石膏对水泥表面吸附聚羧酸系超塑化剂的影响

采用总有机碳分析仪TOCMultiN/C3100,通过调整石膏含量和形态,考察可溶性SO42-对聚羧酸系超塑化剂在水泥颗粒表面吸附行为的影响.结果表明:随着石膏含量的增加,可溶性SO42-增加,超塑化剂在水泥上的吸附量和吸附率则逐渐减少;不仅不同形态的石膏对超塑化剂的吸附行为有一定影响,而且形态相同、种类不同的石膏对超塑化剂的吸附行为也有一定影响.提出了可以通过增减SO42-的量来改变水泥和聚羧酸系超塑化剂之间吸附量的建议.     

聚羧酸系超塑化剂对水泥净浆性能的影响

采用萘系(JM)和聚羧酸系(PCA)超塑化剂添加到水泥净浆中,分别测量水泥净浆的流动度、流动度损失、外加剂在水泥颗粒表面的吸附率以及Zeta电位,并说明它们之间的关系.结果表明:萘系减水剂掺入到水泥净浆中5 min的吸附率达到79.87%;而聚羧酸系超塑化剂5 min吸附率只有28.27%,最大达到45%左右.但聚羧酸系超塑化剂吸附率随时间延长而增加,而萘系减水剂吸附率基本没有变化.掺聚羧酸系超塑化剂水泥颗粒表面zeta电位为正值,并随时间延长而增加;而掺萘系Zeta电位为负值,且绝对值随时间延长而减小.     

石膏对新型聚羧酸系超塑化剂在水泥表面吸附行为的影响研究

通过调整石膏含量和形态,考察硫酸根离子对聚羧酸系超塑化剂在水泥表面吸附行为的影响.试验结果表明,随着石膏含量的增加,超塑化剂在水泥上的吸附量和吸附率都逐渐减少.石膏的形态对吸附行为有一定的影响,无水石膏的加入使聚羧酸系超塑化剂在水泥上的吸附率增大;相同形态(均为二水石膏)、不同种类的石膏吸附率不同,磷石膏的吸附率更大.提出了可以通过增减硫酸根离子的量,来改变水泥和聚羧酸系超塑化剂之间的吸附量.     

磺酸根对聚羧酸系减水剂分散性能的影响

合成了一系列不同磺酸根含量和相近聚合度的聚羧酸系减水剂,系统研究了其在水泥颗粒表面的吸附性能,对水泥颗粒表面Zeta电位的影响,对水泥净浆流动度与流变学的影响和颗粒间的斥力总位能.结果表明:随着聚羧酸系减水剂磺酸根含量增加,其在水泥颗粒表面的吸附量呈先增加后减小的趋势,水泥颗粒的Zeta电位绝对值呈增加趋势,对水泥颗粒的分散性能呈先增加后减小趋势;水泥颗粒间的斥力总位能也呈先增加后减小趋势,这进一步从理论上解释了聚羧酸系减水剂分散性能差异的原因.     

温度对聚羧酸超塑化剂吸附和分散性能的影响

在10℃、20℃、30℃环境下,聚羧酸超塑化剂在水泥颗粒上的吸附量随着温度的升高逐渐增加。10℃、20℃、30℃环境温度下60min后的吸附率分别可以达到47．2％、61．8％、66.2％。初始分散能力随温度的升高而提高,在较高温度下分散保持能力有所下降。在不同温度下,聚羧酸超塑化剂在初始分散阶段的吸附量与分散性能直接相关,呈线性关系;随着温度的升高,吸附量的增加带来的分散性能增加幅度逐渐减小。     

缓凝组分与聚羧酸系超塑化剂复配性能研究

目前我国水泥和胶凝材料复杂多变,从吸附-分散机理和应用情况来看,聚羧酸系减水剂存在适应性问题,特别是在高温季节表现突出,坍落度损失增加。本文对几种常用缓凝组分与国内某品牌聚羧酸系超塑化剂JS进行复配,研究了复配后对混凝土的工作性、泌水率、含气量和强度等性能的影响。试验结果表明缓凝组分采用1.5的超量取代系数,可保持体系减水率不变;柠檬酸不适宜与聚羧酸系减水剂复合使用,柠檬酸钠和葡萄糖酸钠与聚羧酸系超塑化剂适应性较好,木钠对聚羧酸系超塑化剂性能影响较大,甚至表现出与其在传统减水剂中完全不同的性能;与国外同类产品相比,国产聚羧酸系超塑化剂产品对不同水泥的适应性有较大差异,在应用过程中应根据混凝土性能要求进行缓凝组分的优选。     

有机胺改性聚羧酸系高性能减水剂的试验研究

对四种聚羧酸系高性能减水剂进行了有机胺改性研究,优化出最佳改性工艺,并从分子链结构搭配的角度分析了有机胺的改性机理,结果表明:改性后的聚羧酸系高性能减水剂A对水泥的分散性能仅起到抵消缓释作用,聚羧酸系高性能减水剂B,C,D改性后对水泥的分散性能有很大的提高,尤其是对保坍性能较差的减水剂,改性后的减水剂对混凝土的流变性能与水泥净浆流动度的变化规律基本一致。     

吸附聚羧酸系与萘系超塑化剂水泥颗粒的电性行为研究

水泥颗粒表面的电性质是新拌水泥浆体分散的重要因素之一.文章通过不同掺量萘系(UNF-5)和聚羧酸系(COPOCA202)超塑化剂的水泥颗粒表面电位试验和此两种超塑化剂饱和掺量以及未掺超塑化剂时水泥颗粒表面电位随时间变化试验,认为:超塑化剂的掺入使水泥颗粒电性统一,掺UNF-5带负电,掺COPOCA202则带正电,并随时间的延长其绝对值均逐渐降低;这种电性统一是新拌水泥浆体分散的重要来源;COPOCA202系比UNF-5对表面电位改变能力小.     

不同聚羧酸减水剂分子结构作用机制研究

采用2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚和丙烯酸进行自由基共聚,以酸醚比分别为2.8、3.7、4.6,并调整链转移剂TGA用量,合成了适当主链长度和不同侧链密度的聚羧酸减水剂。通过GPC、净浆流动度、吸附量、Zeta电位等测试,研究主链长度相近、侧链密度不同的聚羧酸减水剂在不同C3A含量水泥浆体中的吸附-分散特性。试验结果表明:侧链密度高,主链长度相应缩短,可以形成初始吸附量相近的减水剂分子构象;对于掺C3A的水泥,侧链密度较高的减水剂分散性能较优,且水泥中C3A含量越高,高侧链密度减水剂的抗吸附性能优势更明显。     

不同侧链长度比例对聚羧酸超塑化剂分散性能影响

以自制的甲基烯丙基聚氧乙烯醚(n=18,29)(MAPEG)及其它烯类单体为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了分子结构含不同长度侧链的新型聚羧酸梳型超塑化剂,用红外光谱对其结构进行了表征.考察了不同链长的MAPEG混合比(投料比)对超塑化剂分散和分散稳定性的影响,测定了掺加超塑化剂的水泥颗粒的ζ电位.结果表明,不同链长的MAPEG的混合比对超塑化剂分散及分散稳定性影响很大.当MAPEG混合比n18民:n29=1:4处出现分散性和分散稳定性的最佳点,在超塑化剂掺量0.4%、水灰比0.29时水泥净浆流动度235mm,120 min后流动度保持率为87%.吸附不同链长超塑化剂水泥颗粒的ζ电位在掺量0.3%～0.5%增加较明显,0.5%以上,ζ电位增幅不大.     

超塑化剂和石灰石粉对水泥浆剪切增稠行为的影响

选用聚羧酸醚（PCE）和萘系磺酸盐（PNS）2种超塑化剂和粒径分别为3000目（4μm）,1500目（8μm）和1250目（10μm）的3种天然石灰石粉,制备了水灰比或水胶比（质量比）为0.3的硅酸盐水泥浆.采用同轴圆筒式流变仪测量其流变曲线,并应用H B流变模型对测试数据进行拟合处理.结果表明：当超塑化剂掺量达到一定量时,表征水泥浆剪切增稠流变行为的流变指数n大于1,超塑化剂掺量越大,n值越大;当两种超塑化剂掺量相同时,PCE的n值较PNS的大;平均粒径与水泥颗粒相差越大、粒径分布越分散的石灰石粉取代水泥后,n值越小.PCE的空间位阻作用分散减弱了水泥颗粒间相互作用力,剪切作用下水泥颗粒容易形成“动水颗粒丛”,水泥浆更易发生剪切增稠现象;多分散粒径比单粒径或粒径分布较窄的悬浮体系有更多的自由空间,颗粒间动水压力难以使颗粒形成“动水颗粒丛”,浆体不易发生剪切增稠现象.     

新型聚羧酸系超塑化剂与水泥相容性初探

通过调整石膏含量和形态,考察水泥中调凝石膏对水泥与聚羧酸系超塑化剂相容性的影响,提出可以通过对聚羧酸系超塑化剂进行分子结构改性,来提高水泥和聚羧酸系超塑化剂之间的相容性.     

聚羧酸减水剂酸醚比对其引气性能的影响

通过水溶液自由基聚合法合成了一系列不同酸醚比的聚羧酸减水剂,研究了不同酸醚比的聚羧酸减水剂对新拌水泥浆体含气量、流变性以及水泥砂浆分级气泡含量的影响.结果表明:随着酸醚比的增加,聚羧酸减水剂分散性能及引气性能显著增加,其中当丙烯酸与异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)单体摩尔比达到4∶1时,聚羧酸减水剂分散性能及引气性能均达到较大值,随着酸醚比的进一步增加,聚羧酸减水剂分散性能与引气性能呈下降趋势;随着酸醚比的增加,聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附能力增加,使得水泥颗粒表面的聚羧酸分子浓度增加,降低了水泥颗粒-水的固-液界面能;聚羧酸减水剂能够显著改善砂浆气泡孔径分布,在引入大量中小气泡的同时降低大孔径气泡的占比,使得气泡孔径分布更加细小化;同时,随着聚羧酸减水剂主链中酸醚比的增加,引入的小气泡占比呈下降趋势,大孔占比呈上升趋势.     

含AMPS组元的聚羧酸减水剂对黏土敏感性的研究

在传统丙烯酸-异戊烯基聚氧乙烯醚(AA-TPEG)聚羧酸减水剂(PCE)基础上引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸(AMPS)单体,合成了AA-TPEG-AMPS聚羧酸减水剂(ATS),研究了其在水泥-蒙脱土浆体系统中的分散性.结果表明:ATS减水剂在蒙脱土上的吸附行为与PCE无明显差别,但在水泥颗粒上的吸附量较小,吸附层厚度较大,能显著降低水泥颗粒表面的Zeta电位,对水泥-蒙脱土浆体系统仍具有较好的分散性及分散保持性,降低了聚羧酸减水剂对蒙脱土的敏感性.     

白云岩石粉对水泥净浆和砂浆流变性能影响及机理

研究了白云岩石粉对水泥净浆和砂浆流变性能的影响以及作用机理.结果表明:内掺白云岩石粉后,水泥净浆流动度随着石粉掺量的增加而增大,砂浆扭矩随着石粉掺量的增加而减小,内掺石粉质量分数超过12%后水泥净浆流动度增加更显著;含石粉砂浆的需水量比为93%,相同质量石粉的需水量比水泥小,使得水泥净浆流动度随石粉掺量增加而增大;石粉对减水剂具有吸附作用,能够增大水泥净浆流动度或砂浆流变性能;水泥颗粒和石粉颗粒表面Zeta电位分别为-1.76mV和-8.94mV,二者对阴离子型聚羧酸系减水剂的吸附能力不同,聚羧酸系减水剂会优先吸附于水泥颗粒表面上.     

聚羧酸系超塑化剂分子结构对水泥净浆流动度的影响

研究了不同分子结构的聚羧酸系超塑化剂对水泥净浆流变性能的影响,通过测试掺入外加剂的水泥净浆的初始流动度和流动度损失,以及测量PCA在水泥颗粒表面的吸附,结果表明:甲基丙烯酸主链的PCA初始流动度和流动度保持性能最好;相同主链结构长度,不同侧链比例的PCA对流动度影响存在最佳支链比例,(b)型主链当x/y=3时,流动度最大,(d)型主链当x/y/z=65/20/15时,流动度最大.-O=C-OM是影响吸附的关键基团,吸附率大小取决于该基团的数量.     

温度对丙烯酸酯类聚羧酸超塑化剂性能的影响

系统研究了丙烯酸酯类聚羧酸超塑化剂(PAAE)在水泥体系中的分散性能、吸附行为以及分子结构稳定性与温度的依赖关系,并探讨了分散与吸附和水解速率的关系.结果表明:PAAE的初始分散能力随温度升高逐渐增加,但分散保持能力随温度的升高而降低,显示出很强的温度依赖性;PAAE在水泥颗粒表面的吸附量随温度的升高逐渐增加,30℃条...     

降黏型减水剂对混凝土流变性的影响

通过分子设计调节塑化剂分子量,提升分子对水泥颗粒的吸附速率,改变塑化剂分子亲水亲油值和分子在颗粒上吸附形态,提高颗粒表面覆盖率。引入磷酸基锚固,提升分子对水泥颗粒亲和能力。研究与市售聚羧酸相比,合成的新型塑化剂对新拌混凝土和浆体流变性能的影响。从宏观上测试混凝土V型槽流出时间,倒提时间对比混凝土黏度。从微观上对砂浆进行流变测试,对比加入不同塑化剂浆体的塑形黏度和屈服应力,从而评定不同塑化剂对浆体流变性的影响。     

聚羧酸系超塑化剂对水泥浆体流动性的影响

在水泥浆体中分别掺入2种含不同数量官能团共聚的羧酸系超塑化剂，比较了它们对新拌水泥浆体流动性的影响。结果表明：较大幅度地增加羧基数量并小幅度地增加磺酸基数量，就相当于增加了吸附点的数量，也就是增加了水泥颗粒表面对超塑化剂的吸附能力，从而使得液相中超塑化剂量减少，分散能力减弱；较大幅度地减少羟基数量，可相对加速水泥的水化过程，从而加速水泥颗粒对超塑化剂的吸附；羧基数量的大幅度增加所造成的正面作用(Zeta电位绝对值增加、缓凝作用增加)小于负面作用(吸附点的增加)。     

聚羧酸系高性能超塑化剂在水泥混凝土的应用

简要地综述了聚羧酸系超塑化剂的制备方法、作用机理、分子结构与性能之间的关系,阐述了聚羧酸系超塑化剂在实际工程应用中的一些优点和存在的问题,详细介绍了聚羧酸系超塑化剂与水泥相容性以及对混凝土的流动性、含气量和耐久性等因素的影响。