两性羧酸类接枝共聚物混凝土超塑化剂的性能研究

从羧酸类接枝共聚物外加剂吸附作用机理和两性聚电解质溶液理论着手,设计和合成了一种掺量低、饱和点高、减水率高、增强效果好的两性羧酸类接枝共聚物超塑化剂。当掺量为0.2%时,减水率达到30%;掺量为0.40%时,减水率高达40%;增大掺量,减水率可以进一步提高。混凝土强度增长比较稳定,而且该共聚物能够有效改善水泥硬化产物的孔结构和大大降低水化热和温度,有利于提高混凝土的耐久性。     

两性羧酸类接枝共聚物混凝土超塑化剂的制备与性能评价

从羧酸类接枝共聚物外加剂吸附作用机理和两性聚电解质溶液理论着手,设计和合成了一种掺量低、饱和点高、减水率高、增强效果好的两性羧酸类接枝共聚物超塑化剂.当超塑化剂掺量为02%时,减水率达到30%;掺量为0.4%时,减水率高达40%,增大掺量,减水率可以进一步提高.无论是早期或中后期强度增长都比较稳定,在该外加剂掺量为水泥用量的0.30%,每立方混凝土仅采用390 kg的低水泥用量就可实现C80强度等级混凝土的配制.     

聚羧酸系高性能超塑化剂在水泥混凝土的应用

简要地综述了聚羧酸系超塑化剂的制备方法、作用机理、分子结构与性能之间的关系,阐述了聚羧酸系超塑化剂在实际工程应用中的一些优点和存在的问题,详细介绍了聚羧酸系超塑化剂与水泥相容性以及对混凝土的流动性、含气量和耐久性等因素的影响。     

石膏对水泥表面吸附聚羧酸系超塑化剂的影响

采用总有机碳分析仪TOCMultiN/C3100,通过调整石膏含量和形态,考察可溶性SO42-对聚羧酸系超塑化剂在水泥颗粒表面吸附行为的影响.结果表明:随着石膏含量的增加,可溶性SO42-增加,超塑化剂在水泥上的吸附量和吸附率则逐渐减少;不仅不同形态的石膏对超塑化剂的吸附行为有一定影响,而且形态相同、种类不同的石膏对超塑化剂的吸附行为也有一定影响.提出了可以通过增减SO42-的量来改变水泥和聚羧酸系超塑化剂之间吸附量的建议.     

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3 d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。     

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.     

石膏对新型聚羧酸系超塑化剂在水泥表面吸附行为的影响研究

通过调整石膏含量和形态,考察硫酸根离子对聚羧酸系超塑化剂在水泥表面吸附行为的影响.试验结果表明,随着石膏含量的增加,超塑化剂在水泥上的吸附量和吸附率都逐渐减少.石膏的形态对吸附行为有一定的影响,无水石膏的加入使聚羧酸系超塑化剂在水泥上的吸附率增大;相同形态(均为二水石膏)、不同种类的石膏吸附率不同,磷石膏的吸附率更大.提出了可以通过增减硫酸根离子的量,来改变水泥和聚羧酸系超塑化剂之间的吸附量.     

VIVID-500聚羧酸超塑化剂性能评价

研制开发了一种新型的聚羧酸超塑化剂——VIVID-500,利用各种手段对其性能进行了评价．结果表明VIVID-500聚羧酸超塑化剂减水率高、保塑性好、水泥适应性广,同时达到了符合高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂的国家标准,被证明是一种多功能减水剂,其性能已达到国外同类产品水平。     

超塑化剂对新拌水泥浆体流变性的影响

应用回转粘度计测定不同转速下未掺超塑化剂水泥浆体、掺萘系超塑化剂(UNF-5)和掺聚羧酸系超塑化剂(COPOCA202)浆体的流变参数,对比三者的回滞曲线,并计算了剪切速率上升和下降时各个浆体的屈服应力和粘度。相同水灰比下,各个试样剪切应力、粘度、回滞圈面积以及上升和下降阶段屈服应力由大到小排列如下:空白>UNF-5>COPOCA202;剪力作用下,各试样屈服应力均有所下降,空白和UNF-5试样粘度下降而COPOCA202粘度几乎未变。根据水泥颗粒的特征,认为新拌水泥浆体的结构为由不同大小和刚度的絮凝单元连接成的一个整体结构。本文采用该认识对以上的现象进行了解释。     

三聚磷酸钠对硅酸盐水泥初始水化历程的影响

采用水化热、电阻率和X射线衍射法等测试方法,研究了三聚磷酸钠(Na5P3O10)对硅酸盐水泥初始水化历程的影响。试验结果表明：Na5P3O10对硅酸盐水泥水化的缓凝机理,主要是生成络合物的缘故,而不是传统观点所认为的形成了“不溶性”的磷酸钙;改变Na5P3O10的掺量,可有效调控硅酸盐水泥的水化热历程以及结构形成过程;在水泥初始水化阶段,延缓了C3S和C3A的水化。     

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.     

硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性的影响

研究了6种硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体的Marsh时间、剪切应力及表观黏度的影响.通过微观手段分析硫酸根离子对聚羧酸减水剂吸附量的影响.结果表明:碱金属硫酸盐会显著降低掺聚羧酸减水剂水泥浆体的分散性,而难溶性硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体分散性的影响较小.硫酸根离子大量存在时,聚羧酸减水剂的表观吸附量及无效吸附量增加,聚羧酸减水剂的分散性能降低,浆体絮凝结构数量及强度增大.     

聚羧酸减水剂粉体制备工艺研究

采用离心喷雾干燥工艺对聚羧酸减水剂进行粉体制备研究,得到的减水剂粉体含固量可达到99％(质量分数,下同).通过红外光谱分析发现:聚羧酸减水剂分子结构中的羰基在干燥过程中发生了部分分解,但减水剂宏观性能仅受有限影响,粉体减水剂的性能与液态减水剂基本相当.通过单因素试验研究了干燥室进口风温、进料液温度、进料液含固量对喷雾干燥工艺及粉体性能的影响,确定了喷雾干燥工艺适宜的参数范围为干燥室进口风温180～220℃,进料液温度20～40℃,进料液含固量20％～60％.     

聚羧酸系减水剂的合成研究

采用水溶液聚合法,将自制的酯化大单体聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)与甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酰基磺酸钠(SMAS)共聚合成聚羧酸系减水剂,探讨了反应浓度、加料方式、MAA与MPEGMA的摩尔比、SMAS与MPEGMA的摩尔比、引发剂用量(相对于所有单体质量和的百分比)、聚合温度和反应时间对所合成聚羧酸系减水荆性能的影响.结果表明:采用最佳工艺参数制备的聚羧酸系减水剂在掺量仅为0.15%(质量分数)时就具有良好的分散性和保塑性.     

聚羧酸系减水剂作用机理的研究进展

聚羧酸系减水剂(PCE)的性能提升和安全高效应用是混凝土外加剂的重要发展方向,深入理解PCE的作用机理十分必要.为此,简要回顾了PCE的静电斥力效应与空间位阻效应,总结了PCE基于空间位阻效应的构效关系研究进展,并就润湿作用、润滑作用及挤出排空效应3种可能存在的PCE作用机理进行了综述.     

聚羧酸高效减水剂在清水混凝土工程中的应用

探讨了清水混凝土配合比设计及施工工艺过程,并介绍了清水混凝土在首都机场楼前交通工程中的应用情况,提出了聚羧酸高效减水剂在清水混凝土配制中所起的主要作用。     

有机膦酸对水泥早期水化特征的影响

采用离子螯合反应、水化热测试及电阻率测试等,研究了2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、羟基亚乙基叉二膦酸(HEDP)和二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸(DTPMPA)这3种有机膦酸对水泥浆水化硬化特征的影响,并探讨了其影响机理.结果表明:有机膦酸对Ca2+具有很强的螯合作用,其中的单分子膦酸基团数量越多,对金属离子的螯合值越大,由强到弱依次为DTPMPA、HEDP、PBTCA;相同掺量条件下,有机膦酸的缓凝效力远大于葡萄糖酸钠,其对水泥浆的水化抑制能力随着膦羧基团数量的增大而增大;有机膦酸优先与Ca^2+、Mg^2+等形成稳定的螯合物,限制了Ca^2+、Mg^2+等参与水化产物的形成,延长了水化溶解期与诱导期;与空白样不同,有机膦酸的掺入使得水泥水化加速期的电阻率微分曲线上未出现1对波峰波谷,另外,电阻率微分曲线拐点与水泥浆凝结时间密切相关;适当掺量的有机膦酸对水泥28d抗压强度和抗折强度具有增强作用,但过量有机膦酸会导致水泥强度显著下降.     

聚羧酸减水剂在中低强度等级混凝土中的应用

目前聚羧酸减水剂的应用主要集中在高强度的高性能混凝土工程中,而在量大面广的中低强度等级混凝土中的研究还比较少。本文主要研究了聚羧酸减水剂在中低强度等级混凝土中的应用,聚羧酸减水剂可以改善新拌混凝土的综合性能,提高与掺合料的适应性,增强混凝土的耐久性。     

温度对丙烯酸酯类聚羧酸超塑化剂性能的影响

系统研究了丙烯酸酯类聚羧酸超塑化剂(PAAE)在水泥体系中的分散性能、吸附行为以及分子结构稳定性与温度的依赖关系,并探讨了分散与吸附和水解速率的关系.结果表明:PAAE的初始分散能力随温度升高逐渐增加,但分散保持能力随温度的升高而降低,显示出很强的温度依赖性;PAAE在水泥颗粒表面的吸附量随温度的升高逐渐增加,30℃条...