掺黏度改性剂与减水剂水泥浆的zeta电位研究

采用zeta(ζ)电位仪研究了黏度改性剂(VMA)、减水剂单掺以及VMA与减水剂复掺对水泥浆ζ电位的影响.结果表明:由于水泥粒子吸附VMA或减水剂分子,因此单掺VMA或减水剂水泥浆ζ电位降低.VMA与聚羧酸系减水剂(PC)同掺水泥浆表现出来的主要是水泥粒子吸附PC分子后的ζ电位特性;VMA与萘系减水剂(NF)同掺水泥浆ζ电位绝对值比单掺NF水泥浆低.无论是滴加PC到掺VMA水泥浆中还是滴加VMA到掺PC水泥浆中,水泥浆ζ电位都有所提高;VMA的加入使得掺NF水泥浆的ζ电位升高,但仍低于两者同掺水泥浆的ζ电位;在掺VMA水泥浆中,当NF滴加量达到一定值时,水泥浆ζ电位绝对值甚至高于两者同掺水泥浆ζ电位绝对值.     

硫酸盐对聚羧酸减水剂分散性能的影响

在胶凝材料中掺入不同类型的硫酸盐,采用净浆流动度、总有机碳（TOC）及ζ电位等试验,研究了硫酸盐种类及其掺量对不同结构聚羧酸减水剂分散性能的影响,探讨了硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性能的机理,并提出改善措施.结果表明：二水硫酸钙掺量达到胶凝材料质量的3.6%以上时,对不同结构聚羧酸减水剂的减水效果均有所降低.硫酸钠掺量对质量不同结构聚羧酸减水剂的净浆流动度均有很大影响,当其掺量为胶凝材料质量的1%时,相应浆体基本失去流动性;硫酸钠掺量为胶凝材料质量的3%时,溶液中有机碳的含量降低了23%;硝酸钡的加入能使溶液中的有机碳含量基本恢复到未掺硫酸钠时的程度,流动度得到改善.电泳试验表明：硫酸钠的加入对浆体ζ电位有很大影响,其掺量越高,ζ电位绝对值愈小,分散性愈差;当加入硝酸钡后,浆体ζ电位绝对值有较大提高.     

聚羧酸系减水剂的合成工艺研究

以过量的（甲基）丙烯酸与聚乙二醇部分酯化作为混合单体，合成了含磺酸基、羧酸基和聚氧化乙烯基侧链的聚羧酸减水剂，根据引发剂分解的半衰期，选择适当的反应时间和温度，由不同基团的摩尔比确定减水剂聚合物分子重复单元的化学结构，通过测定反应物残余不饱和双键浓度和水泥浆体流动性，研究了聚合物减水剂的合成工艺条件。     

减水剂与乳液复掺对水泥浆zeta电位的影响

采用萘系减水剂(NF)、聚羧酸系减水剂(PC),研究了减水剂与乳液不同复掺方式对水泥浆zeta((ξ))电位的影响.结果表明:随PC掺量不同,PC与乳液同掺水泥浆(ξ)电位或正或负;NF与乳液同掺水泥浆(ξ)电位介于单掺NF水泥浆与单掺乳液水泥浆(ξ)电位之间.NF滴加后,掺乳液水泥浆平衡(ξ)电位绝对值低于单掺NF水泥浆、单掺乳液水泥浆及NF与乳液同掺水泥浆平衡(ξ)电位绝对值;随PC的滴加,掺乳液水泥浆(ξ)电位值可以降至与单掺乳液水泥浆平衡(ξ)电位值接近.随乳液滴加量的增大,掺1.0％(质量分数)PC水泥浆的(ξ)电位几乎没有变化,掺0.1％PC水泥浆的(ξ)电位最初急剧降低,而后几乎不变;掺NF水泥浆(ξ)电位随乳液的滴入由—10 mV迅速升高至—6 mV,而后随乳液滴加量的增大,(ξ)电位仅略微升高.减水剂(NF或PC)与乳液同掺或者乳液后掺,均可降低水泥粒子对聚合物颗粒的吸附量.     

功能单体对聚羧酸减水剂性能的影响

采用自由基聚合法,以丙烯酰胺（AM）、N,N二甲基丙烯酰胺（DMAA）和2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸（AMPS）作为功能单体,以不同摩尔比替代聚羧酸减水剂合成过程中小分子单体丙烯酸（AA）,合成一系列带有不同官能团的聚羧酸减水剂.采用傅里叶红外表征了减水剂的分子结构,通过测试掺有减水剂的水泥净浆流动度、减水剂在水泥浆体中的吸附量、水泥浆体的zeta电位及水泥水化热曲线,来研究不同主链官能团对减水剂各项性能的影响.结果表明：功能单体AM,DMAA,AMPS完全代替AA后,所合成的减水剂对水泥浆体的减水分散能力均有所减弱,甚至完全丧失;减水剂分子链所带负电荷越多,其在水泥浆体中吸附量越大;—SO-3对减水剂在水泥表面的吸附能力贡献小于—COO-,这主要是—COO-与Ca2+较强的络合作用所致;羧基是减水剂对水泥水化进程起到延缓作用的关键因素.     

聚羧酸分子结构的优化对浆体分散性和砂浆强度的影响

在传统聚羧酸减水剂工艺的基础上对聚羧酸减水剂的分子结构进行优化,系统地研究了侧链分子量及比例、聚合单体比例、引发剂掺量对水泥浆体分散性能和砂浆早期抗压强度的影响。研究表明:在传统聚羧酸减水剂中引入长侧链结构,并适当增加长短侧链比例、羧基比例以及引发剂掺量可以改善水泥初始分散性和经时损失,并且对砂浆早期强度有较大的提高。     

掺高效能减水剂的水泥分散系表面物理化学

近一、二十年来,高效能减水剂的出现,使高强混凝土和流态混凝土的制备成为可能,它对混凝土改性所作出的贡献,不亚于十九世纪中叶法国出现的钢混凝土和二十世纪二十年代末法国E.Freyssinet创造的预应力混凝土技术。就混凝土而言,最重要的是水泥浆体,水泥浆体中高效能减水剂在水泥颗粒上的吸附只不过是润湿、吸附、分散、凝聚、硬化等一系列连续的物理化学过程的一部分。因而搞清楚掺高效能减水剂的混凝土的物性,十分重要。本文试就水泥颗粒的凝聚和分散、ζ—电位同粘度的关系、减水同吸附和ζ—     

机制砂石骨料与减水剂适应性的试验研究

选用两种具有代表性的机制砂石骨料——钙质骨料与硅铝质骨料,经扫描电镜分析发现,前者主要化学成分为碳酸钙,呈岛状结构,后者为硅铝质岩,呈层状结构;通过与不同品种减水剂配制混凝土后进行浆体流动性、ζ电位及混凝土性能等试验发现,钙质骨料吸水性小,与不同减水剂的适应性良好,采用聚羧酸系减水剂配制的混凝土工作性极好,强度较高,而硅铝质骨料吸水性大,ζ电位高,与不同减水剂的适应性差,掺高性能聚羧酸系减水剂的优势也不明显.     

聚羧酸系高性能减水剂的结构表征与测试方法

常温工艺合成一种聚羧酸系高性能减水剂PC-CW,通过氢核磁共振谱测定聚合物主链单体比例。对其进行红外光谱分析,检测主体聚合物的分子结构中的各官能团,推断反应进行的程度。测定PC-CW及高温工艺合成样品PC-1的分子量,结果显示PC-CW具有更窄的分子量分布,聚合物分子量更为均一。两种减水剂的Zeta电位测试数据显示水泥对PCE的吸附随掺量的增加表现出先增大后减小的趋势,吸附量则呈现出不同的吸附特征。PCE可以推迟水泥的水化放热,掺加PCCW与PC-1的水泥水化放热趋势基本相同。     

氨基磺酸系高效减水剂的合成及微观分析

根据以前试验成果,用不同单体合成了几种不同功效的氨基磺酸系高效减水剂,并对合成产物进行了表面张力、吸附量、ζ电位、分子量、红外光谱及扫描电镜的测定,从分散机理上进行了解释.