超长侧链型聚羧酸梳形共聚物对水泥早期水化的影响

选用了一组超长侧链型聚羧酸梳形共聚物作为水泥体系的分散剂,通过水化热测定、强度试验和扫描电镜等表征手段,研究了超长侧链型聚羧酸梳形共聚物分散剂对水泥早期水化的影响.研究发现,超长侧链型聚羧酸梳形共聚物比普通聚羧酸梳形共聚物具有加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用.扫描电镜得到的形貌结果发现,超长侧链型聚羧酸梳形共聚物的掺入改变了水化产物的形貌,并且侧链越长,呈絮状的C-S-H凝胶和呈针状的钙矾石晶体明显增加.这说明超长侧链型聚羧酸加速了C-S-H凝胶和钙矾石晶体的形成,促进了水泥混凝土体系早期强度的形成.     

磨细石灰石粉对减水剂-水泥适应性的影响

采用化学分析、热分析、Zeta电位分析等手段研究聚羧酸和萘系减水剂在磨细石灰石粉存在下与水泥的适应性。结果表明:在磨细石灰石粉存在下,聚羧酸减水剂促进水泥水化初期钙矾石和单碳型水化硫铝酸钙的生成,降低水泥对减水剂的吸附;而萘系减水剂的吸附量大,石灰石粉加速了水泥颗粒表面的减水剂被生成的水化产物覆盖的过程,导致流动度损失加快。因此,在石灰石粉存在下,聚羧酸减水剂的适应性较萘系减水剂更佳。     

梳型长短侧链聚羧酸减水剂对水泥早期水化行为的影响及作用机理EI北大核心CSCD

调节异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)的聚合度及与丙烯酸(AA)的摩尔比,以过硫酸铵(APS)为引发剂、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为链转移剂,通过水溶液自由聚合法合成了长侧链聚羧酸(LPCE)、长短侧链聚羧酸(LSPCEs)和短侧链聚羧酸(SPCE)3类梳型聚羧酸减水剂(PCEs)。研究了长短侧链比例对水泥早期水化行为的影响,进一步通过PCEs水溶液聚集形态、吸附性能和引气性能等探讨了长短侧链比例对水泥水化行为影响的作用机理。结果表明,SPCE有利于延缓水泥的早期水化,使水化诱导期延长,这是由于SPCE较LSPCEs和LPCE,在水泥颗粒表面的吸附量更大、吸附层厚度更高所致。加入水泥后,随着短侧链比例的增大,PCEs水溶液的起泡高度有增加趋势,而LPCE水溶液的黏度较大,稳泡性能较LSPCEs和SPCE好。     

聚羧酸系减水剂的构性关系及其作用机理研究

聚羧酸系减水剂作为一种高性能减水剂,目前已成为国内外研究与发展的热点。概述了近几年国内外高效减水剂的研究与发展现状,阐述了聚羧酸系高效减水剂的分子结构、性能特点及作用机理,分子主链上阴离子基团越多及聚氧乙烯长侧链越长,聚羧酸系减水剂的分散性能和流动保持性能越好。聚羧酸系减水剂主要依靠聚氧乙烯长侧链的位阻效应和羧基及磺酸基的静电斥力来分散水泥颗粒。最后,提出了减水剂在应用中存在的问题并展望了其发展趋势。     

疏水烷基酯侧链对聚羧酸系减水剂分散及保坍性能的影响

为了研究聚羧酸系减水剂(PCA)分子结构中疏水侧链对新拌混凝土坍落度及其损失的影响,以马来酸酐(MA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸烷基酯为原料,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合合成了4种不同疏水侧链长度(疏水侧链含碳个数分别为4、8、12和18)的聚羧酸系减水剂。通过水泥净浆流动度、流动性损失等指标检验了聚羧酸系减水剂的分散性能及保坍性能,结果表明随着疏水侧链长度的增加,聚羧酸系减水剂的分散性能逐渐提高,保坍性能有所改善。吸附量和zeta电位测试结果解释了这种现象的原因,随着疏水侧链长度的增加,水泥颗粒表面zeta电位绝对值逐渐增加,水泥颗粒表面上的持续吸附能力逐渐增强。     

化学外加剂对混凝土徐变的影响规律研究

采用自制的徐变加载装置,研究了萘系减水剂、聚羧酸减水剂以缓凝组分、减缩组分对等配合比混凝土徐变的影响规律,结合与混凝土同水灰比浆体非可蒸发水含量及混凝土内部相对湿度演化分析了其影响机理。结果表明,相比萘系减水剂,聚羧酸减水剂能显著降低混凝土的徐变,其中以早强型聚羧酸减水剂的效果最好;减缩剂对混凝土的徐变有降低作用,缓凝组分的掺入对徐变有不利影响;聚羧酸减水剂和减缩组分能通过降低混凝土内部水分传输和向外界扩散来降低徐变;早强型聚羧酸使浆体具有较多的水化产物数量,对强度的增加和徐变的降低有一定好处,缓凝组分的掺入会延缓水化并减少总水化产物数量,降低强度,使徐变增加。     

不同减水剂对氧化石墨烯掺配水泥胶砂力学性能及微观结构的影响

氧化石墨烯(GO)极易在高钙高碱性水泥浆中发生聚沉。研究了不同聚羧酸系(PC1、PC2、PC3)、氨基磺酸系(A1)以及脂肪族系(B1)等几种减水剂对GO的分散效果,并考察了不同减水剂对GO复配水泥砂浆抗压强度、抗折强度、流动度的影响。结果表明,GO掺量都为0.03%情况下,PC2型减水剂对于GO掺配的水泥胶砂试件力学强度的提升最大,3d抗压强度和抗折强度相比基准试件分别提高了45.26%,50.66%;28d抗压强度和抗折强度也相比基准组提升了27.24%,9.3%。流动度方面,与基准试件相比,除PC1外,其余几种减水剂均可使GO掺配砂浆的流动度几乎保持不变。硬化水泥石的X射线衍射谱(XRD)和扫描电镜(SEM)测试结果表明加入PC2,能有效的促进早期水泥水化产物Aft晶体的生长,大幅度提升了水泥胶砂早期抗折和抗压强度。红外光谱(FT-IR)和拉曼光谱(Raman)的结果表明,减水剂PC2能使GO在模拟的水泥浆中分散性更好,且GO中的环氧基团可参与水泥水化反应,使得GO与水泥水化产物之间有较强的界面作用力。     

超早强聚羧酸对低坍落度混凝土流变与气泡结构经时变化的影响

分别采用两种超长侧链聚羧酸减水剂与一种常规聚羧酸减水剂制备低坍落度混凝土,通过测试分析湿筛砂浆流动度、流变性、气泡结构参数以及三维重构气泡形态,对比研究了超长侧链聚羧酸减水剂对混凝土工作性能与气泡特征经时变化的影响.结果表明:低坍落度混凝土湿筛砂浆符合宾汉姆流体特征,流动度与屈服应力具有强线性相关性,减水剂种类对其影响较小,但超长侧链聚羧酸对砂浆流动度的经时保持作用明显弱于普通聚羧酸.超长侧链聚羧酸在砂浆中的引气数量和小孔径气泡占比均低于普通聚羧酸,并且超长侧链聚羧酸加速了砂浆中小孔径气泡向大孔径气泡的转变.CT三维重构试验直观地证实了砂浆中相邻小气泡聚并成大气泡现象的存在,超长侧链聚羧酸使得砂浆中气泡聚并发生的时间比普通聚羧酸更早.     

β-环糊精侧基对聚羧酸系减水剂结构与性能的影响

通过对不同龄期的硬化水泥石进行XRD、SEM和孔隙率测定,研究了含β-环糊精(β-CD)侧基的聚羧酸减水剂(MPC)对硬化水泥石水化产物种类、数量及其微观结构的影响。XRD结果表明,MPC能明显地促进后期水化产物氢氧化钙(CH)的生成。SEM和孔隙率结果说明,MPC可使水泥石的结构更加紧密匀质、孔隙更加微小。混凝土强度的测定结果表明,MPC可使混凝土7和28d的强度发展更具有优势。     

二臂超支化聚羧酸减水剂的合成表征及性能

以氯化亚砜和甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料合成氯代甲氧基聚乙二醇(Cl-MPEG),对乙醇胺表面的氨基进行聚乙二醇(PEG)长链接枝,通过丙烯酰氯进一步引入双键合成二臂超支化聚氧乙烯醚大单体(TAHBPE)。将TAHBPE与丙烯酸小单体采用水溶液自由基共聚法合成二臂侧链超支化型聚羧酸减水剂(TAHB-PCEs)。采用红外光谱、核磁共振、质谱、凝胶渗透色谱对合成过程的中间和最终产物进行了结构表征。结果表明,成功合成了Cl-MPEG,TAHBPE和TAHB-PCEs。净浆流动度和流变性测试结果表明,TAHB-PCEs的净浆流动度达到298.5 mm,屈服应力和黏度均小于传统梳型聚羧酸减水剂。通过表面张力、接触角对TAHB-PCEs的分散作用机理进行了探讨,保持聚羧酸减水剂的羧酸根密度不变、缩短侧链长度、增大侧链密度可降低其表面张力和表面能,有利于其在水泥表面的润湿,达到更好的减水分散性能。     

掺梳形减水剂水泥浆体早期水化产物形貌研究

为揭示梳形减水剂对水泥早期水化的影响规律,指导工程应用,通过SEM分析,研究了掺用3种典型结构的梳形减水剂的水泥浆体早期水化产物形貌及其电子特征数据。结果表明,梳形减水剂加速了水泥早期水化反应,且丙烯酸类、马来酸类共聚物分别促进了AFt、AFm的形成。因此,梳形减水剂品种对水泥早期水化和混凝土工程性能具有较大影响,应根据使用要求合理选用,必要时与缓凝剂、引气剂或消泡剂复合使用。     

聚羧酸系减水剂在客运专线工程中的应用研究

介绍聚羧酸系减水剂在满足铁路客运专线高性能混凝土综合性能方面的能力和特点,分析了工程应用中使用聚羧酸系减水剂存在的一些问题。提出解决聚羧酸系减水剂与水泥的相容性问题以及保持聚羧酸系减水剂本身质量稳定性是目前该减水剂应用的关键。     

水泥基材料中的早强剂及其作用机理综述

早强型外加剂的研究主要集中在水泥基材料强度发展早期阶段的水化速率变化、产物变化、液相离子变化等方面，但对其作用机理和效果等缺乏系统性的总结。本文归纳了三类早强剂(无机、有机和复合)的早强机理及在各水化阶段的作用，得出以下结论：无机系早强剂通过提高体系碱度、压缩双电层、提供晶核以降低成核势垒等作用，破坏了水化阻滞膜或液相离解平衡，从而加速离解期的离解速率、增大液相中的离子浓度；此外，还通过加速诱导期水化产物的消耗，破坏水化反应平衡以加快水化产物钙矾石或钙铝水滑石形成，提高早强固相体积含量和体系致密度，从而提高早期强度。有机早强剂主要通过分散作用来促进离解速率，通过络合作用或水化作用破坏反应平衡，但掺量影响其早强效果和凝结速度。复合早强剂则协调多种机理来加快水化的整体进程，需注意避免新产物的生成阻碍原有活性组分正常的水化进程。总而言之，早强剂的选择应与胶凝材料体系相匹配，结合其作用机理促进各水化阶段强度发展。为满足尽可能早强的需求，阴离子宜选择硫酸系和硅酸系，阳离子宜选用Ca²⁺、Al³⁺,或较高活性成分且无耐久性隐患的Li⁺     

聚羧酸减水剂对混凝土结构影响

混凝土结构决定其性能。通过扫描电镜和压汞试验,表征和分析了聚羧酸减水剂对混凝土硬化水泥浆体、界面结构和水泥石孔结构的影响。结果表明,早龄期的混凝土硬化水泥浆体和界面结构裂纹较宽,裂缝较多,而龄期长则结构较密实;相同龄期掺有聚羧酸减水剂的混凝土硬化水泥浆体和界面过渡区结构裂缝数量、裂纹宽度均小于萘系减水剂;聚羧酸减水剂降低了水泥石的平均孔径,最可几孔径和孔隙率;少害孔和无害孔的含量多,而有害孔和多害孔含量少。聚羧酸减水剂对混凝土结构的作用优于萘系减水剂。     

氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的研究

用Hummers法对石墨进行氧化后再用超声波进行分散制备纳米氧化石墨烯(GO)分散液。研究GO对掺有聚羧酸系减水剂(PCs)的水泥净浆流动度、粘度、凝结时间、石泥石孔结构和水泥砂石的耐折强度、抗压强度的影响。研究结果表明,纳米氧化石墨烯掺量为15mg/(100g水泥)时,使净浆流动度和凝结时间稍有降低,所得石泥石的中大孔隙率减少,结构致密,硬化水泥砂浆的耐折强度和抗压强度显著提高。硬化水泥石的XRD和SEM测试结果表明,纳米氧化石墨烯片层对水泥水化晶体产物的形成有模板效应,能够促使水泥石形成微小、形状统一的晶体结构,研究纳米氧化石墨烯增强增韧混凝土对于构建高性能、长寿命混凝土具有重要的意义。     

不同系列减水剂对碳硫硅钙石形成的影响

研究了不同系列减水剂(萘系、脂肪族和聚羧酸系)对硫酸盐侵蚀下碳硫硅钙石形成的影响及机理。将样品浸泡在5℃,质量分数5%的MgSO4溶液中,观察侵蚀后样品的外观、强度及膨胀率,并对腐蚀产物进行X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、能谱分析、红外光谱分析及激光Raman光谱分析。结果表明,碳硫硅酸钙型硫酸盐侵蚀程度与外加剂品种有关,聚羧酸减水剂不能防止TSA破坏,但聚羧酸减水剂较其它两种减水剂抗硫酸盐侵蚀效果好。     

含短侧基低分子量聚羧酸系减水剂的合成与作用机理探讨

利用合成的马来酸酐柠檬酸酯类大单体(MACA)与丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(SAS)等进行自由基聚合,制备出一种含短侧基低分子量的新型聚羧酸系减水剂。通过红外光谱、黏度、水泥净浆流动度和ζ电位等方法对共聚物的结构组成和性能进行了表征,并初步探讨了新型聚羧酸系减水剂与水泥的作用机理。研究表明:该减水剂有较好的分散性,且水泥净浆流动度保持性较好,无泌水离析现象;该减水剂与水泥粒子的塑化机理符合静电斥力与空间位阻理论。     

0～20℃硅酸盐水泥的水化性能

采用X射线衍射仪(XRD)及环境扫描电子显微镜(ESEM)研究0℃、5℃、10℃及20℃时硅酸盐水泥的水化过程,并进行凝结时间及力学强度测试。结果表明,温度越低,硅酸盐水泥的初凝和终凝时间越长,水泥早期的水化程度和力学强度也越低;但水化后期,水泥水化产物C-S-H凝胶明显细长,水化产物间距较小,大孔减少且孔隙分布更均匀,水化程度和后期强度较高。     

化学外加剂在低水泥浇注料中的作用机理与应用分析

分析了在低水泥浇注料中,由于微粉粒子在水中产生电离、吸附和晶格取代等现象导致其表面荷电形成双电层结构、微粉粒子产生絮凝的现象;阐述了化学外加剂对微粉粒子的分散作用机理,即DLVO理论和HVO理论;分别介绍了萘系(FDN)、脂肪族、氨基磺酸盐系、聚羧酸系高效减水剂的具体作用机理;分析了在低水泥浇注料中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、柠檬酸钠、密胺树脂、聚丙烯酸钠、氨基磺酸盐、聚羧酸系高效减水剂等化学外加剂的应用现状。认为聚羧酸系高效减水剂具有较好的减水效果,其生产与应用研究将越来越广泛和深入。     

掺加改性淀粉制备聚羧酸减水剂及其应用

选取经过降解处理的羧甲基淀粉醚(CMS-Na)代替部分异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)制备一种新型聚羧酸系减水剂(PC2),利用水泥净浆单组分试验得出CMS-Na对TPEG的最佳替代量为15%。另外,用红外光谱(FTIR)对CMS-Na及聚羧酸减水剂的分子结构进行了表征。结果表明,掺加CMS-Na合成的PC2不仅降低了原材料的成本,而且具有良好的分散性和保塑性,同时不影响混凝土强度。