氨基磺酸系复合减水剂在水泥颗粒表面的吸附特性及减水剂-水泥-水体系的动电性质试验研究

氨基磺酸系减水剂减水率高、坍落度损失小,但混凝土保水性差,故在实际应用中多与萘系FDN等高效减水剂复合使用以获得良好的使用效果。本文主要研究了氨基磺酸系复合减水剂在水泥颗粒表面的吸附特性及外加剂一水泥．水体系的ξ-电位性能,并对其协同作用机理进行了分析。     

助磨剂对高效减水剂在水泥颗粒表面吸附量的影响

研究了4种助磨剂对水泥颗粒吸附萘系高效减水剂的影响,并结合国内外大量文献分析了其机理。结果表明:5个水泥样品在不同时段对萘系高效减水剂的吸附量大小为丙三醇乙二醇三乙醇胺空白无机物A,这与助磨剂对水泥与外加剂适应性影响的结果完全一致,吸附量大适应性差,吸附量小适应性好;而无机物A吸附量最小,对水泥与外加剂的适应性还有改善作用。打破了助磨剂对水泥与外加剂均存在不良影响的论断。     

减水剂在水泥基材料表面的吸附行为研究

减水剂通过吸附在水泥-水分散体系固液界面上,改变其界面性质,从而影响水泥水化过程。论文综述了减水剂在水泥基材料颗粒表面的吸附机理及吸附行为的研究现状,重点论述了减水剂在水泥基材料表面的吸附行为,并展望了未来的研究发展方向。     

聚羧酸系与萘系复合高效减水剂的吸附特性及ξ电位研究

研究了聚羧酸系减水剂与萘系减水剂在水泥-水体系中的吸附情况，以及两种减水剂复合后对体系ξ电位的影响。试验结果表明，聚羧酸系减水剂的饱和吸附量和饱和掺量都比萘系减水剂低；复合减水剂的ξ电位低于萘系减水剂，但复合减水剂ξ电位随时间的降低程度低于萘系减水剂。本文对复合减水剂的吸附规律和作用机理也进行了分析。     

磺化纤维素减水剂在水泥颗粒表面的吸附与作用机理

对比研究了磺化纤维素(CS)和商品萘系高效减水剂(FDN)在水泥颗粒表面的吸附特性、ζ电位以及减水剂掺量对流动度的影响。探讨了磺化纤维素减水剂的作用机理。结果表明,减水剂吸附改变了水泥颗粒表面结构与电化学性质,通过静电斥力和空间位阻发挥分散作用。掺加CS后水泥颗粒的ζ电位较FDN的小,而CS在水泥颗粒的吸附量较FDN的大;FDN的分散作用主要依赖于ζ电位的静电斥力;CS对水泥的良好分散作用是由静电斥力和空间位阻共同作用;由于新生水化产物对静电斥力的屏蔽作用,静电斥力引起的分散作用稳定性较差,流动度经时损失大;空间位阻效应受水化影响较小,其分散作用的稳定性较好,流动度经时损失较小。     

减水剂吸附性能试验方法进展

先进微观测试手段是国内混凝土减水剂研究的薄弱环节。本文综述了减水剂在固体颗粒表面吸附量、吸附层厚度、吸附性质以及ζ电位等重要参数的常见测试方法,并分析了各种方法的优缺点。     

聚羧酸系减水剂的吸附分散行为研究

通过合理的假设预测了聚羧酸系减水剂(PC)在水泥颗粒表面的吸附形态,并采用超滤膜法将自制PC分离成四种不同分子量范围的分离组分F1(平均分子量为10万以上),F2(5万至10万),F3(1万至5万),F4(1万以下),通过有机碳总分析法及净浆流动度表征了该PC/分离组分的吸附量以及对水泥浆体的分散性。研究结论显示:PC分子呈卷曲状吸附于颗粒的表面,而非直线型,而且随掺量的增加这种卷曲程度逐渐增大;各分离液/PC对基准水泥浆体的分散性大小顺序为:F2F1PC0F3F4;PC在水泥颗粒表面吸附过程属于分级吸附,其中分子量较小的减水剂分子首先吸附到水泥颗粒的表面,而后是分子量较大的分子。     

氯化锌在水泥颗粒表面的吸附行为及缓凝机理

通过测定氯化锌在水泥颗粒表面的吸附行为和ζ电位,结合水化热、水化产物分析等研究氯化锌对普通硅酸盐水泥的缓凝机理。结果表明:ZnCl2在水泥颗粒表面的吸附量随掺量增加而增加,吸附率随掺量增加而减小;5min时ζ电位随掺量增加而明显增大,30min后掺量对ζ电位的影响变小;ZnCl2能与OH-离子结合生成不溶性化合物,提高早期浆体中的Ca2+浓度;掺入ZnCl2后第二温峰出现的时间推后,并且水化产物减少;掺ZnCl2对早期强度影响较小,但能较好的提高后期强度,掺量为0.2%时,胶砂的抗压强度最好。     

梳状聚羧酸系减水剂在水泥矿物上的吸附特性

研究了2种具有相同侧链长度、但桥接基团不同的梳状共聚物(PC)在硅酸盐相、铝酸三钙(C3A)/石膏体系、水化产物钙矾石(AFt)和水化铝酸钙上的吸附特性,以系统认识不同分子结构的共聚物在单矿上的吸附分布.结果表明:PC在同种单矿上的吸附特性相似,主要吸附在铝酸盐相及其水化产物上;PC在较低掺量下与硅酸盐相达到吸附平衡,且饱和吸附量较小;在C3A体系中,PC的吸附量与其掺量线性相关,在掺量区间内(0～8mg/g)无吸附饱和点.     

聚羧酸高性能减水剂在水泥和辅助性胶凝材料表面的吸附特性探析

现代混凝土工程中,越来越广泛地应用聚羧酸高性能减水剂,此种减水剂的减水率比较高,而且可以对塌落度损失进行有效的控制,避免了混凝土工程早期施工中存在的问题,提高了混凝土工程施工的质量。水泥、辅助性胶凝材料是混凝土拌合物中的重要组成部分,应用聚羧酸高性能减水剂时,其分子结构会吸附在水泥和胶凝材料表面。对其吸附的特性进行了较为深入的研究,以便于提升混凝土汇总聚羧酸高性能减水剂的应用效果。     

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.     

聚羧酸超塑化剂稳定分散石膏浆体的研究

研究了甲基丙烯酸-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物(MAA-MPEGMA)、马来酸酐-烯丙基聚乙二醇醚共聚物(MA-APEG)、丙烯酸-烯丙基聚乙二醇醚共聚物(AA-APEG)这3种梳形聚羧酸接枝共聚物以及丙烯酸均聚物(PAA)对石膏粉体的分散性能.结果表明:聚合物侧链长度越短、相对分子质量越小、电荷密度越高,对石膏的分散性能越好,同时凝结时间也越长;聚羧酸共聚物能够改善石膏硬化体的微观结构和孔结构.掺加聚羧酸共聚物后显著降低了石膏硬化体的孔隙率;但是也明显增大了石膏硬化体的平均孔径和孔径分布.红外光谱分析表明,聚羧酸共聚物在石膏颗粒表面的吸附是一种化学吸附.3种共聚物对石膏的吸附强度顺序是:马来酸共聚物丙烯酸共聚物甲基丙烯酸共聚物.     

蒙脱土对聚羧酸超塑化剂的吸附行为

测定了蒙脱土对聚羧酸超塑化剂(PCE)分散性能的影响,研究了蒸馏水和水泥滤液中蒙脱土对PCE的静态吸附和动态吸附行为,拟合了吸附过程的动力学模型.结果表明:水泥中掺入蒙脱土会导致PCE对水泥分散能力的显著降低;蒙脱土对PCE的吸附量与PCE质量浓度近似成正比关系;水泥滤液中,PCE在蒙脱土上的平衡吸附量要远高于蒸馏水中的平衡吸附量;PCE在蒙脱土上的吸附过程均符合准二级反应动力学模型.     

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。     

应用Db10分析减水剂对水泥水化的影响

利用TAM-AIR热活性微量热仪测定了掺不同减水剂水泥水化过程的水化放热曲线,并用Db10小波对放热曲线进行分析.结果表明:掺新型聚羧酸减水剂(SPC)水泥的水化曲线放热峰比掺萘系减水剂(NSF)和不掺减水剂的水泥分别滞后了171.3,235.9 min.对各放热曲线进行分解与重构发现,掺SPC试样的各近似系数比掺NSF试样和空白样小,重构得到的信号误差大,表明掺SPC比掺NSF对水泥水化的影响大.减水剂可有效延缓水化放热峰出现,掺SPC水泥水化放热过程比掺NSF水泥更加温和,有利于后期水泥强度的发展.     

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.     

超塑化剂对水泥早期水化影响的灰值分析

对掺萘磺酸盐缩合物减水剂和两种聚羧酸减水剂的水泥浆体水化24h的微观形貌进行了背散射电子图像测试及灰度值分析,发现超塑化剂对水泥早期水化具有重要影响,掺不同超塑化剂的水泥早期水化产物有所区别.试验同时还得出可利用灰度值来表征掺超塑化剂水泥的早期水化产物的结论.     

不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥浆体性能的影响

通过自由基聚合法,合成了一系列不同羧基密度的聚羧酸减水剂(PCE).研究了不同羧基密度的聚羧酸减水剂对水泥浆体流动度的影响规律,并采用紫外分光光度计、水化量热仪以及X射线衍射仪(XRD),测定了不同羧基密度聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,分析了不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥水化性能的影响.结果表明:聚羧酸减水剂分子中羧基密度越高,其在水泥颗粒表面的吸附量越大,对水泥浆体的分散性越好;聚羧酸减水剂分子中羧基密度的提高可促进水泥水化进程,表现为Ca(OH)_2生成量增加,水化加速期最大水化放热速率增加,水化加速期早期水化放热速率的加速率(KA-B)增加.     

聚羧酸系与萘系高效减水剂对水泥石孔结构的影响

利用氮吸附法测定了掺聚羧酸系减水剂、萘系减水剂的水泥石的孔结构,分析了减水剂对水泥石孔结构的影响;利用扫描电镜分析了聚羧酸系减水剂与萘系减水剂对硬化3天及28天水泥石微观形貌的影响.试验结果表明:聚羧酸减水剂能大幅度减小水泥石大孔的孔径,使孔更加细化和均匀化,从而增加了水泥石的致密性.