聚羧酸减水剂在混凝土中的应用及作用机理研究

探讨了聚羧酸系减水剂与萘系减水剂对水泥净浆和混凝土性能不同的作用效果,通过XRD、TG-DSC、ζ电位分析,研究了聚羧酸、萘系减水剂对水泥水化的影响规律及其作用机理。结果表明:与萘系减水剂相比,聚羧酸减水剂依靠静电斥力和空间位阻作用,对水泥颗粒有更好的分散性能和分散保持性,能有效抑制水泥的早期水化和水化产物最初相的析出、减少水化产物CH晶体的生成,而不影响后期混凝土结构的发展。     

混凝土外加剂对水泥非常早期水化特性的影响研究

试验选取了聚羧酸系、萘系、脂肪族三种常用减水剂和一种新型混凝土增效剂,测试了水泥非常早期水化热和水泥悬浮液电导率,探究了水泥非常早期水化特性以及水泥与外加剂的相互作用机理。结果表明,混凝土增效剂的掺入加快了水泥水化时的离子溶出,增大了水泥悬浮液电导率;三种减水剂则由于其自身电离的离子与水泥水化溶出的离子发生络合反应,降低了水泥悬浮液的电导率。     

硅酸盐水泥与萘系高效减水剂相容性机理一览

硅酸盐水泥与萘系减水剂相容性机理研究主要分为水泥早期水化机理、高效减水剂作用机理、双电层模型理论、混凝土坍落度损失机理、水泥与减水剂相容性机理等几个方面的机理研究。通过机理的梳理,进一步帮助我们理解硅酸盐水泥与萘系高效减水剂的相容性,更好地应用萘系高效减水剂,从而推动高强混凝土的发展。     

混凝土减胶剂与不同减水剂的适应性研究

本文通过水泥胶砂流动度、水泥胶砂强度及水泥水化温升速率测定试验得出以下结论:混凝土减胶剂(记为:CRA)具有微弱的分散作用,在分别与聚羧酸减水剂、萘系高效减水剂及脂肪族高效减水剂混合使用时能够提升三种减水剂的分散效果,其中,对萘系高效减水剂分散效果的提升作用尤为明显。另一方面,随着CRA掺量的增加,其对水泥胶砂强度的增强作用越加明显,与三种高效减水剂混合使用时能提高水泥胶砂28d抗压强度。这些结果表明,CRA与三种减水剂的适应性良好。水泥水化温升速率测试结果表明,随着CRA掺量的增加,水泥早期水化被不断延缓,但1d内水化放热量相当,即水泥水化程度相当,因此CRA对胶砂强度的增强作用可能是由于其对水泥浆体内部结构的优化所致。     

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.     

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.     

水泥助磨剂对水泥与减水剂相容性的影响

在水泥的生产过程中,助磨剂的加入能够明显降低生产所需要的能量,提高水泥粉磨的颗粒大小和水泥颗粒的比表面积。通过对单组分的有机和无机助磨剂、多功能复合助磨剂对水泥筛余大小、比表面积变化的分析,观察了水泥浆体的水化速率和结构,研究了水泥助磨剂对水泥与减水剂相容性之间的关系。以水泥净浆流动度为指标,得到了助磨剂对聚羧酸减水剂和萘系减水剂之间相容性的影响,即:助磨剂的加入,有利于水泥水化早期产物的形成,提高了水化效率,使水泥拥有更加紧密的结构,提高了水泥的质量;萘系减水剂与水泥的相容性受助磨剂的影响较大;包含缓凝剂的复合助磨剂能够明显的增强水泥的强度,而过量的引气剂掺入到水泥浆体之中,对水泥强度起到了不利的影响。     

不同减水剂对水泥水化的作用机理研究

研究了不同减水剂对水泥浆体初期水化热、电性能、化学收缩的影响,结合采用XRD,分析了木钙、萘系、聚羧酸减水剂对水泥水化的作用机理.结果表明,减水剂的加入能抑制C3A、C3S、C2S水化,阻碍矿物最初相的析出及减少水化产物CH晶体的生成,从而减缓浆体结构的发展、降低水化放热、减小化学收缩.与萘系、木钙相比,分子结构中含有的羟基(-OH)、羧基(-COO-)、磺酸基(-SO3-)、聚乙氧基(-OCH2CH2-)等官能团的聚羧酸减水剂更易抑制水泥初期水化,减缓和延迟水化放热、延缓结构形成、降低化学收缩.     

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.     

造纸废液木质素磺酸盐接枝改性减水剂对水泥浆体的作用

造纸工业产生的纸浆废液因化学成分复杂,难以得到高效利用。试验研究了利用纸浆废液木质素磺酸盐接枝萘磺酸盐中间体改性制备的新型减水剂(PLGN)对水泥浆体的流动性、水化进程及硬化浆体微结构的作用。结果表明,PLGN能够改善水泥浆体的流动性,并具有缓凝作用;加速水泥初始期水化速率,使水化诱导期延长,但对第二水化放热峰值无影响;PLGN可提高后期水泥水化程度,使水泥石结构更加均匀密实。     

改性萘系减水剂对水泥基材料性能的影响

用经氧化醚化等改性制得的氧化醚化淀粉(OES)与萘系减水剂复配改性,研究了改性萘系减水剂对水泥基材料性能的影响.结果表明,改性萘系减水剂能有效改善萘系减水剂的保坍行为,使水泥浆体保持较长的塑化时间,水泥水化诱导期明显延长;掺13％改性萘系减水剂的水泥浆体2h坍落度损失仅为6％,远小于掺萘系减水剂的56％;与掺萘系减水剂...     

UNF-2型减水剂在防水混凝土中的试验与应用

UNF-2型减水剂是一种高效的非引气性萘系早强、增强型减水剂。其成分是核体数≥的β-萘磺酸钠甲醛缩聚物及硫酸钠。这种减水剂稍有缓凝作用,水泥水化过程放热出现时间稍有推迟,水化热也略有降低。它在铝酸三钙C_3 A四周形成保护膜,有类似普通塑化剂的表面活化作用。试验结果表明,UNF剂对普通水泥和矿渣水泥都有效果,对矿渣水泥减水效果更为明显。水化放热的推迟有利于防止大体积混凝土开裂。     

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。     

混凝土复合液研制成功

不久前,国防科大成功地研制出了一种新型混凝土复合液。 这种新产品是国家发明专利,这种复合液以萘系减水剂为基材通过复合复配而形成的一种新型防水材料(外加剂)。该产品与水泥、水拌混合,能有效地增加混凝土搅合物的流动性,水泥颗粒水化比较充分,提高了混凝土的强度,同时使水化硫酸钙增     

改性脂肪族减水剂对水泥铝酸盐水化相的影响

为研究木质素磺酸盐改性脂肪族高效减水剂(MSAF)与水泥的相互作用,通过XRD和SEM分析,评价了MSAF对水泥铝酸盐水化产物的影响.结果表明.:MSAF能够抑制C3A的水化进程,克服高效减水剂分子与铝酸盐水化产物之间的插层效应,改变掺石灰水泥的溶解-沉淀过程.与掺萘系减水剂相比,改性脂肪族减水剂通过控制C3A与方解石之间的反应,使得掺磨细石灰石粉的水泥水化体系在28 d时仍存在单硫型水化硫铝酸钙.因此,改性脂肪族减水剂与含磨细石灰石粉的水泥具有良好的适应性.     

高C3S水泥与萘系减水剂的适应性分析

实验分析了高C4S水泥与萘系减水剂产生适应性问题的原因,高c3s水泥在提高水泥胶凝性的同时由于具有较高的易磨性,使其在粉磨过程中形成较多的细颗粒,其0～2．36um的颗粒所占比例明显高于其它同级水泥,从而对萘系减水剂产生过多的吸附,早期水化速率较高、消耗更多的水量而造成减水率降低和流动性损失较快,其最有效的解决方法是采用缓凝剂。     

氨基磺酸系高效减水剂保塑性能与机理研究

较系统地研究了氨基磺酸系高效减水剂(ASP)对水泥体系的保塑性能、在水泥表面的吸附层厚度、ξ-电位及对Ca2 的络合能力,并与萘系减水剂(FDN)进行了对比.结果表明:ASP具有使水泥净浆流动度和坍落度损失小、延缓水泥凝结时间等性能.由于ASP在水泥颗粒表面的吸附层较厚、空间位阻较大、溶剂化层较厚及ξ-电位较稳定等原因,阻碍了水泥颗粒间的凝聚;同时由于ASP含有的—OH,—NH2等官能团与水化产生的Ca2 形成不稳定的络合物,抑制了水化产物C-S-H,Ca(OH)2和钙矾石等结晶体的形成,从而抑制了水泥的早期水化,故ASP具有良好的保塑性能.     

硫酸盐相容型聚羧酸减水剂的吸附-分散机理

利用等温吸附、XRD、DTA和化学分析研究了硫酸盐相容型聚羧酸减水剂(PCA)与水泥颗粒之间的相互作用机理。结果表明,聚羧酸减水剂能加速水泥水化初期钙矾石(AFt)和单硫型水化硫铝酸钙(AFm)的形成,并且当水泥中存在石灰石微粉时,还可加速早期单碳型水化硫铝酸钙的形成,从而降低了水泥颗粒对PCA的吸附。由于建立了静电斥力与空间位阻作用协同作用机制,PCA在获得高分散性的同时,使混凝土具有优异的坍落度经时保持性能。硫酸盐相容型聚羧酸减水剂与萘系高效减水剂相容,可共同使用。     

外加剂对粉煤灰、矿渣双掺水泥净浆水化影响

通过水泥净浆试验,确定了掺加聚羧酸、萘系、氨基磺酸盐类减水剂对掺粉煤灰、矿粉及粉煤灰、矿粉双掺水泥水化过程的影响。本文通过强度及X衍射、扫描电镜等测试手段,从微观及宏观对三种外加剂对多组分水泥水化过程的影响作了介绍。     

减水剂对C3A早期水化过程的作用

通过X射线衍射(XRD),总有机碳法(TOC)和化学分析,研究了聚羧酸减水剂(PCA)、萘系减水剂(PNS)和脂肪族减水剂(SAF)对铝酸三钙(C3A)早期水化过程的影响.研究发现:C3A对减水剂的吸附作用因减水剂品种不同而不同;3种水化体系中均形成了有机金属矿物相(OMP),且掺PNS体系生成的OMP的XRD特征衍射峰强度和宽度均大于掺PCA和SAF体系;PCA和PNS加速了C3A的水化进程,SAF抑制了C3A早期的溶解沉淀过程;PNS对水泥初期水化硫铝酸钙生成量的影响较小,而PCA和SAF促进了水泥水化初期单硫型水化硫铝酸钙的形成.减水剂对C3A早期水化过程的作用揭示了减水剂与水泥适应性的本质.