阳离子抗泥剂对含黏土水泥胶砂性能的影响及机理分析

以丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、环氧氯丙烷及二甲胺等为主要原料制备了高阳离子度抗泥剂。通过水泥胶砂试验,研究抗泥剂对典型黏土矿物存在下减水剂效果的影响;通过孔隙率研究抗泥剂对水泥胶砂孔结构的影响;并通过黏土膨胀及吸水测试、小角度X衍射、总有机碳等手段研究了抗泥剂在水-水泥浆体-黏土-聚羧酸减水剂体系中的作用机理。结果表明,随抗泥剂掺量的增加,胶砂扩展度经时损失减小、抗压强度提高,抗泥剂掺量为黏土质量的8%(折固)时,含4%蒙脱土、高岭土水泥胶砂的抗压强度分别提高了25.0%、21.2%;掺入2.4%抗泥剂时,蒙脱土和高岭土的体积防膨胀率分别为86%、91.8%;掺入1.6%抗泥剂时,黏土的吸水量明显减小,表明竞争吸附为抗泥作用中的关键。     

两性新型抗泥型聚羧酸减水剂合成与性能研究

为解决因砂石含泥量高所导致的混凝土各项性能下降的问题,研究合成了一种两性新型抗泥型聚羧酸减水剂,并对其抗泥性能展开深入剖析。具体以异丁烯基聚乙二醇(HPEG)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,过氧化氢(H₂O₂)/抗坏血酸(Vc)为引发剂,3-巯基丙酸(3-MPA)为链转移剂,采用氧化-还原引发体系聚合反应合成。重点研讨了掺入两性新型抗泥型聚羧酸减水剂混凝土流动性以及抗压强度随含泥量和时间变化的影响。研究结果表明：经与市场现售的其他抗泥型聚羧酸减水剂相比,MDH-A-MV-1型两性抗泥型聚羧酸减水剂在较高含泥量情况下阻泥效果更好。随着含泥量和时间的不断增加,掺两性新型抗泥型聚羧酸减水剂的混凝土流动性逐渐减小,抗压强度呈先增后降的趋势,且后期下降幅度较为平缓。     

抗泥助剂在混凝土中的性能研究

以蒙脱土代替砂石材料中的黏土，通过混凝土试验，研究砂中蒙脱土含量对掺聚羧酸系减水剂混凝土的初始坍落度和1 h坍落度的影响，研究抗泥助剂对含蒙脱土机制砂混凝土、含黏土机制砂混凝土和天然砂混凝土中聚羧酸高性能减水剂掺量的影响，以及过量抗泥助剂对混凝土抗压强度的影响。研究表明，抗泥助剂可以降低聚羧酸高性能减水剂在含蒙脱土机制砂混凝土、含黏土机制砂混凝土和天然砂混凝土中的掺量，过量的抗泥助剂不会对混凝土的状态和抗压强度带来不良影响。     

苯乙烯/环糊精聚羧酸减水剂的制备及抗泥性能研究

在异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)体系的基础上,通过降低体系酸醚比并引入苯乙烯(ST)及马来酸-β-环糊精(MAH-β-CD)类单元,研制了苯乙烯/环糊精型聚羧酸减水剂。实验结果表明,该材料表现出了良好的抗泥性能,当膨润土掺量为2%,减水剂折固掺量为0.16%时混凝土减水率仍可达27.7%,60 min内坍落度基本无损失。     

磷化型混凝土抗泥剂的合成及性能研究

针对砂石含泥量高会对掺聚羧酸减水剂混凝土产生的负面影响,选用马来酸酐（MA）和磷酸盐（PPs）为单体,过硫酸铵（APS）为引发剂,合成了一种能够抑制混凝土细集料中泥土副作用的抗泥剂KN-P,最佳合成条件为：n(MA)∶n(PPs)=2.5∶1,催化剂、APS用量分别为MA质量的0.08%、8%,70℃滴加3.5 h,在80℃保温2 h。FTIR分析表明,合成的产物为含磷聚羧酸共聚物;净浆流动度试验表明,在减水剂折固掺量仅为0.10%,该抗泥剂掺量为0.08%时,掺10%泥土的水泥浆体初始和1 h流动度分别为292、295mm,混凝土1 h坍落度、扩展度分别为190、420 mm。表明该抗泥剂具有抑制高含泥量的细集料负面影响的作用。     

β-环糊精改性聚羧酸减水剂的制备与抗泥性能研究

利用β-环糊精(β-CD)与异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)形成包合物,并将β-CD引入聚羧酸减水剂侧链,合成β-CD改性聚羧酸减水剂,通过β-CD限制HPEG侧链的分子运动,减小膨润土对聚羧酸减水剂性能的影响。该改性减水剂的合成工艺与常规聚羧酸减水剂相近,无需对β-环糊精进行化学改性。净浆和混凝土试验结果表明,β-CD改性聚羧酸减水剂具有优异的分散性和抗泥效果,当β-CD用量为HPEG质量的5%时,改性聚羧酸减水剂(PCE5)的初始分散性和保坍性受膨润土的影响最小,抗泥效果最佳。     

聚羧酸减水剂用抗泥剂的研究

研究以泥土分散组分、泥土吸附组分和离子络合组分复配制得聚羧酸减水剂用抗泥剂。通过砂浆试验对各组分的种类进行了筛选,优选出泥土分散组分CA,泥土吸附组分PEG-2000,离子络合组分β-CD;进一步通过正交试验确定了各组分的最佳配比为m(CA)∶m(PEG)∶m(β-CD)=0.5∶2∶1.5。在混凝土骨料含泥量较大情况下,抗泥剂与聚羧酸减水剂复配效果明显优于单掺聚羧酸减水剂的效果。     

抗泥型聚羧酸减水剂的研究(Ⅰ)——普通型

利用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、磷酸类功能性单体(PFM)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH),以过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应合成了抗泥型聚羧酸减水剂。研究了掺该减水剂的水泥净浆和混凝土的性能,并采用凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)和总有机碳分析测试(TOC)对减水剂的抗泥机理进行了研究。结果表明,经PFM和β-CD-MAH改性后的减水剂具有明显的抗泥保坍效果,并能有效改善含泥混凝土的工作性和长期性能。     

一种磷酸酯类抗泥保坍聚羧酸减水剂的合成及应用

通过自由基反应在合成聚羧酸减水剂时引入抗泥保坍单体,合成一抗泥保坍聚羧酸减水剂。通过不同抗泥单体对比合成试验表明,采用自制含磷酸酯抗泥单体时所合成的磷酸酯类聚羧酸减水剂具有更佳的抗泥保坍性能。通过在不同含泥量下的净浆、砂浆和混凝土试验,将合成减水剂与市售保坍型聚羧酸减水剂的性能进行对比,结果显示,所合成的减水剂具有优异的抗泥、保坍效果,且对混凝土有一定的增强作用,可在一定程度上降低高含泥量带来的负面影响。     

微波辐射β-环糊精改性APEG型聚羧酸减水剂合成

以烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、马来酸酐-β-环糊精共聚物、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠为原料,在引发剂过硫酸铵作用下,经微波辐射制备出含β-环糊精结构的醚类侧链型聚羧酸减水剂。结果表明,β-环糊精改性聚羧酸减水剂具有较好的分散、缓凝和增强作用,当减水剂掺量为0.5%时,水泥净浆初始流动度达325 mm,水泥的初凝、终凝时间差分别为202 min和420 min,水泥胶砂7 d、28 d抗压强度比分别为124.6%和121.4%。     

微波作用下β-环糊精改性酰胺型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

β-环糊精为大体积立体空腔构型,兼具外缘亲水、内腔疏水特性,经马来酸酐酯化改性后,结合酰胺型聚羧酸减水剂高性能优势,采用微波辐射技术制备出含β-环糊精侧基的酰胺型聚羧酸减水剂。通过水泥净浆流动度测试表明,在pH值7~11之间β-环糊精改性酰胺型聚羧酸减水剂(MPC)具有较好的耐碱性质;与无β-环糊精侧基的酰胺型聚羧酸减水剂相比,MPC在水泥颗粒表面吸附性强,当掺量为4 g/L时,体系Zeta电位绝对值达41.2 mV,具有较好的静电斥力效应,产品分散性能良好,且减水剂掺量0.5%时,砂浆减水率为34.3%;经MPC性能测试表明,β-环糊精改性酰胺型聚羧酸减水剂兼有缓凝和高效减水效能,与空白样相比,掺量0.3%、0.5%对应的7、28 d抗压强度分别增强了24.6%、37.2%、30.5%、31.4%,说明减水剂对水泥试块后期强度增强显著;并借助红外光谱和扫描电镜技术,依据减水剂分子构效原理,探究了减水剂相关作用机理,以为后期高性能聚羧酸减水剂的开发提供理论基础。     

抗泥型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以顺丁烯二酸酐(MAH)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG-2400)、丙烯酸羟丙酯、对苯乙烯磺酸钠等为主要原材料,通过自由基共聚反应,制备得到了抗泥型聚羧酸减水剂(KN-PC)并对其进行性能分析。试验结果表明,在砂石骨料不含泥时,KN-PC的减水分散能力与普通聚羧酸减水剂接近;而在砂石骨料含泥较大时,KN-PC的减水和保坍性能均优于普通的聚羧酸减水剂,能有效地改善含泥量对聚羧酸减水剂性能的影响。     

降冰片烯二酸酐改性抗泥型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

采用降冰片烯二酸酐以不同的摩尔比对聚醚(GPEG)的侧链进行改性,合成抗泥型聚羧酸减水剂XM-1和XM-2,使聚羧酸减水剂的侧链结构不易被黏土的层间结构吸附。试验结果表明:合成减水剂XM-1和XM-2在蒙脱土、伊利土、高岭土等3种黏土中均不被吸附;其中XM-1对水泥净浆的分散性良好,XM-2几乎无分散效果;在砂子含泥量为12%的混凝土体系中,普通聚羧酸减水剂需提高到1.69倍的掺量才能与含泥量为0的混凝土体系达到相同的坍落度和扩展度,而对于XM-1则无需提高掺量。     

聚羧酸减水剂与黏土调节剂的复配技术研究

选用无机类和有机类化合物为黏土调节剂与聚羧酸减水剂进行复配,以增强其抗泥性能。试验结果表明,四甲基溴化铵(TAB)抗泥效果最优。在膨润土掺量为2%时,掺加5.0×10~(-4) mol的TAB可使水泥净浆流动度增大11.1%、混凝土坍落度增大19%。有机碳吸附(TOC)测试结果表明,膨润土对TAB的吸附量最高,可达到32 mg/g。     

含泥量对聚羧酸减水剂性能的影响研究

本文研究了砂子中不同的含泥量对掺聚羧酸减水剂的胶砂性能和混凝土性能的影响。由试验可知,聚羧酸减水剂对混凝土中砂子含泥量十分敏感,砂子中的含泥量对混凝土的影响是很大的,从混凝土工作性能来说,它影响了混凝土的坍落度及坍落度损失,从混凝土的力学性能来说,当砂子含泥量超过3%就会对混凝土强度有影响。目前还没有一种有效的办法来解决此问题,只能通过提高聚羧酸减水剂的掺量来解决,但提高了聚羧酸减水剂的掺量同时也提高了每方混凝土的成本。     

含泥量对聚羧酸减水剂性能的影响研究

本文研究了砂子中不同的含泥量对掺聚羧酸减水剂的胶砂性能和混凝土性能的影响。由试验可知,聚羧酸减水剂对混凝土中砂子含泥量十分敏感,砂子中的含泥量对混凝土的影响是很大的,从混凝土工作性来说,它影响了混凝土的坍落度及坍落度损失,从混凝土的力学性能来说,当砂子含泥量超过3%就会对混凝土强度有影响。目前还没有一种有效的办法来解决此问题,只能通过提高聚羧酸减水剂的掺量来解决,但提高了聚羧酸减水剂的掺量同时也提高了每方混凝土的成本。     

一种抗泥型聚羧酸高性能减水剂的研制

根据聚羧酸减水剂分子结构可设计性强的特点,在母液合成过程中引入合适的抗泥官能团,接枝到分子侧链上,以减少泥土对聚羧酸分子的吸附.同时在减水剂复配过程中,加入合适的抗泥牺牲剂,制备出抗泥型聚羧酸高性能减水剂SN-KN.试验结果表明,在高含泥量的砂石骨料混凝土中,SN-KN具有更高的混凝土分散性和保坍性,并对强度有所提升,...     

低品质砂对聚羧酸减水剂性能影响及改善措施研究

通过总有机碳吸附试验,初步探究影响砂浆流动性的原因,再结合荧光、XRD和SEM,对具代表性的骆马湖砂黏土矿物成分进行分析,并研究其改善措施及开发抗泥剂。结果表明,聚羧酸减水剂主要被骆马湖砂黏土矿物中蒙脱土大量吸附,这类型砂会严重降低聚羧酸减水剂的塑化性能;提高水胶比和减水剂掺量均能明显增加砂浆的流动性;开发出的两款抗泥剂KNJ-1和KNJ-2均能增大砂浆流动性,降低砂浆的流动度经时损失,可全过程发挥作用;同时,KNJ-1+KNJ-2具有良好的协同效果,"隔离与阻止"共同作用下好于单独使用的效果。     

AMPS改性聚羧酸减水剂性能研究

引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙稀磺酸（AMPS）合成磺酸盐官能团改性聚羧酸减水剂A-PCE。通过水泥净浆和水泥胶砂流动度试验研究了A-PCE减水剂的分散能力,由特征黏度试验研究了A-PCE系列减水剂的相对分子量变化规律,基于小角度XRD法研究了其在蒙脱土表面的吸附方式。结果表明：与未改性PCE相比,改性A-PCE减水剂的分散能力有所提高,当AMPS为丙烯酸AA的60%时,制备的减水剂具有最优的流动度保持能力与良好的水泥适应性,对蒙脱土的吸附形式为表层吸附,具有较强的抗泥能力。     

抗泥型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

传统聚羧酸减水剂(PC)对混凝土骨料中的泥土非常敏感,少量泥土会使PC分散性能大幅降低。通过高分子结构设计理论,合成了一种新型的抗泥型聚羧酸减水剂。通过水泥净浆流动度、砂浆流动度及混凝土试验测试表明,所制备的抗泥型聚羧酸减水剂在不含泥的情况下,其分散效果和传统减水剂相当;但在骨料含泥的情况下,其分散效果明显优于传统减水剂,不仅减水剂掺量降低,而且改善了混凝土的性能。