UV法测聚羧酸减水剂吸附量的误差问题及其分析

以惰性矿物蒙脱土为吸附对象,研究紫外-可见分光光度法(UV法)测定聚羧酸减水剂PCE吸附量的误差问题。结果表明,在210nm波长,UV法在0.50~4.00g/L范围其吸光度与PCE浓度呈线性关系。体系中的Ca~(2+)离子会明显减小PCE的吸光度,从而导致计算出的吸附量偏大。在Ca~(2+)离子浓度<40mg/L时,UV法测定PCE吸附量的偏差与Ca~(2+)离子浓度成正比,最大测定偏差高达5%,由此计算出蒙脱土对PCE的吸附量偏差最大可达17.9%;Ca~(2+)离子浓度>40mg/L后,体系偏差维持在5%基本不变。通过测定体系中的Ca~(2+)离子浓度,可以对PCE吸附量测定偏差进行校正。     

无机盐对硫酸盐与聚羧酸减水剂相互作用的影响

目的 探讨硫酸盐对聚羧酸减水剂分散效果的影响机理,改善硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附性能的影响.方法 在粉煤灰中掺入硫酸钠以改变其体系中硫酸盐的含量,然后在硫酸盐-聚羧酸体系中加入无机盐,采用总有机碳质量浓度(TOC)、ζ电位以及红外光谱等试验.结果 当粉煤灰中硫酸钠质量分数为3％时,加入3％的硝酸钡以后,吸附完成时外加剂溶液中有机碳的质量浓度从898 mg/L增加到914 mg/L,ζ电位的绝对值由11.11 mV提高到14.6 mV;加入3％的氯化钙,吸附完成时外加剂溶液中有机碳的质量浓度从898 mg/L增加到1 141 mg/L,ζ电位的绝对值由11.11 mV提高到15.91 mV;同时当粉煤灰中硫酸钠质量分数为3％时,红外谱中透射率明显下降,但向体系中加入无机盐(3％硝酸钡或3％氯化钙)以后,红外谱中百分比透射率有很大提高.结论 硫酸钠与聚羧酸减水剂本身存在相互作用,粉煤灰中硫酸钠的含量越多对聚羧酸减水剂的吸附量增大,在硫酸盐-聚羧酸体系中加入无机盐,可以减弱硫酸盐对聚羧酸减水剂分散效果的影响.     

蒙脱石与聚羧酸减水剂的插层反应机理

通过测定蒙脱石对两种不同聚羧酸减水剂的吸附量,并结合XRD、IR、TG和XPS等测试手段,对蒙脱石与聚羧酸减水剂的插层反应机理进行了探讨。结果表明:蒙脱石对聚羧酸减水剂的吸附量约是水泥颗粒的2~3倍,聚羧酸减水剂可以与蒙脱石发生插层反应,使层间距离增大,经过JS-1、BT聚羧酸减水剂处理后的MMT的层间距分别为1.70nm、1.63nm,相比空白样,增幅分别为12.58%、7.95%;聚羧酸减水剂存在于蒙脱石的层间,不破坏蒙脱石的硅氧、铝氧层结构;蒙脱石与聚羧酸减水剂的插层反应即对聚羧酸减水剂的吸附是造成流动性损失的根本原因。     

聚羧酸系高效减水剂的合成及机理研究

概述了聚羧酸系高效减水剂的研究进展和发展现状,讨论了聚羧酸系减水剂的合成方法、分子结构、分子结构与性能的关系以及其作用机理,并提出了聚羧酸系减水剂有待解决的问题及其研究发展趋势.     

聚羧酸系减水剂的应用技术

随着混凝土减水剂品种的不断开发增加,高效减水剂成了混凝土中不可或缺的材料之一,而聚羧酸系减水剂已成为最受关注的高效减水剂.分析了聚羧酸系减水剂的现状、结构、机理、应用及存在的问题.     

循环流化床灰对聚羧酸减水剂竞争吸附的影响研究

为研究循环流化床灰对聚羧酸减水剂竞争吸附的影响,通过在Ⅱ级粉煤灰中掺加无水硫酸纳、二水硫酸钙和氧化铁的方式来改变粉煤灰中三氧化硫和氧化铁含量,使其化学成分接近循环流化床灰,利用成分单因素分析的方法,测试减水剂水泥浆体的净浆流动度、zeta电位和混凝土性能.研究结果表明循环流化床灰中的三氧化硫和氧化铁对聚羧酸减水剂的吸附有明显负面影响,当可溶性硫酸盐掺量达到胶凝材料的3%、氧化铁掺量达到6%时,相应浆体均失去流动性.Zeta电位试验表明随着无水硫酸钠和氧化铁掺量的增大,Zeta电位绝对值越小,粒子间相互斥力越弱,分散性越差,分散体系就越不稳定.混凝土性能试验表明无水硫酸钠和氧化铁的掺入使得混凝土的流动性和抗压强度均变小,坍落度由220 mm降至125 mm,强度降低幅度最高达45%.     

聚羧酸系减水剂对水泥水化过程的影响

研究了以聚乙二醇800、丙烯酸、顺酐、烯丙基磺酸钠、丙烯酸羟乙酯为原料合成的聚羧酸系XYZ18减水剂对水泥水化过程及微观结构的影响.结果表明,XYZ系减水剂具有缓凝特性,能减少并延缓水泥水化放热;使水泥早期微小晶体大量生长并填充孔隙,气孔细化且分布更加合理,晶体向外伸长使水泥粒子相互搭接而形成网络结构,提高了水泥石的密实性.     

木质素磺酸钠聚羧酸减水剂的制备研究

以木质素磺酸钠作为聚羧酸减水剂的合成原料,在水溶液中与聚羧酸减水剂单体进行接枝共聚反应,制得木质素磺酸钠聚羧酸减水剂,并对其制备工艺进行优化,得到最优实验方案为:木质素磺酸钠质量分数为16%,PEG-1000和MA的物质的量比为0.9∶1.0,丙烯酸与马来酸酐物质的量比为2.8∶1.0,聚合时间为3h,酯化时间为4h,最优条件下制得的产品的水泥净浆流动度(掺量为0.2%,水灰质量比为0.29)为241mm。红外测试表明木质素磺酸钠分子结构上成功接上了聚氧乙烯基、酯基、羧酸基及酰胺基等官能团。     

葡萄糖酸钠与聚羧酸减水剂的复合效应研究

研究了聚羧酸减水剂与葡萄糖酸钠的复合使用对水泥浆体的凝结时间、净浆流动性、强度、水化热的影响,并采用XRD分析水泥水化产物的变化。结果表明:适量的葡萄糖酸钠能显著提高聚羧酸减水剂的分散性和分散保持性,改善水泥与聚羧酸减水剂的适应性,延长凝结时间,并使3 d7、d强度有所提高;单掺葡萄糖酸钠使水泥水化第2放热峰出现时间延迟2 h,但温峰值及水化热与空白样基本持平,1 d、7 d CH的生成量减少。复合使用葡萄糖酸钠与聚羧酸减水剂时,水泥净浆水化温峰出现时间延迟15 h,水化温峰提高,1 d、7 d CH的生成量较单掺葡萄糖酸钠时有所增大。     

新型聚羧酸系混凝土高效减水剂的研制

简述了目前国内使用的减水剂存在的不足之处,并在实验室由马来酸酐、丙烯酰胺、甲基丙烯酸聚乙二醇酯等单体物质,在水溶液中经加热,并通过过硫酸胺引发共聚反应,制得聚羧酸系高效减水剂,并对其进行了性能测试,结果说明,该减水剂具有优良的分散能力和增强效果,保持流动性的时间较长;其分散性能和增强作用效果优于萘系高效减水剂。     

粘土对聚羧酸减水剂性能的影响及机理研究

粘土作为杂质存在于混凝土的组分如砂石中,粘土对聚羧酸减水剂有较强的吸附性,从而影响混凝土的工作性。研究了不同粘土对掺聚羧酸减水剂的水泥浆体及砂浆流动性的影响规律,探讨了聚羧酸减水剂与粘土的相互作用机理。研究结果表明,不同粘土对水泥浆体的流动性有不同程度的影响,蒙脱土和膨润土相对于高岭土及筛分土对砂浆的流动性影响更为显著;同时,相对于不掺聚羧酸的砂浆,粘土对掺聚羧酸减水剂砂浆的流动性影响更为显著。粘土自身的吸附性与疏水基的定向吸附共同作用及粘土中的金属离子与聚羧酸的螯合作用可能是粘土吸附聚羧酸减水剂的机理。     

不同黏土对掺减水剂水泥净浆流动度影响

目的 研究4种不同黏土对掺聚羧酸减水剂及萘系减水剂水泥净浆流动度的影响规律并从黏土的吸附性能角度探究其影响机理.方法 采用水泥净浆流动度试验方法比较了4种黏土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的影响,通过TOC总有机碳测试仪测定了4种黏土对聚羧酸减水剂的吸附量.结果 4种黏土对水泥净浆流动度的影响差异较大,其中钙基蒙脱土和钠基蒙脱土的掺量为2％时,掺聚羧酸减水剂水泥净浆已基本没有流动度,掺萘系减水剂的水泥净浆流动度也有所下降,但降幅稍小,而伊利土和高岭土对掺减水剂水泥净浆流动度无明显负面影响;钙基蒙脱土和钠基蒙脱土对聚羧酸减水剂的吸附量较大,伊利土、高岭土对聚羧酸减水剂的吸附能力和水泥相当.结论蒙脱土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度负面影响极为严重,而伊利土和高岭土对掺减水剂水泥净浆基本没有负面影响.     

聚羧酸系高效减水剂的合成及其作用机理研究

分析了聚羧酸系高效减水荆的结构与性能之间的关系，探讨了减水剂分子的主链结构单元与支链结构单元的功能与作用，并分类介绍了聚羧酸系的分子结构设计及其合成的研究与进展。结果表明，聚羧酸系减水剂的性能与其分子结构的主链和支链的结构单元、官能团的位置及其种类有关。在分子主链上引入大量合适大小分子量的聚乙二醇或聚氧乙烯接枝链和少量它们的嵌段链及一定构成比例的磺酸基团，可使减水剂在发挥低掺量高分散性的同时，产生良好的保塑性，且在合成过程中发现，聚氧烷基中的端羟基易引起凝胶。在此基础上结合原料的来源及其成本，选用聚乙二醇与丙烯酸在对甲苯磺酸作催化剂的条件下进行酯化，然后与甲基丙烯磺酸钠进行共聚，并加入一定量的丙烯酸单体来调节主链的大小及侧链上的羧基与磺酸基的相对构成比例，从而得到一种高性能减水剂。     

聚羧酸减水剂活性大单体聚合机理及合成研究进展

大型混凝土工程中,原料砂石中的少量泥土对聚羧酸减水剂（Polycarboxylate Superplasticizer,PCE）存在严重的吸附,导致减水剂的性能下降。因此,以提升聚羧酸减水剂的性能和抗泥性为目的的改性研究是当下减水剂领域研究的热点。而聚羧酸减水剂活性大单体的合成是聚羧酸减水剂改性过程中重要的一环。本文介绍了高分子聚合中常见的机理及不同机理所使用的催化剂及其研究进展,并总结了不同聚合机理在聚羧酸减水剂活性大单体的合成中的优缺点,并对适用于不同机理的催化剂的发展方向和研究前景进行展望。     

聚羧酸系超塑化剂分子结构对C3S水化行为的影响

采用等温量热仪、热分析、扫描电镜等测试手段,研究了3种聚羧酸系超塑化剂(PCs)对硅酸三钙(C3S)水化行为的影响;采用总有机碳测定了不同分子结构的PCs在C3S颗粒上的吸附动力学.结果表明:PCs的掺入大大增加了C3S的诱导期;减缓了C3S的早期水化,但对水化后期发展有利,其中主链为马来酸酐的PC1对C3S水化3d的减缓作用最强;共聚物大部分残留在孔隙液中,其所含的羧酸根含量与对C3S的减缓作用呈线性关系;对C3S诱导期的增加可能是改变了氢氧化钙的临界饱和度.     

PMA-AA-AMPS三元共聚物高效减水剂的制备

以马来酸酐（MA）为原料,过氧化氢为引发剂,水相合成聚马来酸（PMA）,并以过硫酸铵为引发剂,与丙烯酸（AA）2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）水溶液共聚,合成出一种PMA-AA-AMPS三元共聚物高效减水制,并探讨了共聚物制备过程中的最佳工艺条件。结果表明,该共聚物的最佳制备条件为：n（MA）/n（AA）/n（AMPS）=6：3：1.2,引发剂质量为单体总质量的8%,分子质量调节剂甲酸钠质量为单体总质量的6％,反应温度为85℃,反应时间为3h。红外光谱表征结果表明合成的三元共聚物减水剂中含有羧基、羟基、磺酸基和酰胺基等官能团。GPC分析表明合成的PMAAA数均分予质量Mn为5743g／mol,其质量分数占81.36％。     

聚羧酸减水剂对不同晶型C3S早期水化放热的影响

采用水化微量热仪研究了不同类型聚羧酸减水剂对不同晶型C3S水化放热特性的影响。结果表明:单斜晶系(M)C3S、三方晶系(R)C3S的水化放热速率峰值相比三斜晶系(T)C3S显著降低,且水化放热峰出现延迟,MC3S的水化放热峰延迟最明显。三种晶型C3S的3d水化放热总量由大到小为:TC3S、MC3S、RC3S。不同分子结构的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯系聚羧酸减水剂,主链越短,支链越长,对TC3S的水化延迟作用越大。乙烯基聚乙二醇醚系聚羧酸减水剂对三种晶型C3S的水化放热过程延迟作用由大到小为:RC3S、MC3S、TC3S。对水化放热曲线进行的Krstulovic-Dabic模型研究表明,C3S的水化过程为NG-D类型水化历程。     

煤泥水中黏土颗粒对钙离子的吸附实验研究及机理探讨

通过静态(搅拌)实验，研究了吸附时间、pH值、钙离子浓度等因素对钙离子在煤系黏土(主要为高岭土和蒙脱土)表面的吸附规律，实验结果表明：随着吸附时间的延长，钙离子在2种实验样品表面吸附量先不断增大而后趋于平衡；蒙脱土表面的钙离子吸附量随溶液pH值的升高而增加，高岭土表面钙离子的吸附量在溶液pH值介于6．5到7．0时最小，小于6．5时吸附量随pH值的增大而缓慢减小，大于7．0时吸附量随pH的增大而迅速增加；2种吸附过程都符合langmuir等温吸附规律．钙离子在样品表面3种可能的吸附形式为一羟基络合、Ca(OH)2沉淀和离子静电吸附．