改性栲胶对水泥体系的分散与配伍性能研究

栲胶是一种传统的生物质化学品,目前市场需求逐渐萎缩,必需开辟新的用途.对杨梅栲胶(MT)改性前后对水泥体系的减水分散性能,以及改性栲胶(SMT)与萘系减水剂FDN的配伍性能进行了研究.结果显示,MT经改性生成SMT后,其水泥净浆凝结时间缩短,在水泥中掺量为0.5%时,混凝土减水率由7.8%提高到13.9%,28 d混凝土抗压强度比由101.4%增长到142.9%.SMT与FDN配伍后能降低FDN的水泥净浆流动度损失,延长水泥净浆凝结时间.FDN与SMT按7:3质量比配伍后的混凝土减水率达18.4%,28d混凝土抗压强度比达到155.0%,而FDN的混凝土减水率为18.2%,28 d混凝土抗压强度比为131.8%.栲胶改性后作为混凝土缓凝减水剂有一定的市场前景.     

微波辐射β-环糊精改性APEG型聚羧酸减水剂合成

以烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、马来酸酐-β-环糊精共聚物、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠为原料,在引发剂过硫酸铵作用下,经微波辐射制备出含β-环糊精结构的醚类侧链型聚羧酸减水剂。结果表明,β-环糊精改性聚羧酸减水剂具有较好的分散、缓凝和增强作用,当减水剂掺量为0.5%时,水泥净浆初始流动度达325 mm,水泥的初凝、终凝时间差分别为202 min和420 min,水泥胶砂7 d、28 d抗压强度比分别为124.6%和121.4%。     

氧化-磺化纤维素高效减水剂的应用性能研究

以亚硫酸氢钠对经高碘酸钠氧化处理的棉浆纤维进行磺化改性,制备氧化-磺化纤维素(OSC),并对其用作混凝土减水剂的性能进行研究。结果表明:氧化-磺化纤维素的减水率随磺酸基取代度增大而提高;氧化-磺化纤维素对水泥具有一定的缓凝作用;当其取代度为0.453,折固掺量为0.8%时,测得的水泥砂浆减水率、净浆凝结时间和3、7、28 d水泥砂浆抗压强度比等指标均符合GB/T 8076—2008《混凝土外加剂》中缓凝型高效减水剂的要求。通过SEM微观结构分析表明:水泥砂浆中掺入氧化-磺化纤维素后,由于缓凝作用导致水泥初期水化反应发展缓慢,而经较长时间(如28 d)后硬化水泥结构比基准样密实、强度更高。因此,OSC有望成为具有实际应用价值的混凝土高效减水剂。     

水溶性壳聚糖对水泥水化行为的影响

以壳聚糖、马来酸酐为原料制备N-马来酰化水溶性壳聚糖(N-M-CTS),对其化学结构进行红外表征,研究其对水泥净浆、砂浆性能的影响。结果表明,当水灰比为0.35时,掺有这种水溶性壳聚糖(掺量为水泥质量的1%)的水泥净浆初始流动度为230mm,经过60 min后降为198 mm,减水率为20.4%,达到了普通减水剂的减水率指标;掺水溶性壳聚糖后砂浆的3 d、7 d、28 d抗压强度比不掺的空白样有所提高。并使用扫描电子显微技术对各个时期水化产物的形貌进行了观察与比较。     

磺化聚天冬氨酸减水剂的制备与性能研究

以L-天冬氨酸为原料通过热缩聚反应制得不同相对分子质量的聚琥珀酰亚胺(PSI),将PSI与氨基磺酸按照不同摩尔比进行接枝,水解后制备出磺化聚天冬氨酸减水剂(SPAsp)。探讨了PSI相对分子质量、摩尔比和减水剂掺入量对水泥净浆流动性的影响,研究了聚天冬氨酸减水剂(PAsp)和SPAsp对混凝土的坍落度、抗折强度以及水泥水化物颗粒表面zeta电位的影响;采用FT-IR对所制备的减水剂进行了表征。结果表明:在PSI相对分子质量为56 398,摩尔比为0.75∶1时制备的SPAsp综合性能最好,当其掺量为1.2%时,水泥净浆流动度达到249 mm,与PAsp相比提高了52.17%,120 min后混凝土坍落度经时损失率为4.3%;摩尔比为0.5∶1时制备的SPAsp,其掺量为1.2%时,混凝土28 d的抗折强度最大,为5.514 MPa;SPAsp的加入提高了水泥水化物颗粒表面zeta电位电负性绝对值,表明磺酸基的引入能够增加水泥水化物颗粒间的静电斥力。     

磺化纤维素减水剂的性能研究

以氯磺酸为磺酸试剂,二氯甲烷为分散剂,制备了磺化纤维素(CS),并对其用作水泥减水剂的性能进行了的研究.结果表明:磺化纤维素减水率随磺酸基取代度增加而增加,当其取代度达到0.872,质量分数为1.0％时测得的水泥砂浆减水率、净浆标准凝结时间和3、7、28 d砂浆强度等各项指标均达到高效减水剂的国标要求,磺化纤维素对水泥还具有一定的缓凝作用.通过SEM,对掺加了磺化纤维素的水泥材料进行了微观结构表征,结果表明:磺化纤维素掺入水泥浆后,由于缓凝作用导致初期水化反应发展缓慢;而经较长时间(如28 d)后硬化水泥结构比基准样密实、强度更高.因此,CS有望成为具有实际应用价值的混凝土高效减水剂.     

减水剂中缓凝组分对速凝剂性能的影响

研究了蔗糖、葡萄糖酸钠等减水剂中常用缓凝组分对掺碱性速凝剂、无碱速凝剂的净浆凝结时间和砂浆抗压强度的影响规律。结果表明,减水剂中缓凝组分的种类和掺量对掺碱性速凝剂的净浆凝结时间影响较大,其中蔗糖的缓凝作用最强。蔗糖对掺碱性速凝剂砂浆1 d抗压强度的降幅最大。除高掺量(≥0.06%)的蔗糖外,缓凝剂对掺碱性速凝剂砂浆的3 d抗压强度无不利影响。环糊精和三聚磷酸钠则会随着掺量增加而降低掺碱性速凝剂砂浆的28 d抗压强度比。减水剂中缓凝组分对掺无碱速凝剂的净浆凝结时间基本无不利影响,对掺无碱速凝剂的砂浆的后期强度亦无不利影响,但会不同程度降低其早期强度。     

黏土和石粉含量对聚羧酸减水剂的影响研究

选用聚羧酸减水剂加到水泥净浆中,利用测定水泥、黏土和石粉的吸水性,同时,通过对水泥净浆流动度和抗压强度等性能的研究,探讨黏土和石粉含量(0、0.5%、1%、2%、4%、8%)对掺聚羧酸减水剂的净浆性能影响规律。结果表明:掺减水剂的浆体,随含泥量的增大,其流动度与7、28 d抗压强度均降低。掺减水剂的浆体,随石粉含量的增加,其流动度变化不大;含量小于4%时,试块7、28 d抗压强度基本不变,甚至增大。黏土和石粉同时取代水泥时,其含量小于2%时,对掺聚羧酸减水剂的净浆7、28 d抗压强度影响不大;但当含量超过0.5%,掺聚羧酸的净浆流动度明显下降。     

自由基聚合法制备聚羧酸减水剂及其性能研究

本文在自由基聚合法制备聚羧酸减水剂的基础上,通过红外光谱(Infrared Spectroscopy,IR)对样品的结构进行了表征,同时,对比研究自制聚羧酸减水剂、市售聚羧酸减水剂和脂肪族减水剂等三种样品对水泥净浆流动度、砂浆减水率、混凝土减水率、混凝土坍落度及其保留值、凝结时间差及抗压强度的影响。结果表明:自制聚羧酸减水剂对水泥净浆、砂浆及混凝土等水泥基材料均有良好的减水、缓凝效果。     

水溶性纤维素醚减水剂合成与性能研究

采用棉纤维素制备平衡聚合度(levelling-off degree of polymerization,LODP)纤维素,以其为原料与氢氧化钠,1,4-丁基磺酸内酯(1,4-butanesultone,BS)反应,得到具有良好水溶性的丁基磺酸纤维素醚(sulfobutylated cellulose ether,SBC).研究了反应温度、反应时间以及原料配比等参数对丁基磺酸纤维素醚的影响,得出了最佳反应条件,并采用FTIR对产物进行了结构表征.通过研究SBC对水泥净浆和砂浆性能的影响,发现该产物具有与萘系减水剂相近的减水效果,且流动度保持性优于萘系减水剂;不同特性粘度以及硫含量的SBC对于水泥净浆具有不同程度的缓凝性.因此,SBC有望成为缓凝减水剂,缓凝高效减水剂,甚至高效减水剂.其性能主要由其分子结构决定.     

生物基减水剂对水泥水化进程影响及减水机理

将玉米化工醇釜残物开发为新型的生物基减水剂,采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）对其进行表征.结合X射线衍射（XRD）图谱分析和扫描电镜（SEM）研究生物基减水剂对水泥水化产物生成和微观形貌的影响,进一步从ζ 电位、减水率、凝结时间和抗压强度分析     

羧酸型高效减水剂对水泥凝结时间及水化热的影响

研究了2种合成的羧酸型高效减水剂对水泥凝结时间和水泥水化热的影响,探讨了羧酸型减水剂的保塑机理,并与萘系高效减水剂进行了对比。掺入高效减水剂的水泥净浆及混凝土都出现了一定程度的缓凝,掺加羧酸型减水剂的水泥初凝与终凝时间间隔要小于掺加萘系减水剂的相应的时间间隔;羧酸型减水剂使水泥浆体水化的诱导期比空白水泥浆体延长约2~4 h,第二放热峰出现的时间大大推后,这是羧酸型减水剂具有良好的保塑性能的主要原因。     

用于高性能混凝土的胶结材浆体水化热研究

研究了水胶比、高效减水剂、矿物掺合料对高性能混凝土中胶结材浆体水化热的影响。结果表明：当水胶比降低时,胶结材浆体的水化热也随之下降;缓凝高效减水剂并不降低总水化热,但它推迟水化放热进程,加快后期的水化放热速率;矿物掺合料的加入可明显降低水化热、水化放热速率,推迟达到最高温度的时间,尤其是双掺、三掺时降低效果更为显著,利用这三个因素的作用－减小水化热或延迟水化放热进程,可以降低因高性能混凝土水泥用量     

聚羧酸减水剂复合无碱速凝剂对水泥浆体凝结时间和早期强度的影响

研究了不同聚羧酸减水剂与自制无碱液体速凝剂复合后对水泥浆体凝结时间与早期强度的影响。结果表明:当无碱速凝剂掺量为水泥质量的6%时,复合推荐掺量的不同类型减水剂会显著延缓水泥净浆的凝结时间;当速凝剂掺量提高至7%时,凝结时间会缩短-延长。掺入市售聚羧酸减水剂的水泥净浆在静置30、60 min后再加入速凝剂,与同掺减水剂和速凝剂的水泥净浆相比,凝结时间延缓明显;但采用复合了保坍组分的自制聚羧酸减水剂再加入速凝剂,对水泥浆体的凝结时间影响不大。添加自制聚羧酸减水剂还会对掺无碱速凝剂水泥砂浆的1 d强度有一定的提高。     

无碱液体水泥速凝剂的性能及其促凝机理

采用宏微观试验方法,研究无碱液态水泥速凝剂对水泥基材料的性能影响及其水化机理。结果表明:无碱液体速凝剂对水泥水化作用主要体现在1 d之内,水泥水化28 d时几乎不起作用;掺加6%速凝剂1 h水泥净浆硬化体有较多棒状AFt晶体形成,这些AFt晶体互相交错,填充在水泥浆体的孔隙中,使水泥净浆结构比基准水泥净浆结构更致密,使得其早期强度更高;无碱液体速凝剂的促凝机理主要是促进早期水泥浆体中AFt晶体的形成而达到促凝;SEM照片显示,生成的AFt是通过液相化学反应-沉淀析出途径生成,AFt晶体呈短柱状、随机取向,无序分布于整个硬化体空间,与基准水泥浆体形成的AFt途径完全不同,这可能是导致水泥浆体快速凝结及强度提高的主要原因。     

木质素、聚羧酸及其复配型和共聚型减水剂性能比较研究

将共聚型木质素-聚羧酸系高效减水剂、未聚合木质素磺酸钙的聚羧酸系高效减水剂、木质素磺酸钙和复配型木质素-聚羧酸系高效减水剂的性能进行比较,探讨了四种不同减水剂对水泥水化的影响。结果表明:共聚型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂可以使木钙中含有使水泥净浆产生闪凝现象的杂质得以减少或消除,使聚羧酸系高效减水剂的保水性提高,且成本远低于聚羧酸系高效减水剂。复配型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂随掺量增加,水泥净浆强度下降,产生负面叠加效果,共聚型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂随掺量增加,水泥净浆强度提高,改善了木钙造成水泥净浆强度降低的缺陷。共聚型的木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂相对于复配型对硅酸三钙水化有一定的促进作用。     

赤泥-硫铝酸盐水泥高水充填材料性能及对环境的影响

利用赤泥和硫铝酸盐水泥制备高水充填材料,实现赤泥的有效资源化利用。研究了赤泥掺量对高水充填材料性能的影响。结果表明,随着赤泥掺量的增加,高水充填材料的初凝时间延长,抗压强度有所降低,赤泥掺量达到50%时,浆体初凝时间延长至61 min,28 d抗压强度降至5.0 MPa,但仍满足高水充填材料的需求;随着赤泥掺量的增加,硬化浆体析水率和孔隙率略微增加,渗透性显著提高。赤泥中的碱金属可以促进硫铝酸钙的水化,K和Na参与硫铝酸钙的水化形成U相,水化龄期到7 d时得以有效固化。硬化浆体的放射性符合GB 6656—2010的要求。     

脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂的合成及应用性能研究

以丙酮、甲醛和亚硫酸钠为主要原料合成了脂肪族羟基磺酸盐类高效减水剂,讨论了合成条件对产物分散 性能的影响并研究了这类高效减水剂的应用性能。丙酮、甲醛和亚硫酸钠的摩尔比为1:2.0:0.4、浓度为0.40g／ mL时反应3 h,所得的产物脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂AHSS具有良好的分散性能。合成的高效减水剂AHSS 对水泥净浆有轻微缓凝作用;在混凝土中掺量为0.6％时,减水率达到19.5％,3 d、7 d、28 d抗压强度比分别为 185％、157％和144％,超过高效减水剂的国家标准要求。     

锌盐对水泥水化历程的影响

通过研究ZnCl2，ZnSO4对水泥凝结时间、水化热、电阻率及抗压强度的影响，探讨了锌盐对水泥水化历程的影响及其缓凝机理．结果表明：随着ZnCl2掺量的增加，水泥水化放热速率降低，水泥水化与硬化延缓，电阻率发展变慢，水泥早期强度明显降低，但对28d抗压强度影响较小；当ZnSO4掺量为0．10％时，水泥终凝时间约提前50min，当掺量大于0．10％时，水泥水化放热速率降低，电阻率发展变慢，水泥水化历程延缓，但不影响抗压强度的发展；同掺量下，ZnCl2延缓水化的作用大于ZnSO4；锌盐对水泥水化历程的影响规律不仅与其掺量有关，还与其所含阴离子有关。