不同减水剂掺量对水泥体系流动收缩性及强度的影响研究

本课题以科之杰Point-M聚羧酸减水剂的掺量为变量,主要采用了Minislump微型坍落度仪法和水泥微结构模型法,研究不同减水剂掺量对水泥体系流动度,水泥胶砂强度以及收缩率的影响。结果表明,当减水剂掺量低于0.25%时,能够一定程度地提高水泥净浆流动度和水泥胶砂强度,并且抑制水泥胶砂的收缩;当聚羧酸减水剂掺量达到0.25%时,水泥体系的各项性能都达到了最优;当聚羧酸减水剂掺量超过0.25%时,1水泥净浆的流动性能基本与掺量在0.25%时一致;2水泥胶砂的抗压和抗折强度都发生明显的下降,甚至低于空白组;3水泥胶砂的收缩率明显增大,甚至超过空白组。     

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。     

高效减水剂对水泥胶砂收缩性能的影响

本文研究了高效减水剂对胶砂收缩变形性能的影响，结果表明：在不改变配比的条件下，萘系和氨基磺酸盐系高教减水剂，能显著的增加胶砂的收缩变形。萘系高效减水剂增加收缩的程度相对更大；而聚羧酸系高效减水剂并不显著增加收缩，甚至有降低收缩的作用。此外。当以最佳掺量掺入高效减水剂时，胶凝体系的收缩变形相对较小。     

残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响

以木炭模拟研究了残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响,测试了水泥颗粒对萘系减水剂的吸附量以及浆体的流动度、Marsh时间、饱和掺量、表观黏度及剪切应力,同时观察了浆体絮凝情况.结果表明：随着残余碳含量的增加,萘系减水剂的表观吸附量逐渐增大;掺萘系减水剂水泥浆体的流动性随着残余碳含量的增加而下降,表现为浆体流动度下降、Marsh时间增大、饱和掺量增大、分散性下降、浆体絮凝结构数量及强度增大、剪切应力及表观黏度增大;浆体流动性与萘系减水剂的表观吸附量存在反向对应关系.     

粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响

试验研究了粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响.结果表明:当胶砂比(质量比)为1:0.5,水胶比(质量比)为0.3时,随水化龄期延长,水泥胶砂自收缩增大,早期自收缩发展急剧.粉煤灰降低了水泥胶砂的自收缩,随着粉煤灰掺量(质量分数)增大,水泥胶砂自收缩减小;掺10%和20%粉煤灰水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别下降了21.1%和29.5%.水化早期(5d前),矿粉掺量(质量分数)在10%～20%时,随着矿粉掺量增大,水泥胶砂自收缩降低;掺10%和20%矿粉水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别增加了11.1%和6.6%.     

减水剂品种对水泥浆体的收缩性能研究

通过试验研究了不同类型的高性能减水剂对水泥净浆干燥收缩性能的影响.主要研究了三种不同条件下减水剂品种及掺量对水泥净浆干燥收缩的影响:(1)相同水灰比条件下即保持单位浆体体积含量不变,减水剂掺量对水泥浆体收缩性能的影响;(2)相同水灰比条件下即保持浆体体积含量不变,不同减水剂品种在相同掺量下对收缩性能的影响;(3)相同扩展度下,不同水灰比即改变浆体体积含量,减水剂种类、掺量对干燥收缩性能的影响.试验结果显示:不同类型的高效减水剂在不同条件下对水泥净浆的干燥收缩性能有所不同.     

复合使用高效减水剂控制大流动性混凝土坍落度损失

本文详细研究了单独使用萘系高效减水剂FDN和三聚氰胺树脂系高效减水剂SM,以及复合使用FDN SM对水泥净浆和水泥胶砂扩展度,以及大流动性混凝土坍落度经时损失的影响。结果表明：在总掺量不变的情况下,复合使用高效减水剂FDN SM,可提高高效减水剂与水泥的适应性,大幅度降低水泥净浆和水泥胶砂扩展度,以及大流动性混凝土坍落度的经时损失。     

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。     

聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能影响。测试了不同掺量的聚羧酸减水剂对于标准稠度用水量及凝结时间、胶砂强度、水泥胶砂干缩率、水化放热的影响,并利用XRD(X射线衍射仪)和SEM(扫描电子显微镜)进行微观结构的观察和分析。随着聚羧酸减水剂掺量的增加准稠度用水量逐渐减降低,凝结时间先减小后增大;胶砂强度胶砂的1、3、28 d抗折、抗压强度均先增大再减小;水泥胶砂干缩率随着聚羧酸减水剂的掺入,很大幅度的减小了水泥胶砂试件的干缩率;聚羧酸减水剂的掺入使普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的水化放热峰出现时间延后,且使初期的水化放热峰值提高。掺入减水剂会使水化产物增多,钙矾石结晶变粗壮,结构更加密实。     

减水剂对混凝土早期收缩和总收缩的影响

在混凝土配合比不变的情况下,掺入减水剂能增大流动性,同时也显著增大早期收缩和总收缩,特别是24h内增幅特别大。当用水量减少、保持坍落度相同时,掺减水剂将进一步增大早期收缩和总收缩,且随水泥用量的增加,收缩显著增大,而对不掺减水剂的混凝土影响很小。因此,对掺减水剂的混凝土应特别加强早期施工养护,并尽可能采用纤维、减缩剂和补偿收缩剂等材料措施,才有可能减少裂缝、推迟裂缝产生。此外,脂肪族系、萘系和胺基磺酸盐系减水剂均增大收缩,且品种之间的差异较小。普通水泥与基准水泥对收缩的影响规律相似。     

聚羧酸盐高效减水剂的研制(Ⅲ) ——减水剂的作用和应用研究

以自制的聚醚接枝丙烯酸/甲基丙烯磺酸钠共聚物作为高效减水剂,研究了该减水剂对水泥石结构的影响,讨论了减水剂掺量对水泥净浆流动性、水泥砂浆减水率、混凝土坍落度和坍落度损失以及水泥砂浆和混凝土抗压强度的影响,并与市售的萘系减水剂进行了比较.实验结果表明,聚羧酸盐高效减水剂对水泥净浆、水泥砂浆和混凝土有较好的减水作用,能显著提高上述材料的流动性和力学强度.     

减水剂对水泥砂浆干缩性能的影响

通过试验研究了几种不同减水剂在固定水灰比和水泥浆体量的情况下对水泥砂浆干缩性能的影响,试验结果表明：砂浆干缩值尤其是早期收缩值随着减水剂掺量的增加而增大,且高效减水剂比普通减水剂增大砂浆干缩值的效果更加明显。     

黏土和石粉含量对聚羧酸减水剂的影响研究

选用聚羧酸减水剂加到水泥净浆中,利用测定水泥、黏土和石粉的吸水性,同时,通过对水泥净浆流动度和抗压强度等性能的研究,探讨黏土和石粉含量(0、0.5%、1%、2%、4%、8%)对掺聚羧酸减水剂的净浆性能影响规律。结果表明:掺减水剂的浆体,随含泥量的增大,其流动度与7、28 d抗压强度均降低。掺减水剂的浆体,随石粉含量的增加,其流动度变化不大;含量小于4%时,试块7、28 d抗压强度基本不变,甚至增大。黏土和石粉同时取代水泥时,其含量小于2%时,对掺聚羧酸减水剂的净浆7、28 d抗压强度影响不大;但当含量超过0.5%,掺聚羧酸的净浆流动度明显下降。     

水溶性C9石油树脂减水剂的制备及性能研究

将C9馏分、丙烯酸(AA)及马来酸单聚乙二醇酯进行自由基溶液共聚合制备水溶性C9石油树脂减水剂。采用红外光谱法对产物进行了表征和分析,考察了酯化反应条件,聚合反应条件如侧链长度、引发剂用量、反应温度及单体总浓度的影响,并对该减水剂进行了水泥净浆流动度等性能测试。实验结果表明所制备的减水剂具有优良的性能。     

高效减水剂与矿渣-钢渣复合掺合料的适应性研究

为了加快高性能矿渣-钢渣基复合掺合料的开发和应用,本工作研究了萘系减水剂和聚羧酸两类减水剂与钢渣和硅酸盐水泥三种矿粉之间的适应性。研究表明：对于矿渣、钢渣和硅酸盐水泥三种矿粉的单组分净浆,各种减水剂的饱和掺量在0．3％～1．1％之间。萘系高效减水剂掺量过大,胶砂和混凝土离析泌水严重,硬化体的强度显著下降。聚羧酸盐减水剂的突出优势是使净浆、砂浆和混凝土的流动度和稳定性俱佳,但混凝土强度低于掺萘系高效减水剂的混凝土。     

聚羧酸盐高效减水剂的合成与表征

通过自由基溶液共聚合反应、接枝反应和磺化反应,制备了一类主链带羧基、磺酸基,支链带聚氧乙烯基醚基的聚羧酸盐高效减水剂。讨论了主链分子量、侧链长度、磺化度等因素对聚羧酸盐减水剂性能的影响,用红外光谱和凝胶渗透色谱表征了其结构,并考察了产品对水泥净浆流动度和混凝土减水率的影响。结果表明,本研究制备的减水剂对水泥粒子有较好的分散作用,混凝土减水率可达30%以上。     

减水剂中Na_2SO_4含量对混凝土性能的影响

研究了混凝土萘系高效减水剂中硫酸钠含量对混凝土的力学性能、氯离子渗透性能、碳化以及变形等方面性能的影响,并对相关的机理进行了分析.试验结果表明,适当增加混凝土萘系高效减水剂中硫酸钠含量可以改善水泥净浆的流动性,提高混凝土的抗压和抗折强度、抗氯离子渗透能力和抗碳化性能,但会对混凝土的收缩与变形性能产生不利影响.     

废砖粉水泥胶砂基本性能试验研究

研究了废砖渣粉磨性能以及废砖粉代替部分水泥对水泥胶砂性能的影响,包括对标准稠度需水量、活性指数、强度、流动性能以及收缩性能的影响。结果表明,粉磨可从物理角度极大地激发废砖粉潜在的水化活性,磨细废砖粉活性指数最大能达到81%,掺入废砖粉还可明显抑制水泥胶砂的收缩。废砖粉具有优质矿物掺合料的潜质。     

水泥基自流平砂浆流动性与保水性的试验研究

研究了减水剂、纤维素醚、砂的细度模数、灰砂比及木质纤维对水泥基自流平砂浆流动度经时性和保水性的影响。试验结果表明：减水剂在饱和点附近时,100min流动度经时损失最小为4mm,保水性达到89.2％;纤维素醚掺量宜选择0.05％,对应的100min流动度经时损失为6mm,保水性可达97.2％;砂的细度模数在0.9-1.6之间,灰砂比大于1：1.6时,水泥基自流平砂浆有较好的流动性和保水性;木质纤维对水泥基自流平砂浆的流动度经时性和保水性无有利影响。