聚羧酸减水剂对水泥水化过程的影响

从水泥浆的液相电导率、pH值和水化程度三方面讨论了聚羧酸共聚物对水泥水化的影响.研究结果表明,共聚物对水泥的水化过程有缓凝作用.共聚物的掺量(即聚灰比)越大其缓凝作用越明显,且在其它配方相同时,侧链聚乙二醇(PEG)的分子量不同,对缓凝作用也有影响,掺入的PEG分子量越大缓凝作用越明显.此外,还利用傅里叶变换红外光谱法验证了聚羧酸共聚物与水泥水化产生的钙离子会发生配位反应,并分析了聚羧酸减水剂对水泥水化的影响机理.     

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.     

石膏对铝酸盐水泥基混合体系早期水化的影响

采用量热仪、X 射线衍射仪、环境扫描电子显微镜、压汞仪分析了无水石膏及α-半水石膏对铝酸盐水泥为主的铝酸盐 － 硅酸盐混合水泥体系早期水化放热、浆体微结构演变等水化进程的影响． 结果表明:无论何种石膏掺入后,三元体系的早期水化均有所加速,且集中于钙矾石的生成及其向单硫型水化硫铝酸钙的转变---水化30min 内,浆体中均生成了一定量长度为 1μm 左右的短粗钙矾石晶体,并伴随首个水化放热峰的产生;而随后的8h 内,另产生两个水化放热峰:掺无水石膏时,第2 个水化放热峰源自无水铝酸钙和无水石膏的溶解以及少量钙矾石晶体的生成,第 3 个水化放热峰源自钙矾石的增长及其向单硫型水化硫铝酸钙的转变;而掺 α-半水石膏时,这两个水化放热峰均与钙矾石的生成及增长有关． 相比而言,α-半水石膏因溶解速度较快,与无水铝酸钙等的溶解速度相匹配,所以水化早期生成更多的钙矾石晶体,所得硬化浆体的孔隙率更低．     

葡萄糖酸钠与高效减水剂复合使用对水泥水化历程的影响

本文系统地研究了葡萄糖酸钠、萘系、氨基磺酸盐系和聚羧酸盐系高效减水剂,以及葡萄糖酸钠与高效减水剂复合使用对水泥凝结时间、水泥水化热、水化温峰、温峰出现时间的影响。结果表明：葡萄糖酸钠与萘系、聚羧酸高效减水剂复合使用时,水泥的凝结时间、温峰出现时间延长,温峰及水化热增大;葡萄糖酸钠与氨基磺酸盐高效减水剂复合使用时,水泥水化温峰出现时间进一步延长,温峰及水化热降低。     

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.     

声学无损检测法用于研究水泥基材料的早期水化

水泥基材料早期形态的复杂性与多变性给研究者带来一定的困难,声学无损检测法可在不破坏样品的情况下进行连续观测,给研究者们提供了新的手段。本文对国内外声学无损检测法用于水泥基材料早期水化研究的进展情况进行了分类介绍,并作了综合性评价。     

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(NS-PCE)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(...     

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.     

前沿科研成果融入大学生创新实验项目教学——以聚羧酸减水剂的制备及其对水泥流动度的影响为例

将前沿科研成果融入到大学生创新实验项目教学中,进行了以“聚羧酸减水剂的制备及其对水泥流动度的影响”为案例的综合性创新实验教学设计安排。首先让学生学会化学反应机理和聚合物的分散作用机理,然后让学生制备聚羧酸减水剂,并对减水剂对水泥的流动度性能的影响进行测试,进一步探索出采用不同用量丙烯酸和过硫酸钾制备的聚羧酸减水剂对水泥流动度的影响变化规律,增强了实验的创新性、高阶性和趣味性。本课程注重以学生发展为中心,将BOPPPS教学模式引入教学过程中,不仅可以扩展学生的知识面、锻炼实验操作技能,还能提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。     

聚羧酸系减水剂对铝酸三钙-石膏体系早期水化的作用机制

探究聚羧酸系减水剂（PCE）对铝酸三钙（C3A）_石膏体系早期水化的作用机制,对 PCE 的研发与应用具有重要的指导意义。本文通过水化进程、溶解速率、物相演变和溶液离子浓度进行表征,分析 PCE 对 C3A_石膏体系早期水化的影响机理。结果表明：石膏的掺入改变了 C3A 的水化历程,随着掺量的增加,二次水化放热峰出现时间延缓,峰值逐渐降低;PCE的掺入抑制了 C3A 颗粒的溶解,阻碍了 AFt 晶体在 C3A 颗粒表面的成核生长,并使石膏处于一个较低的溶解平衡状态;PCE在颗粒表面的吸附改变了 SO42-、Ca2+等的空间分布,使得孔溶液与颗粒表面离子浓度并不一致,促使了各种离子在颗粒表面的聚集,增加了离子之间碰撞、沉淀,有利于形成 AFm 物相。     

环境扫描电镜用于阿利特-硫铝酸钡钙水泥早期水化的研究

采用场发射环境扫描电子显微镜对阿利特-硫铝酸钡钙水泥的早期水化过程进行了连续观察,研究结果表明：阿利特-硫铝酸钡钙水泥的水化过程可分为诱导期前期、诱导期、加速期、减速期和稳定期5个阶段。水化初期,在水泥颗粒表面即可观察到大量的短柱状钙矾石,并形成保护膜,产生诱导期;在水化早期C—S—H凝胶数量较少,在加速期才大量形成,最终成为花朵状结构。该水泥在水化24h后,其硬化浆体致密度较高,水化趋于稳定。     

丙烯酸钙对水泥水化进程的影响

采用红外光谱测试、差热-热重(DTA-TG)分析和X射线衍射(XRD)测试等手段对水泥综合改性效果进行分析,研究丙烯酸钙对水泥水化热历程的影响。结果表明:丙烯酸钙促进早期钙矾石(AFt)的生成,促进硅酸三钙(C3S)的不断水解及水化期的放热速率;抑制AFt向单硫型水化硫铝酸钙(AFm)的转变,影响Ca(OH)2的成核和析出,导致3～24 h内Ca(OH)2的生成量减少;水化后期提高水泥浆体分散性和液相中Ca2+浓度,水化更充分。     

聚羧酸减水剂对磷酸镁水泥性能的影响

以重烧氧化镁和磷酸二氢铵为主要原料,以硼砂为缓凝剂,加入聚羧酸减水剂(PCE)制备磷酸镁水泥(MPC),研究PCE的加入量对MPC的凝结时间、流动度、强度及软化系数的影响.并采用X射线衍射(XRD)分析MPC体系中的物相组成,利用Topas 6.0软件中的Rietveld方法定量分析MPC物相含量,用场发射扫描电镜(SEM)分析其微观形貌.实验表明,随着PCE加入量的增加,MPC流动度、凝结时间以及早期强度都呈现先上升后下降的趋势.当PCE加入量为4％时,MPC流动度达到248 mm,终凝时间为15 min,1.5 h强度达到36.4 MPa,28 d强度达到108.5 MPa,浸水28d后软化系数为0.91.浸水超过94 d后,MPC强度均明显下降,试样表面析出白色晶体,造成表面层结构疏松,但加入4％PCE的试样内部结构较致密,因此强度损失率较低.     

粒径分布对水泥水化过程影响的数值模拟

为了模拟水泥粒径分布对水泥水化过程的影响,本文建立了一个基于水化深度的水化模型。该模型假定水泥水化过程由水化深度控制,且水化深度随时间的变化关系与颗粒粒径无关。通过等温差示扫描量热仪测定了2种不同粒径分布水泥的等温水化热曲线,根据试验结果分析得出最大水化深度的存在,并推导得出水化模型所需的基准水化速率。最后将建立的水化模型用于模拟水泥的等温水化热曲线。结果表明:基于水化深度的水化模型能够准确模拟水泥粒径分布对水泥水化过程的影响。     

温度对含碳纤维水泥水化及抗压强度的影响

为了研究温度对含碳纤维水泥水化及其强度的影响,首先将制备好的含碳纤维水泥净浆倒入40mm×40mm×40mm立方体模具中,振密实后分别放入低温(10℃),常温(25℃),高温(100℃)环境下养护至规定龄期(3,7,28d),通过XRD和SEM研究水泥水化过程,对比分析在不同养护温度条件下含碳纤维混凝土的抗压强度。研究结果表明,随着养护温度的增加,C-S-H凝胶和C-H的形成速率增加,从而提高了混凝土的抗压强度;在一定温度范围内提高养护温度,可加速含碳纤维混凝土水化过程。     

不同引发剂对聚羧酸减水剂的影响

文章讨论了不同引发剂对聚羧酸减水剂的影响,采用凝胶渗透色谱法对产品进行了测试,结果表明:过硫酸铵作为引发剂更适合与小单体是马来酸酐的反应;而氧化还原体系即过硫酸铵与双氧水作引发剂,或双氧水与维C作引发剂更适合于小单体是丙烯酸的聚合反应.     

氯化钠对粉煤灰水泥性能与水化程度的影响

探讨氯化钠对粉煤灰水泥不同阶段性能与水化程度的影响. 结果表明： 掺入适量的氯化钠可以不同程度地提高粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度而缩短其凝结时间; 当氯化钠掺量一定时, 随着粉磨时间的延长, 粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均有不同程度的提高但增幅下降. 随着氯化钠掺量的增加, 粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均先增加后下降, 但其凝结时间却先缩短后增加; 当氯化钠掺量为2%, 粉磨时间为15min时各龄期的水化程度与抗压强度均达到最大值, 而粉煤灰水泥的凝结时间最短. 粉煤灰水泥水化3d的水化程度与抗压强度的增幅最大, 而水化28d的相应增幅最小.     

氯化钠对粉煤灰水泥性能与水化程度的影响

探讨氯化钠对粉煤灰水泥不同阶段性能与水化程度的影响.结果表明:掺入适量的氯化钠可以不同程度地提高粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度而缩短其凝结时间;当氯化钠掺量一定时,随着粉磨时间的延长,粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均有不同程度的提高但增幅下降.随着氯化钠掺量的增加,粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均先增加后下降,但其凝结时间却先缩短后增加;当氯化钠掺量为2%,粉磨时间为15min时各龄期的水化程度与抗压强度均达到最大值,而粉煤灰水泥的凝结时间最短.粉煤灰水泥水化3d的水化程度与抗压强度的增幅最大,而水化28d的相应增幅最小.     

梳形共聚物分散剂侧链长度对浓水泥浆体分散保持性能的影响及机理

根据梳形共聚物分散剂侧链长度是控制水泥悬浮体分散保持性能的最关键因素,合成了系列具有不同侧链长度的梳形共聚物,研究了共聚物侧链长度对水泥浆体分散保持、吸附和水泥早期水化的影响规律,揭示了其作用机理.结果表明:当共聚物中主链羧酸基团和侧链摩尔比相同时,长侧链共聚物由于延缓了水泥早期水化,显示了优异的分散保持性能;当每克共聚物中羧基质量基本相同时,短侧链共聚物则由于卷曲的分子构象,被水泥颗粒吸附较慢,导致了其优异的分散保持性能.不同侧链长度的梳形共聚物分散保持性能受吸附行为、水化行为和空间位阻效应共同控制,且侧链长度和主链中羧基含量存在一个最佳平衡.     

水热条件对硅酸盐水泥的水化及其干缩性能的影响

通过强度试验、干缩测定、MIP、TG-DSC、NMR分析,研究了不同水热条件下硅酸盐水泥的早期（3 d）水化及其干缩性能。结果表明：约2 d时间的水养护温度由20℃提高到60℃,水泥的早期（3 d）水化程度显著提高,C-S-H凝胶数量显著增多,同时C-S-H凝胶的硅酸盐聚合度提高,C-S-H的表面积减小,致密度提高;水泥的3 d强度显著提高,但28 d强度明显下降;水泥的干缩显著减小。养护温度提高减小干缩的原因是由于干燥前C-S-H凝胶的化学结构等发生变化而使水泥的不可逆干缩显著减小。