土收缩小等特点。由于它的诸多优点,致使在现在工程质量要求比较严苛的客运专线混凝土工程中会经常使用到。本文简单叙述了聚羧酸减水剂使用的优缺点和在客运专线上使用过程的案例和问题的处理方法。     

氨基苯磺酸盐类高效减水剂与胶凝材料的相容性研究

胶凝材料与高效减水剂之间存在相容性问题,外加剂在使用前必须进行与所用胶凝材料与掺合料的相容性试验,保证使用效果和工程质量.通过进行水泥净浆扩展度试验,研究氨基苯磺酸盐类高效减水剂与普通硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的相容性,为减水刺最佳掺量的确定和有效的工程应用提供依据.     

水泥净浆凝结时间和电阻率的关系

以硅酸盐水泥为基体,添加木质素磺酸钙和聚羧酸外加减水剂,采用非接触式电阻率测试方法,描述水泥基材料早期水化历程。结果表明:相同水灰比下,减水剂掺量越大,凝结时间越长,电阻率特征曲线向后平移;水泥初凝时间和终凝时间分别与电阻率特征曲线上的凝结时间起始点和拐点存在线性关系。     

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.     

聚羧酸在低标号混凝土中的应用

近年来,聚羧酸高效减水剂以其(1)掺量低,减水率高,节约水泥:(2)混凝土流动性大,坍损小:(3)配制的混凝土适用范围广,对施工环境温度要求低等优点.已经在C50以上高标号混凝土中得到了广泛的应用,并通过实践证明了它的技术和经济价值.但是在低标号混凝土中的应用由于其掺量低生产不易控制和聚羧酸与水泥适应性差等原因,并没有得到推广.本文将通过聚羧酸高效减水剂和萘系高效减水剂的试验对比和成本对比.来推动聚羧酸高效减水剂在低标号混凝土中应用.