聚羧酸减水剂侧链结构对水泥水化影响规律研究

合成一系列不同侧链结构的聚羧酸减水剂KH,通过测试掺KH水泥净浆的流动度、凝结时间、化学收缩、电阻率及水泥砂浆3 d、7 d、28 d的抗压强度,讨论KH侧链结构对水泥初始性能和水化产物的影响规律.试验结果表明,当n(MAAMPEA):n(MAA)=1:3时,随着侧链长度的增长,KH对水泥颗粒分散性增大,分散保持性降低:水泥水化初期,KH抑制了C3A和C3S的水化,且随着侧链长度的增长,抑制作用依次减弱.     

聚羧酸系减水剂侧链结构对水泥塑化效果的影响

通过不同分子量聚乙二醇(PEG)复配,合成含有不同长度的聚氧乙烯基侧链,同时带有羧酸基团、磺酸基团的聚羧酸系减水剂.着重讨论减水剂在水泥表面的吸附性,不同长度的侧链在摩尔比不同时对水泥塑化效果的影响.实验结果表明,聚羧酸共聚物合成时将不同长度侧链的聚乙二醇调整为n(PEG1500):n(PEG1000):n(PEG800)=1:2:2时,可以获得最佳的塑化效果.当聚羧酸系减水剂掺量为0.6%,W/C为0.29时,水泥初始净浆流动度和2 h经时流动度达到297 mm和270 mm.     

聚羧酸系高效减水剂对水泥水化性能的影响

通过对水泥水化过程的分析,阐述了减水剂对水泥水化过程的影响,聚羧酸系高效减水剂对水泥水化过程的影响因素及作用机理,与木钙、萘系减水剂相比,分子结构中含有羟基(-OH)、羧基(-COO-)、磺酸基(-SO3-)、聚氧乙烯基(-OCH2CH2-)等官能团的聚羧酸系高效减水剂更易抑制水泥初期水化并形成富钙保护层,延缓结构形成、降低化学收缩.     

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.     

聚羧酸系减水剂对水泥分散和水化产物的影响

合成了3种聚氧乙烯链长的聚羧酸系减水剂,表征了它们的相对分子质量,并研究了它们对水泥颗粒分散性能和水泥水化产物性质的影响.研究表明:长短支链交替组成的聚羧酸系减水剂对水泥颗粒具有较好的分散性能,聚羧酸系减水剂的分散机理主要是其支链产生的空间位阻作用;掺加聚羧酸系减水剂后,水泥浆体需水量减少,在水化28 d内,水泥熟料的水化速率减小,水化产物数量减少;水化产物的孔径范围变小,硬化水泥石密实程度提高.     

水泥特性对聚羧酸减水剂适应性的影响

从水泥矿物成分、熟料中石膏品种、混合材、碱含量、细度、新鲜程度和温度等方面,分析了水泥对聚羧酸减水剂适应性的影响,并初步探讨了改善聚羧酸减水剂水泥适应性的方法,以期能够解决实际工程问题。     

合成工艺对聚羧酸系减水剂性能的影响

对于聚羧酸减水剂的合成,本文研究了合成工艺对于聚羧酸减水剂性能的影响,并且得到分散性能优异的减水剂合成配方和生产工艺过程,而且研究了市场上所关注的高性能减水剂与水泥的复合性能。本研究是以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(又称改性聚醚—TPEG)、丙烯酸(AA)为原料,以5%的双氧水(H2O2)为引发剂,采用原位聚合与接枝的合成方法合成聚羧酸系减水剂。以水泥净浆流动度来进行实验对比,通过调整方案,确定合成聚羧酸减水剂的较优方案:n(TPEG):n(AA)=1:3.27,双氧水掺量为2.0%。最佳合成工艺的反应条件,反应温度为60℃,反应时间为4h~5h。合成的聚羧酸减水剂在低掺量(2.0%,固含量为10%),初始水泥净浆流动度为302mm,30min后298mm。最佳的条件下合成的聚羧酸减水剂水溶液的固含量为40.32%,pH值为7.3。     

配比微调对聚羧酸减水剂分散性的影响

以甲氧基聚乙二醇(MPEG)和甲基丙烯酸(MAA)为原料,通过酯化反应生成甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGMAA),酯化物再与甲基丙烯酸等共聚单体,在过硫酸铵的引发体系下合成聚羧酸减水剂.通过微调合成配比,研究MAA、过硫酸铵、链转移剂的掺量对聚羧酸减水剂分散性的影响.结果表明:在配比微调的范围内,掺聚羧酸减水剂水泥浆体的初始分散性随MAA掺量的增加逐渐增加,随过硫酸铵掺量的增加先增加再降低,随链转移剂掺量的增加影响不大;掺聚羧酸减水剂水泥浆体保持分散性随MAA、链转移剂、引发剂掺量的增加均呈现先增加后降低的趋势.     

超长侧链梳形聚羧酸减水剂对水泥浆体早期性能的影响

选用2种不同类型的超长聚醚侧链来合成梳形聚羧酸共聚物,并作为水泥体系的分散剂。通过水泥浆体分散、水化行为和强度发展的试验结果表明,超长侧链梳形聚羧酸共聚物比普通梳形聚羧酸共聚物具有更显著加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用。对比2种类型的超长侧链聚羧酸,酯型超长侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-COO)具有更好的早强效果,而醚型超长聚醚侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-O)具有更好的分散作用。     

聚羧酸系减水剂对铝酸盐水泥性能的影响

测定了自制聚羧酸高效减水剂不同掺量对铝酸盐水泥净浆扩展度、凝结时间及胶砂强度的影响,通过扫描电镜测试了水化产物的形貌,对聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥早期结构的作用机理进行了分析。结果表明:使用自制聚羧酸高效减水剂在适宜掺量时能显著提高铝酸盐水泥的净浆扩展度,并且具有良好的扩展度保持性能;标准稠度时,聚羧酸高效减水剂的掺入使铝酸盐水泥净浆的初凝时间略有延长,随掺量的增大会显著延长终凝时间;相同水灰比时,较低掺量聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度影响不大,掺量大于0.6%时,会显著降低铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度,但聚羧酸高效减水剂掺量不同,对铝酸盐水泥胶砂3d抗折强度和抗压强度影响不大。     

聚羧酸超塑化剂的侧链结构对其吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,制备了具有不同侧链长度的梳型共聚物,研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和水泥净浆流动度测试,对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征.结果表明,随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低.在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接入不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律.当侧链聚合度nEO=22和nEO=43的MPEG以摩尔比为1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能.     

浅析水泥特性对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响

从水泥熟料矿物成分、石膏的形态及掺量、水泥细度、碱含量等水泥特性入手,分析其对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响。另外,对改善聚羧酸减水剂的水泥适应性做了初步的探讨。     

含聚醚侧链共聚羧酸类超塑化剂的分散作用

本文采用自由基共聚的方法制备了具有含不同聚醚侧链量和羧基量的聚羧酸系超塑化剂,对比了制备的超塑化剂分散性以及经时变化的差异,认为:在一定的范围内聚醚侧链数量的增加有利于分散性的提高,随羧基量的增加聚醚侧链量的变化对超塑化剂的分散性影响不大;聚醚侧链数量的增加有利于超塑化剂分散能力的保持。本文并通过位阻斥力理论对其进行了初步解释。     

MPEG侧链长度对聚羧酸超塑化剂吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,本文制备了一系列具有不同侧链长度的梳型共聚物。研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和净浆流动度测试对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征。结果表明:随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低;在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接人不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律;并且当侧链聚合度n_(EO)=22和n_(EO)=43按摩尔比1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能。     

水泥水化对聚羧酸减水剂吸附及净浆流动性变化的影响

自密实混凝土(SCC)的流动性保持能力同流动性一样具有十分重要的工程意义。为了从本质上分析自密实混凝土浆体流动性随时间变化的现象,以SCC中对流动性起关键影响作用的基本组成相(水泥净浆)为研究对象,试验使用水泥粉体和两种不同作用类型的聚羧酸减水剂(PC)配制净浆,每隔一定时间检测净浆的流动性、浆体中PC的吸附量以及水化产物的变化情况,分析水泥水化对PC吸附及净浆流动性变化的影响原因。结果表明,单位面积水泥颗粒或水化产物上PC吸附量和净浆流动性间呈现较强的正相关性;早期水化产物钙矾石(AFt)的生成对流动性保持不利。研究为从材料特性方面进行改进,设法减少早期水化产物AFt的生成以提高浆体流动性保持能力提供理论基础。     

早强快凝型聚羧酸减水剂的合成和应用

针对预制构件混凝土,合成了早强快凝型聚羧酸减水剂--simon600.该减水剂具有较高的水泥浆体分散性和较短的混凝土凝结时间,对混凝土早期强度(1、3 d)有明显的提高,尤其适用于蒸养制度下的预制构件混凝土,不但可以缩短静养时间,也可以在相同的蒸养时间内大幅度的提高混凝上的早期强度.     

聚羧酸减水剂的合成条件对水泥净浆流动度的影响

讨论合成条件对水泥净浆流动度的影响,确定适宜的合成条件。试验表明:引发剂用量达到大单体质量的6.8%,大单体、顺丁烯二酸酐、甲基丙烯磺酸钠和丙烯酰胺的质量比为1∶0.235∶0.100∶0.027,反应温度约为80℃,反应时间为6~7 h,制备出了水泥净浆流动度为280 mm、分散性能较好的聚羧酸减水剂。红外光谱表明,聚羧酸减水剂分子中包含羟基(-OH)、磺酸基(-SO-3),羧基(-COOH)、酰胺基(-CONH2)、醚基(-O-)等特征官能团,说明特征官能团对聚羧酸减水剂的性能起着重要作用。     

聚羧酸超塑化剂与各种水泥的相容性研究

聚羧酸超塑化剂以其优越的性能而成为目前我国混凝土减水剂发展的主要方向,其研究和应用空前活跃.主要针对我国水泥品种繁多,掺合料复杂的现状,系统分析了单体比例、侧链长度以及主链聚合度等结构特征对聚羧酸超塑化剂与水泥适应性的影响.     

聚羧酸盐减水剂与水泥的吸附性能研究

采用凝胶色谱法研究了自制聚羧酸盐减水剂在水泥-水体系中的吸附情况.试验结果表明,其吸附等温线基本符合Langmuir等温方程.聚羧酸盐减水剂为梳状结构,吸附量较小,静电斥力效应较弱,其分散作用主要来自于吸附层空间位阻效应.