聚羧酸系减水剂结构与其分散性能的关系

本文从聚羧酸系减水剂的主链、侧链和吸附基团等结构入手,介绍了聚羧酸减水剂独有的特点;对聚羧酸减水剂的分子结构特点和分散性能之间的关系进行了阐述,发现聚羧酸减水剂分子量的大小、侧链密度、侧链长度、侧链封端方式、侧链连接方式以及吸附基团对分散性能都有很大的影响;各单一分子结构特点之间对分散性能的影响也是相互制约或叠加的,并不是独立影响的。     

不同功能性官能团聚羧酸减水剂分散性能研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)为单体,以过硫酸铵(APS)为引发剂,共聚制得聚羧酸减水剂(SPs).通过分别引入苯乙烯(SM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和对苯乙烯磷酸(VPPA)来调整功能性官能团的种类和用量,研究其对水泥净浆流动度、Zeta电位和吸附量的影响.研究发现,在减水剂中引入适量磷酸基可有效增大水泥净浆流动度,磺酸基次之,而苯乙烯会降低水泥浆体流动度;通过Zeta电位及吸附量测试得出,含有磷酸基的减水剂吸附在水泥颗粒表面的数量最多,且静电斥力最大,磺酸基次之,苯乙烯最少.     

减水剂对水泥浆体流变参数影响的数学分析

水泥浆体流变参数是衡量减水剂(SPs)对水泥颗粒分散能力的一种方法。依流变曲线中回滞圈面积的大小可判断减水剂破坏水泥浆体絮凝结构能力的大小。本文采用旋转粘度计测定不同转速下水泥浆体的流变参数,得出回滞圈,采用最小二乘法和线性回归方法计算回滞圈面积。结果表明:氨基磺酸盐减水剂(AS)的面积最大,为73836 Pa·s-1,其次是萘系减水剂(PNS),为10555 Pa·s-1,再次是脂肪类减水剂(FAS),为7635 Pa·s-1,酯类聚羧酸减水剂(PCB)和醚类聚羧酸减水剂(PC)的面积分别为256 Pa·s-1和158 Pa·s-1。计算结果与实际减水率大小一致,为分析各减水剂减水率大小提供理论依据。     

侧链不同封端方式聚羧酸系减水剂的合成及性能研究

以甲基烯丙基聚乙二醇(TPEG)为大单体,丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、苯乙烯磺酸钠(SSS)为小单体,多元共聚合成不同侧链封端方式PC。通过对不同侧链封端方式的PC进行有机碳含量测试、流变性能测试、净浆流动度测试等比较出不同阴离子封端的PC的性能差异。从而比较出不同类型侧链封端对PC的影响。试验表明侧链封端方式的不同对PC性能影响较大,在阴离子封端中,磺酸基的效果最好。     

聚羧酸减水剂分子结构中丙烯酸酯单元的缓释机理及其温度敏感性

以丙烯酸羟乙酯(HEA)或丙烯酸羟丙酯(HPA)为功能单体,与丙烯酸(AA)、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(HPEG)通过自由基共聚制备两类丙烯酸酯改性的聚羧酸减水剂PCHEA和PCHPA。通过测试PCE、PCHEA、PCHPA在25℃与60℃对水泥的分散性能,发现丙烯酸酯改性的PCE可用于提高水泥混凝土流动性的经时保持能力。同时,高温下酯基的加速水解可有效缓解高温下水泥混凝土流动性损失过快的问题。测试在25℃与60℃碱性溶液水解后的电荷密度与吸附量,研究其缓释工作机理及温度敏感性表明,在水泥浆体中,PCHEA、PCHPA链段中酯基不断水解生成羧基,导致聚合物分子中电荷密度逐渐增加,PCHEA的水解速率比PCHPA快。由于酯基在水泥浆体溶液碱性作用下不断水解而导致其在水泥颗粒表面的吸附量逐渐增加,表现出缓释行为。     

多孔壳微胶囊对硬化砂浆抗渗性的影响

采用原位聚合与水解缩聚法，以四乙氧基硅烷（TEOS）、环氧树脂（E51）、苯乙烯（St）等为主要原料，合成了一种二氧化硅多孔壳微胶囊（Porous silica shell microcapsules，PSSM）。分别采用SEM、FTIR、TGA对PSSM外观形貌、化学组分、核壳比进行表征。通过对掺加PSSM的砂浆试块进行80%抗压强度荷载预压、养护（浸水或干湿循环养护）处理后，运用交流阻抗法与压汞法研究了PSSM对硬化砂浆抗渗性与孔结构的影响规律。结果表明：制备的PSSM粒径约为10~100 μm，其含有聚苯乙烯网络支架、环氧树脂和聚硅氧烷囊芯，支架聚合物和多孔壳，核壳质量比为1.54。与未预压-养护处理的试块相比，经预压-养护处理后的空白试块的连通孔溶液电阻R_CH和扩散阻抗系数σ均降低，孔隙率升高，表明预压使试块内形成微裂纹缺陷，经养护仍未愈合，因此试块抗渗性降低；而对于掺加8% PSSM的试块，经预压-养护处理后其R_CH和σ均增加，孔隙率降低，表明试块抗渗性提高。这是由于PSSM的破壳-固化作用以及长期浸水或干湿循环养护，导致试块中PSSM发生了渗出-固化作用，封堵愈合了试块内的微裂隙，抗渗性得到提高。     

超塑化剂对新拌水泥浆体多级絮凝结构的影响

在运用光学显微镜观察絮凝结构的基础上,构建了新拌水泥浆体多级絮凝结构模型.应用旋转黏度计测试了掺不同类型超塑化剂新拌水泥浆体的流变参数,探讨了不同类型超塑化剂对新拌水泥浆体多级絮凝结构的作用.结果表明:掺加不同类型的超塑化剂后,新拌水泥浆体的回滞圈面积大小不一,这是由于不同类型超塑化剂可以分散不同水泥颗粒结合力形成的不同级次新拌水泥浆体絮凝结构的缘故;超塑化剂的分散能力越强,新拌水泥浆体中絮凝结构越小、分散越均匀,新拌水泥浆体流动性就越好.     

粉煤灰/硅灰对新拌复合浆体多级絮凝结构的影响

在构建新拌浆体多级絮凝结构的基础上,应用回转粘度计测定掺加粉煤灰、硅灰的复合胶凝材料浆体的流变参数,得出在掺加超塑化剂的条件下,粉煤灰、硅灰在各掺量下的回滞圈面积大小不一,这是由于粉煤灰主要存在"滚珠"效应,解絮凝效应,减水剂消除效应;硅灰主要存在填充效应和减水剂消除效应。运用流变学与多级絮凝结构模型进行对其定性的解释。为解决掺加矿物掺合料的复合胶凝材料与PC超塑化剂的相容性问题提出相应的理论依据。     

水泥细度对新拌水泥浆体多级絮凝结构的影响

在构建新拌浆体多级絮凝结构的基础上,应用回转粘度计测定不同细度水泥浆体的流变参数,发现粉磨时间越长,水泥颗粒的细度越小,比表面积越大,水泥颗粒与水接触的面积越大,短时间内迅速生成较多的水化产物,使浆体内的絮凝结构间的结合力更强,水泥浆体内的絮凝结构越难打开,只能打开结合力相对较弱级次的絮凝结构。粉磨时间越长的水泥浆体絮凝结构被破坏的越少,形成回滞圈的面积越小。运用流变学对多级絮凝结构进行定性的解释。