烯丙醇聚氧乙烯醚-马来酸酐型聚羧酸减水剂的合成工艺研究

以烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)、马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)为主要单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为链转移剂,共聚合成烯丙醇聚氧乙烯醚-马来酸酐型聚羧酸减水剂。通过正交试验,得到最佳合成工艺为:酸醚比n(AA)∶n(APEG)=3.5∶1,MAH与APEG摩尔比n(MAH)∶n(APEG)=1.25∶1,链转移剂用量m(SMAS)∶m(APEG)=2.0%,引发剂用量为m(APS)∶m(APEG)=1.0%,反应温度为80℃。混凝土测试结果表明,与同类产品相比,合成的聚羧酸减水剂掺量低,分散性好,坍落度损失小,抗压强度高,具有广泛的应用前景。     

环糊精改性聚羧酸系减水剂的制备与性能

以丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、马来酸酐接枝β-环糊精(MAH-β-CD)和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)为原料,通过水溶液自由基共聚制备了β-CD改性聚羧酸系减水剂(MPC)。考察了反应物摩尔比、引发剂用量、反应时间及反应温度对减水剂性能的影响。当单体摩尔比n(AA)∶n(MAS)∶n(MAH-β-CD)∶n(APEG)=5∶0.5∶0.1∶1、引发剂过硫酸铵(APS)用量为单体总质量的5%、反应温度为90℃、反应时间为5 h时,所得减水剂性能较好。应用结果表明,掺MPC后水泥净浆流动度可达306 mm、初凝时间为440 min、减水率达32.2%。SEM和强度测试结果表明,掺有MPC的水泥石的结构更加紧密匀质,孔洞更加微小,有利于混凝土后期结构的发展。     

一种三元共聚物阴离子表面活性剂的制备及在废纸脱墨中的应用

以油酸钠(Na OL)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料进行水溶液自由基聚合,合成了Na OL-AASMAS型三元共聚物阴离子表面活性剂,并将其作为脱墨剂的化学成分用于废纸脱墨。以脱墨效果作为评判标准,考察Na OL-AA-SMAS的较佳合成工艺,并研究了其与非离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚(AEO9)复配的脱墨效果。对Na OL-AA-SMAS进行结构表征和物理化学性能测试,并将自制及复配脱墨剂与市售脱墨剂的脱墨效果进行对比。结果表明:当n(Na OL)∶n(SMAS)∶n(AA)=1∶1∶3,反应温度为85℃,反应时间为5 h,引发剂过硫酸铵(APS)用量为单体总质量的2.5%时,其脱墨效果较好;将Na OL-AA-SMAS与AEO_9复配,当m(Na OL-AA-SMAS)∶m(AEO_9)=2∶1时,再生纸张白度可达71.9%,残余油墨量为42.3 mm~2/m~2。     

微波作用下酰胺型聚羧酸减水剂的合成及其性能研究

在微波作用下,以自制活性大单体聚乙二醇丙烯酸酯(PEGAA)、马来酸酐(MAH)、丙烯酰胺(AM)及甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为主要原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,制备性能优异的酰胺型聚羧酸减水剂,考察各单体用量、微波功率、反应时间等因素对减水剂性能的影响。结果表明,合成酰胺型聚羧酸减水剂最佳工艺为:n(MAH)∶n(PEGAA)∶n(SMAS)=2.5∶1∶0.5,AM、APS质量分数分别为反应物总质量的9%和4%,微波功率300 W及反应时间25 min。与传统的水浴相比,该工艺高效、节能,产品性能优异,在聚羧酸减水剂掺量0.5%条件下,水泥净浆流动度达275 mm,砂浆减水率32.5%,且前期具有缓凝作用,后期对胶砂抗压强度增强显著,具有良好的工业应用前景。     

微波作用下酰胺型聚羧酸减水剂的合成及其性能研究

在微波作用下,以自制活性大单体聚乙二醇丙烯酸酯(PEGAA)、马来酸酐(MAH)、丙烯酰胺(AM)及甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为主要原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,制备性能优异的酰胺型聚羧酸减水剂,考察各单体用量、微波功率、反应时间等因素对减水剂性能的影响。结果表明,合成酰胺型聚羧酸减水剂最佳工艺为:n(MAH)∶n(PEGAA)∶n(SMAS)=2.5∶1∶0.5,AM、APS质量分数分别为反应物总质量的9%和4%,微波功率300 W及反应时间25 min。与传统的水浴相比,该工艺高效、节能,产品性能优异,在聚羧酸减水剂掺量0.5%条件下,水泥净浆流动度达275 mm,砂浆减水率32.5%,且前期具有缓凝作用,后期对胶砂抗压强度增强显著,具有良好的工业应用前景。     

粉煤灰-聚丙烯酸复合微凝胶对亚甲基蓝的吸附探究

以脱水山梨醇单油酸酯(Span-80)为分散剂,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性粉煤灰(FA)得到的功能化粉煤灰乳液(org-FA)为单一交联剂,利用反相悬浮聚合法,以过硫酸铵(APS)作引发剂,将丙烯酸(AA)单体成功接枝聚合制备粉煤灰-聚丙烯酸(FA/PAA)复合微凝胶,将其应用于亚甲基蓝(MB)染料废水的处理,从而实现“以废治废”.实验结果表明,FA/PAA复合微凝胶吸附亚甲基蓝的性能优于org-FA.FA/PAA微凝胶最佳制备条件:org-FA乳液与AA质量比1∶4,Span-80占水相质量3％,APS占AA质量1.5％,油水比2∶1,吸附时间90 min,原水pH值,室温下MB脱色率可达90％以上,说明FA/PAA在染料废水治理中有潜在的应用前景.     

MAPS四元共聚物硅垢防垢剂的合成与评价

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、聚乙二醇(PEG)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料,采用水溶液聚合法得到了一种四元共聚物(MAPS)硅垢防垢剂。通过单因素实验并以硅垢防垢率为评价指标来确定共聚物最佳合成条件:单体总质量分数为30%,n(MA)∶n(AA)∶n(SMAS)∶n(PEG)=1∶1∶0.4∶0.03,引发剂投加量为8%,反应温度为85℃,反应时间为3 h。在防垢剂加量为100 mg/L时,硅垢防垢率为76%;在防垢剂投加量为60 mg/L时,碳酸钙垢防垢率为91%。     

马来酰亚胺系减水剂的制备与作用机理的研究

以过硫酸铵(APS)为引发剂,马来酸酐(MAH)、自制N-聚乙二醇单甲醚-N’-氨基甲酰马来酰亚胺(MPNCM)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为聚合单体,合成N-聚乙二醇单甲醚-N’-氨基甲酰马来酰亚胺-甲基丙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物(SP)。通过FTIR谱图对SP结构进行表征。以净浆流动度为指标,考察了引发剂用量、反应温度、n(MAH)/n(SMAS)摩尔比和n(MPNCM)/n(SMAS)摩尔比对净浆流动度的影响,并以净浆流动度、Zeta电位和吸附量为指标,探讨了马来酰亚胺系减水剂的作用机理。实验结果表明,最佳反应条件为n(MPNCM):n(SMAS)为1.2,n(MAH):n(SMAS)为5.0,引发剂用量0.15%(质量分数,下同)和反应温度为60℃;其分散机理主要是由于减水剂分子定向吸附在水泥颗粒表面,水泥颗粒表面形成双电子层,并在静电排斥作用下使水泥颗粒分散。     

马来酰亚胺系减水剂的制备与作用机理的研究

以过硫酸铵(APS)为引发剂,马来酸酐(MAH)、自制N-聚乙二醇单甲醚-N’-氨基甲酰马来酰亚胺(MPNCM)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为聚合单体,合成N-聚乙二醇单甲醚-N’-氨基甲酰马来酰亚胺-甲基丙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物(SP)。通过FTIR谱图对SP结构进行表征。以净浆流动度为指标,考察了引发剂用量、反应温度、n(MAH)/n(SMAS)摩尔比和n(MPNCM)/n(SMAS)摩尔比对净浆流动度的影响,并以净浆流动度、Zeta电位和吸附量为指标,探讨了马来酰亚胺系减水剂的作用机理。实验结果表明,最佳反应条件为n(MPNCM):n(SMAS)为1.2,n(MAH):n(SMAS)为5.0,引发剂用量0.15%(质量分数,下同)和反应温度为60℃;其分散机理主要是由于减水剂分子定向吸附在水泥颗粒表面,水泥颗粒表面形成双电子层,并在静电排斥作用下使水泥颗粒分散。     

三元共聚醚类聚羧酸减水剂的合成及性能研究

采用自由基聚合的方法合成醚类聚羧酸减水剂,以烯丙基聚乙二醇（APEG）、马来酸酐（MA）、甲基丙烯磺酸钠（SMAS）为单体,在引发剂过硫酸铵（APS）的作用下共聚合成。分析研究了合成条件对水泥净浆分散性和分散保持性的影响规律。结果表明在80℃,反应6h,单体配比n（MA）∶n（APEG）∶n（SMAS）=3∶1∶（0....     

PEGMMA-MA-IA-SMAS四元共聚减水剂的合成研究

以PEG(聚乙二醇)、MA(马来酸酐)、IA(衣康酸)和SMAS(甲基丙烯磺酸钠)为共聚单体,制备PEGMMA(马来酸聚乙二醇单酯)-MA-IA-SMAS四元共聚减水剂;然后将其用于混合土配方中,并以水泥净浆流动度为考核指标,采用单因素试验法优选合成减水剂的最优方案。结果表明:当减水剂中n(PEG)∶n(MA)∶n(IA)∶n(SMAS)=1∶3.8∶0.5∶1.0、酯化温度为105℃、酯化时间为4 h、w(引发剂)=12.5%(相对于单体总质量而言)、w(催化剂)=4%(相对于PEG和MA总质量而言)、聚合温度为80℃和聚合时间为7.5 h时,合成的减水剂和改性混凝土[w(减水剂)=0.33%]具有相对较好的综合性能;此时,水泥净浆初始流动度(278 mm)相对最大,并且混凝土减水率为28.6%、含气量为2.1%以及28 d压缩强度为49.6 MPa。     

CoFeMgAl-LDHs/CNTs复合材料对水泥水化及微观结构的影响

通过进行水化热测试、非蒸发水含量测试、X射线衍射分析、扫描电镜分析、压汞测试及强度试验,研究了钴铁镁铝水滑石-碳纳米管复合材料(CoFeMgAl-LDHs/CNTs)对水泥水化过程、硬化水泥净浆孔结构及强度的影响。结果表明,CoFeMgAl- LDHs/CNTs复合材料通过成核作用显著提升了水泥3 d内的水化程度,从而显著提高了水泥净浆3 d内的抗压强度,3 d后强度提高效果逐渐减小,7 d后复合材料对硬化水泥浆体强度没有明显的提高作用。掺入CoFeMgAl-LDHs/CNTs复合材料的水泥净浆与空白净浆相比,胶凝孔和毛细孔含量明显增多,大孔含量有所降低,同时复合材料的桥联作用进一步优化了水泥净浆的微观结构,从而提高了水泥基体薄弱部位的应力承载能力。因此在同一龄期,复合材料掺入后硬化水泥净浆的强度有所增大。由于复合材料掺量的变化对孔径分布没有明显的影响,改变复合材料的掺量对同龄期硬化水泥净浆强度提升影响较小。     

沸石粉对硫铝酸盐水泥水化行为的影响机理研究

研究了沸石粉对硫铝酸盐水泥浆体流动度、凝结时间和抗压强度的影响规律,并通过自收缩、电阻率和XRD测试分析了沸石粉在硫铝酸盐水泥水化行为中的作用机理。结果表明,掺入沸石粉后水泥浆体的流动度明显降低,凝结时间显著延长,且延长时间随掺量的增大呈先增大后减小的趋势。当沸石粉掺量为5%~15%(质量分数)时,硬化水泥浆体的1 d、3 d、7 d抗压强度均有显著提高;沸石粉掺量为10%时,水泥浆体3 d、7 d、28 d的强度增长幅度最大,和空白组相比,分别增长了21.6%、13.9%和5.4%。掺入沸石粉后水泥浆体的24 h电阻率显著增大,硬化浆体的7 d自收缩减小,且在相同龄期时,硬化浆体的自收缩随沸石粉掺量的增大而减小。XRD分析显示沸石粉的掺入能有效促进硫铝酸盐水泥的水化,有利于1 d、3 d和28 d龄期内钙矾石的形成。     

高温条件下G级油井水泥原浆及加砂水泥的水化和硬化

利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了80～240℃温度范围内温度、硅砂对G级油井水泥水化硬化的影响,检测和分析了硬化体的水化产物、微观结构和强度,揭示了水化产物组成、微观结构及硬化体抗压强度的变化特点.结果表明:当养护温度超过110℃时,不添加硅砂的水泥原浆的主要水化产物由CSH(Ⅱ),C2SH2,C3S2H3转变为C2SH,硬化体微观结构由三维网络状结构转变为板快状或团块状结构,原浆水泥石抗压强度随温度升高而降低;在相对较高的温度条件下,添加硅砂的水泥主要水化产物则分别转变为C5S6H5,C6S6H(>150℃),C5S5A0.5H5.5,C3.2S2H0.8及其他类型的水化硅酸钙晶体,硬化体的微观结构相应地变为纤维网状、粗框架、短平行针状及团块状,在温度为100～150℃范围时,添加硅砂的水泥硬化体抗压强度随温度升高而增加,而在温度为150～240℃范围时.抗压强度随温度升高而降低.对于温度超过120℃的深井,合理的硅砂加量为30%～40%.     

马来酸型聚羧酸水泥减水剂的合成及性能

从环氧氯丙烷生产的工业下脚料出发经分馏得到的烯丙基氯与焦亚硫酸钠反应生成了烯丙基磺酸钠。以烯丙基磺酸钠、丙烯酸、马来酸聚乙二醇单酯为原料,过硫酸铵为引发剂合成了减水剂,采用正交实验考查了原料的配比。最佳条件为:烯丙基磺酸钠、丙烯酸、马来酸聚乙二醇单酯的摩尔比为7∶2∶10;引发剂用量3.2%;反应时间5h;聚合温度80℃。在优化条件下初始净浆流动度可达271mm,90min后仍有246mm。     

Properties and microstructure of the hardened alkali-activated red mud-slag cementitious material

A new kind of alkali-slag-red mud cementitious (ASRC) material, with both high early and ultimate strength and excellent resistance against chemical attacks, has been developed by the introduction of composite solid alkali activator into slag-red mud mixture system. Tests on strength development and other properties such as resistance against carbonation, simulated seawater, diluted acid, sulfate solution and freeze and thaw cycles of the ASRC cement were carried out and the results were reported in this paper. Meanwhile, the microstructure of the hardened ASRC cement paste, such as porosity and pore size distribution, and morphological characteristics of the resultant cement stone were also analyzed with the aid of MIP, SEM, etc. The results showed that the hardened cement paste had almost integrated and very compacted structure, more appropriate pore structure and less coarse crystallized products, which were believed to be the physical reasons for its high early and ultimate strength and good resistance against chemical attacks.     

Hydration products of alkali-activated slag-red mud cementitious material

A new kind of alkali-slag-red mud cementitious material, abbreviated as ASRC, with both high early and ultimate strength and excellent resistance against chemical attacks has been developed by the application of composite solid alkali activator into slag-red mud mixture system. The hydration products of this cement at ambient temperature have been investigated by means of XRD, IR, TG-DTA, TEM, EDXA, etc. The results showed that the hardened cement paste was mostly consisted of C-S-H gel, being very low in Ca/Si ratio, very fine in size and extremely irregular in its shape. Neither Ca(OH)₂ and AFt, which are usually present in the hardened Portland cement paste, nor zeolite-like products have been detected. These characteristics are considered to be the chemical reasons for the high early and ultimate strength and good resistance against chemical attacks of the hardened ASRC cement paste.     

粉煤灰水泥硬化浆体微结构的交流阻抗研究

采用交流阻抗方法对掺有粉煤灰的水泥硬化浆体的微结构及对不同龄期粉煤灰水泥硬化浆体的交流阻抗参数和硬化水泥浆体微结构的关系、抗压强度进行了研究,并与纯硅酸盐水泥体系进行了比较。结果表明,与纯硅酸盐水泥相比,粉煤灰水泥水化后期的水化程度较高,浆体总孔隙率较低。     

改性木素磺酸盐泵送剂GCL1-3的制备及性能研究

通过研究缓凝高效减水剂GCL1与保水剂、引气剂的配伍性能 ,研制了混凝土泵送剂GCL1- 3。GCL1与保水剂HEC、引气剂复配时 ,改善了水泥净浆的保水性能 ,提高了硬化水泥的早期及后期抗压强度。实验测试了GCL1- 3的水泥净浆流动度、减水率、流动度损失和抗压强度等性能。结果表明 ,当w (水 )∶w(水泥 ) =0 4∶1 0 ,w (GCL1- 3) =0 .5 %时 ,水泥净浆流动度可达2 30mm ,减水率达 18% ,且无离析现象 ;2h内流动度损失仅为 2 4% ,而掺FDN的净浆已经失去流动性 ;w(GCL1- 3) =0 .5 %时 ,水泥净浆硬化 3d、7d、2 8d的抗压强度比分别达 146 %、15 8%与148% ,均高于使用FDN