一种梳型聚羧酸高效减水剂的研制

以甲基丙烯酸(MAA)、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MAAMPEA)和甲基丙烯酸磺酸钠(SMAS)为主要单体,以过硫酸铵(APS)为引发剂合成聚羧酸减水剂,对其原料配合比、合成工艺参数与水泥净浆流动度、混凝土性能之间的关系进行试验.研究结果表明:当HMMME1300与MAA的摩尔比值为4、MAA:SAMS的摩尔比值为10、APS用量为反应物总量的2.5％的原料配合比下,在反应温度为85～90℃、单体滴加时间为3h时,合成的聚羧酸减水剂对水泥有良好的分散性能和分散保持性能,对混凝土性能有显著的提高;单体滴加完毕后的稳定工艺,对提高减水剂储存稳定性有很大的帮助.     

新型磷酸基聚羧酸减水剂的制备与表征

以聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)为提供长侧链的大单体,以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸-2-羟乙基磷酸酯(PHM)为提供吸附基团的小单体,采用自由基聚合法合成了一种新型磷酸基聚羧酸减水剂。系统考察了反应温度、聚合浓度、链转移剂用量、磷酸基单体用量对合成减水剂重均分子质量、分散性的影响规律,得到合成的最佳工艺条件为:n(OEGMA)∶n(MAA)∶n(PHM)=1.0∶1.4∶0.6,反应温度60℃,聚合浓度30%,链转移剂用量为单体总物质的量的2%,合适的重均分子质量区间为18 000～20000 g/mol。     

硫铝酸盐水泥用聚羧酸减水剂的制备及其性能研究

以聚醚大单体(TPEG)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)为主要原料合成了适用于硫铝酸盐水泥的聚羧酸系减水剂。通过正交试验研究了单体配比、聚醚大单体侧链分子质量等因素对聚羧酸减水剂分散性能的影响。结果表明,当n(AA)∶n(AMPS)∶n(TPEG)=3.25∶1.5∶2.0,聚醚单体侧链相对分子质量为3000时,合成减水剂的分散性能较好。在此条件下,当反应温度为75℃时,聚羧酸减水剂的分散效果最佳,且浆体没有发生离析分层现象。     

不同合成温度下缓释型聚羧酸减水剂的合成和性能研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)等作为合成的主要原材料,按n(AA)∶n(AMPS)∶n(AM)∶n(TPEG)=(3.5~2.0)∶0.3∶0.3∶1.0,选取酸醚比[n(AA)∶n(TPEG)]为3.5、2.75、2.0,催化剂用量为大单体质量的0.05%、0.10%、0.15%,在不同温度下合成缓释型聚羧酸系减水剂。通过测试水泥净浆经时流动度,确定不同合成温度下最佳的酸醚比和催化剂用量。并对按最佳配比合成的减水剂进行性能试验研究,结果表明,采用适当的合成工艺,常温和高温条件下合成的缓释型聚羧酸减水剂的性能基本相同。     

MPEGMAA-AMPS-HEMA酯类聚羧酸减水剂的合成及响应面优化

以甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯(MPEGMAA2000)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为主要原料,H2O2-FeSO4为引发剂,合成MPEGMAA-AMPS-HEMA酯类聚羧酸系减水剂。在单因素试验的基础上,以水泥净浆流动度为响应值,用Design-Expert进行响应面优化,得到二次模型响应模型的最优点:n(MPEGMAA)∶n(AMPS)∶n(HEMA)=1.0∶1.17∶1.0、引发剂用量为0.57%、聚合时间4.9 h、聚合温度55.9℃,水泥净浆流动度预测值为290.5 mm,试验值为291 mm。FTIR分析结果表明,合成减水剂的链段中含有酯基、氨基、磺酸基、羟基、醚键等基团,符合预期目标。     

改性聚醚型聚羧酸减水剂合成及流动性能的研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG2400)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)、过硫酸铵(APS)为原料,合成了改性聚醚型聚羧酸减水剂,然后测定其流动性能。结果表明,聚醚型聚羧酸减水剂的最佳合成参数为反应单体摩尔比TPEG∶MA∶AMPS=1∶2∶3,引发剂用量为单体质量的4%,固含量为30%,反应时间为5 h,反应温度为80℃;当折固掺量为0.1%减水剂,水灰比为0.35时,水泥的净浆流动度可以达312 mm。由于将MA、AMPS和TPEG聚合,TPEG中存在醚键提供了较厚的亲水性立体保护膜,使得水泥粒子有稳定的分散性,故合成的聚醚型聚羧酸减水剂具有优良的性能。     

酰胺型聚羧酸减水剂的制备及其性能研究

以顺丁烯二酸酐(MAH)与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主要原料,采用两步合成法制备酰胺型聚羧酸减水剂。试验结果表明,当n(AMPS)∶n(AM)=1.5∶8.5,n(丙烯酸)∶n(酰胺化活性单元)∶n(聚醚大单体)=0.85∶0.15∶0.35,聚醚大单体采用HPEG时,合成的酰胺型聚羧酸减水剂性能达到最佳。减水剂(固含量40%)掺量为0.5%时,新拌混凝土初始坍落度220 mm,1 h经时损失15 mm,混凝土3 d抗压强度达到设计值的42%,28 d抗压强度达到设计值的115%。     

MPEGMAA-SAS-MAH-AMPS四元共聚聚羧酸系减水剂的制备工艺研究

以甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯600(MPEGMAA600)、烯丙基磺酸钠(SAS)、马来酸酐(MAH)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,过硫酸铵-硫代硫酸钠为引发剂,合成了MPEGMAA-SAS-MAH-AMPS聚羧酸减水剂。经正交试验选出最佳合成工艺条件为∶n(MPEGMAA600)∶n(SAS)∶n(MAH)∶n(AMPS)=1.0∶0.3∶1.0∶0.4,过硫酸铵-硫代硫酸钠引发体系占聚合单体总质量的0.4%,聚合温度50℃,聚合时间4 h。该条件下单体转化率为93.67%。红外光谱仪和凝胶色谱分析结果表明,该减水剂链段中含有羧基、氨基、磺酸基、醚键等官能团,平均相对分子质量分布集中,峰值大都集中在1万~1.4万之间。     

缓释型聚羧酸系减水剂的合成研究

采用丙烯酸羟乙酯与酒石酸进行酯化,将酯化产物(M)与丙烯酸(AA)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)在引发剂过硫酸铵作用下进行共聚,合成了一种缓释型聚羧酸系减水剂。探讨了单体摩尔比、催化剂用量、酯化温度、带水剂等因素对酯化反应的影响,考察了酯化产物M对丙烯酸AA替代量对水泥净浆流动性的影响。结果表明:酯化反应的最佳条件为:n(酒石酸)∶n(丙烯酸羟乙酯)=1∶5,酯化温度85℃,催化剂对甲苯磺酸掺量3%,带水剂环己烷用量为反应物总质量的40%;将合成的酯化产物M部分替代AA进行减水剂的合成,最佳单体比例为:n(AA)∶n(TPEG)∶n(AMPS)∶n(酯化产物M)=1.25∶1.00∶0.27∶2.00;当合成的聚羧酸减水剂掺量为0.3%时,水泥净浆初始流动度为245.0 mm、1 h流动度为207.5 mm、2 h流动度为225.0 mm,制备的聚羧酸减水剂具有良好的缓释功能。     

适用于硬石膏的聚羧酸系减水剂的合成研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)为主要原料合成了聚羧酸系减水剂。通过正交实验研究了单体配比、引发剂用量等因素对聚羧酸系减水剂分散性能的影响。结果表明,最佳单体配比为:n(AA)∶n(TPEG)∶n(AMPS)=3∶1∶0.15,引发剂过硫酸铵(APS)用量为TPEG质量的0.25%。在最佳配比条件下,考察了反应时间和反应温度对聚羧酸系减水剂性能的影响。在70℃下反应5 h,减水剂对硬石膏的分散性能最佳,硬石膏的初始和2 h的净浆流动度分别为263 mm和255mm,表现出较好的缓凝效果。     

三峡库区四种典型土壤的酸雨临界负荷研究

采用酸滴定法测定了三峡库区四种典型土壤的酸缓冲容量,并用土壤的酸缓冲容量计算了四种土壤对酸雨的临界负荷。结果表明:土壤的pH值和CEC含量越高,盐基离子释放量越大,土壤酸缓冲容量越大;三峡库区四种典型土壤的临界负荷存在明显的差异,临界负荷的大小顺序为:红棕紫泥>红紫泥>灰棕紫泥>黄壤,红棕紫泥土壤对酸敏感程度显著小于其它三种土壤。     

硫酸和柠檬酸溶液对水泥硬化浆体的腐蚀及机理

通过分析砂浆的外观、质量损失率和耐蚀系数,结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和元素能谱分析（EDS）等微观测试手段,对比研究了硅酸盐水泥、铝酸盐水泥浆体在硫酸、柠檬酸溶液中的腐蚀规律与机理.结果表明：与硫酸溶液相比,柠檬酸溶液对两种水泥砂浆的腐蚀能力更强;与硅酸盐水泥相比,铝酸盐水泥表现出了较好的耐酸腐蚀性能,主要原因在于铝酸盐水泥硬化浆体中含有大量铝胶,在硫酸溶液中能够中和更多H+,在柠檬酸溶液中能够延缓H+向硬化浆体内部扩散的速率.     

Potential of citric acid to alter pH and metal uptake in reeds in acid mine drainage solutions

Phragmites australis (common reed) is often used to treat acid mine drainage (AMD) sites contaminated with high concentrations of heavy metals and low pH. This study investigated the effects of different levels (low 0.34 g/L, middle 17.86 g/L and high 33.62 g/L) of the biodegradable chelator citric acid (CA) on pH change, metal (i.e. Fe, Al and Mn) accumulation and translocation in reeds cultured in aqueous AMD contaminated media for 4 and 12 weeks. The results indicated that CA inhibited further deceases in AMD pH as well as increased Fe and Mn accumulation in both belowground and above ground tissues of reeds. As expected, increasing CA dosage and treatment time increased metal accumulation in plants. By 12 weeks, 0.18 ± 0.01 mg Mn/g, 56.78 ± 7.63 mg Fe/g and 0.60 ± 0.01 mg Al/g were accumulated in roots; while 0.06 ± 0.01 mg Mn/g; 6.38 ± 0.06 mg Fe/g; and 0.19 ± 0.01 mg Al/g were sequestered in stems of reeds treated with 33.62 g/L CA. Further research is needed to study the application of CA to enhance the phytoremediation efficiency of AMD contaminated field.     

Disinfection byproduct reactivity of aquatic humic substances derived from soils

This short communication compared the differences in disinfection byproduct (DBP) reactivity of organic carbon fractions extracted from four soils by either deionized water or a 0.1N NaOH solution. Results indicated that the whole alkaline extracts had a higher DBP reactivity than the whole water extracts. However, the DBP reactivity of fulvic acid and acid soluble fraction showed the opposite. The slopes of the linear correlations between specific UVA(254) and specific THM formation potential of the alkaline and water extracts are not significantly different (p > 0.05) from each other, suggesting that the extraction with 0.1N NaOH can be acceptable to predict of DBPs as long as UVA(254) values for water extracted and alkali extracted samples are close.     

相变储能混凝土制备的前期研究

本文首先配制出癸酸-月桂酸二元复合相变材料,然后用超轻陶粒作为载体吸入相变材料并用环氧树脂进行表面封装,从而制得制备相变储能混凝土的相变骨料。研究表明：当癸酸含量为40％时,复合相变材料的相变温度为25．13℃,相变潜热为101．9J／g;真空条件下超轻陶粒对相变材料的吸入量为48％;复合相变材料与超轻陶粒的相容性良好;环氧树脂作为封装材料能防止相变材料在相变循环时的渗漏。     

两种酸对混凝土腐蚀的对比试验研究

采用磷酸和柠檬酸缓冲液对两种混凝土进行腐蚀浸泡试验，研究混凝土在两种酸的腐蚀作用下，外观、强度、重量和水泥石矿物组成及微观结构的变化。试验表明，相同pH值下，柠檬酸比磷酸对混凝土具有更强烈的腐蚀作用，它们存在不同的反应机理。     

Reactivity of mucohalic acids in water

One group of disinfection byproducts of increasing interest are the halogenated furanones, which are formed in the chlorination of drinking water. Among these halofuranones is mucochloric acid (MCA, 3,4-dichloro-5-hydroxyfuran-2(5H)-one), and mucobromic acid (MBA, 3,4-dibromo-5-hydroxyfuran-2(5H)-one). Both mucohalic acids (MXA) are direct genotoxins and potential carcinogens, with the capacity to alkylate the DNA bases guanosine, adenosine and cytosine, and they have been measured in concentrations ranging up to 700 ng/l in tap water. MCA and MBA react in basic aqueous medium to form mucoxyhalic acids (4-halo-3,5-hydroxyfuran-2(5H)-one). Since: i) this reaction may represent the first step in the abiotic decomposition of mucohalic acids, ii) mucoxyhalic acids have been proposed as possible intermediates in the reaction of MXA with DNA, a kinetic study of the reaction mechanism is of interest. Here, the following conclusions were drawn: a) At moderately basic pH, the reaction of mucohalic acids with OH⁻ to form mucoxyhalic acids is kinetically significant. b) The nucleophilic attack of hydroxide ions on MXA occurs through a combination of two paths: one of them is first-order in hydroxide whereas the other is second-order and are proposed to occur through the deprotonation of the hydrate of MXA. c) The hydration constants of mucohalic acids −0.23 and 0.17 for MCA and MBA respectively - corresponds to the very significant hydrate concentrations. Since hydrates are not electrophilic, these values imply a decrease in the alkylating capacity of mucohalic acids.     

丙烯酸代替甲基丙烯酸酯化聚合合成聚羧酸减水剂的研究

由甲基丙烯酸制得的聚羧酸减水剂是目前外加剂市场上的主流产品。但甲基丙烯酸价格高,使得该类聚羧酸减水剂的生产成本较高。为降低聚羧酸减水剂的成本,研究了用价格较低的丙烯酸代替甲基丙烯酸酯化聚合合成聚羧酸减水剂。发现随着丙烯酸代替甲基丙烯酸用量的增大,聚羧酸减水剂的性能有下降的趋势。当用丙烯酸50mol％代替甲基丙烯酸时,水泥净浆和混凝土性能检测表明合成的减水剂产品与完全用甲基丙烯酸合成减水剂产品的性能相近。     

烯丙基聚乙醇-丙烯酸共聚物合成工艺及分散性能研究

本文采用烯丙基聚乙醇、丙烯酸、乙烯基磺酸钠为聚合单体,在引发剂存在的条件下,水溶液自由基聚合合成一系列聚醚类聚羧酸减水剂,研究了合成工艺对减水剂性能的影响规律。结果表明:当烯丙基聚乙醇与丙烯酸质量比为3～5,引发剂用量为单体总质量6%～7%时,共聚物分子分散性能最好;聚合反应的最佳反应温度为75～85℃,引发剂分解速度合适,共聚物分散效果最好;当接枝共聚分子量为800～1200的AEO时,浆体流动性达到较好,当接枝共聚分子量为350～500的AEO时,分散保持性较好;当乙烯磺酸钠可明显改善流动性,当掺量为10%,净浆流动度可达到285mm。     

碱激发胶凝材料抗酸侵蚀性的试验研究

对碱激发胶凝材料和普通硅酸盐水泥的抗酸侵蚀性进行了试验研究,对碱激发胶凝材料的耐酸机理作了分析,结果表明碱矿渣和碱粉煤灰胶凝材料具有良好的抗酸侵蚀性能,水泥和碱偏高岭土胶凝材料的抗酸侵蚀性能均较差,结论是胶凝材料的耐酸性不仅仅由反应产物的种类决定。