三乙醇胺与聚羧酸减水剂复配对混凝土性能的影响研究

采用三乙醇胺早强剂与聚羧酸减水剂进行复配,并研究其在低温环境下对混凝土性能的影响,为开发早强型聚羧酸减水剂进行探索。试验证明:采用三乙醇胺与聚羧酸减水剂复配使用可以有效提高混凝土在低温环境下各个龄期的强度,同时在一定掺量条件下对聚羧酸减水剂的减水、保坍效果影响不大。当聚羧酸减水剂掺量为1.8%时,三乙醇胺的适宜掺量为0.04%~0.06%。     

三乙醇胺对聚羧酸减水剂的改性协同效应

由于聚羧酸减水剂可延缓水泥的水化,使得水泥混凝土早期强度发展缓慢,限制了聚羧酸减水剂在预制混凝土以及寒冷气候等建筑物的使用。针对这个问题,采用三乙醇胺(TEA)与3种聚羧酸减水剂进行复配改性,旨在研究复配改性后的减水剂对水泥分散性、凝结时间、水泥试块强度等性能的影响。结果表明,TEA与聚羧酸减水剂复合使用后,显著提高了水泥试块的早期强度,不同程度地改变了水泥凝结时间,稍微降低了水泥分散性。与萘系减水剂相比,复合改性后的聚羧酸减水剂在水泥试块早强和分散性等方面有优势。     

聚羧酸系减水剂对铝酸盐水泥性能的影响

测定了自制聚羧酸高效减水剂不同掺量对铝酸盐水泥净浆扩展度、凝结时间及胶砂强度的影响,通过扫描电镜测试了水化产物的形貌,对聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥早期结构的作用机理进行了分析。结果表明:使用自制聚羧酸高效减水剂在适宜掺量时能显著提高铝酸盐水泥的净浆扩展度,并且具有良好的扩展度保持性能;标准稠度时,聚羧酸高效减水剂的掺入使铝酸盐水泥净浆的初凝时间略有延长,随掺量的增大会显著延长终凝时间;相同水灰比时,较低掺量聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度影响不大,掺量大于0.6%时,会显著降低铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度,但聚羧酸高效减水剂掺量不同,对铝酸盐水泥胶砂3d抗折强度和抗压强度影响不大。     

聚羧酸系高效减水剂对水泥水化性能的影响

通过对水泥水化过程的分析,阐述了减水剂对水泥水化过程的影响,聚羧酸系高效减水剂对水泥水化过程的影响因素及作用机理,与木钙、萘系减水剂相比,分子结构中含有羟基(-OH)、羧基(-COO-)、磺酸基(-SO3-)、聚氧乙烯基(-OCH2CH2-)等官能团的聚羧酸系高效减水剂更易抑制水泥初期水化并形成富钙保护层,延缓结构形成、降低化学收缩.     

水泥特性对聚羧酸减水剂适应性的影响

从水泥矿物成分、熟料中石膏品种、混合材、碱含量、细度、新鲜程度和温度等方面,分析了水泥对聚羧酸减水剂适应性的影响,并初步探讨了改善聚羧酸减水剂水泥适应性的方法,以期能够解决实际工程问题。     

两性型聚羧酸减水剂对早期水泥水化性能的影响

通过前期研究,制备了一种含氨基基团的两性型聚羧酸减水剂(MAALPC),测试了MAALPC对水泥水化速率的影响和抗泥性能。结果表明,MAALPC可推迟水泥水化速率峰值到来的时间,并具有较好的抗泥性能。通过紫外-可见分光光度和红外光谱分析,探讨了其对早期水泥水化的影响。     

聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能影响。测试了不同掺量的聚羧酸减水剂对于标准稠度用水量及凝结时间、胶砂强度、水泥胶砂干缩率、水化放热的影响,并利用XRD(X射线衍射仪)和SEM(扫描电子显微镜)进行微观结构的观察和分析。随着聚羧酸减水剂掺量的增加准稠度用水量逐渐减降低,凝结时间先减小后增大;胶砂强度胶砂的1、3、28 d抗折、抗压强度均先增大再减小;水泥胶砂干缩率随着聚羧酸减水剂的掺入,很大幅度的减小了水泥胶砂试件的干缩率;聚羧酸减水剂的掺入使普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的水化放热峰出现时间延后,且使初期的水化放热峰值提高。掺入减水剂会使水化产物增多,钙矾石结晶变粗壮,结构更加密实。     

聚羧酸高性能减水剂对水泥水化热的影响

开展了不同聚羧酸高性能减水剂对水泥性能的影响,尤其对水泥水化速率和水化热进行了测试与分析。不同聚羧酸高性能减水剂对水泥早期强度和早期水化放热产生显著影响,水泥水化放热与水泥强度存在显著相关性。可通过聚羧酸高性能减水剂的分子结构设计和优化合成工艺配制出早强型聚羧酸高性能减水剂,满足高早强预制构件的需要。     

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。     

硫酸盐对聚羧酸减水剂分散性能的影响

在胶凝材料中掺入不同类型的硫酸盐,采用净浆流动度、总有机碳（TOC）及ζ电位等试验,研究了硫酸盐种类及其掺量对不同结构聚羧酸减水剂分散性能的影响,探讨了硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性能的机理,并提出改善措施.结果表明：二水硫酸钙掺量达到胶凝材料质量的3.6%以上时,对不同结构聚羧酸减水剂的减水效果均有所降低.硫酸钠掺量对质量不同结构聚羧酸减水剂的净浆流动度均有很大影响,当其掺量为胶凝材料质量的1%时,相应浆体基本失去流动性;硫酸钠掺量为胶凝材料质量的3%时,溶液中有机碳的含量降低了23%;硝酸钡的加入能使溶液中的有机碳含量基本恢复到未掺硫酸钠时的程度,流动度得到改善.电泳试验表明：硫酸钠的加入对浆体ζ电位有很大影响,其掺量越高,ζ电位绝对值愈小,分散性愈差;当加入硝酸钡后,浆体ζ电位绝对值有较大提高.     

减缩型聚羧酸减水剂对水泥基材料收缩性能的影响

研发了一种减缩型聚羧酸减水剂,该减水剂在具有很好的减水分散性能的同时,又具有减缩、保坍能力强等功能。研究了通用型聚羧酸减水剂(polycarboxylate superplasticizer,PCE)及减缩型聚羧酸减水剂(shrinkage-reducing type polycarboxylate superplasticizer,SRPCE)对水泥基材料收缩性能的影响,包括水泥胶砂干燥收缩性能和水泥胶砂自由收缩性能。结果表明:减缩型聚羧酸减水剂可有效降低水泥胶砂的干燥收缩和自由收缩。     

酯醚型聚羧酸减水剂对硫铝酸盐水泥性能的影响

采用自由基聚合法合成了酯醚型聚羧酸减水剂(PCE)。红外光谱分析表明,该减水剂分子结构中同时含有酯型与醚型支链。在此基础上,研究了酯醚型PCE对硫铝酸盐水泥(CSA)性能及水化微观形貌的影响。结果表明,随着酯醚型PCE掺量的增加,CSA的标准稠度用水量逐渐减少,凝结时间延长,浆体流动度增大。与未掺PCE时相比,当酯醚型PCE掺量为0.6%时,标准稠度用水量减少38%,初、终凝时间分别延长15%、19%,浆体流动度达到最大值,CSA浆体流动度1 h经时损失率31%,2 h经时损失率为67%。由于酯醚型PCE对CSA浆体的缓凝作用,使CSA浆体中AFt晶体生长更均匀,晶体网络分布结构更密实,因此可显著提高CSA砂浆的后期强度。     

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。     

黏土对聚羧酸减水剂性能影响的研究进展

简要分析了聚羧酸减水剂与黏土的作用机理,并对近年来国内外聚羧酸减水剂在黏土耐受性方面的研究进行了总结。可以通过以下几种方式对聚羧酸进行设计与调节,提高聚羧酸减水剂对黏土的耐受性:增大侧链的空间位阻;引入特殊官能团或结构,如磺酸基、磷酸基、酰胺基、季铵阳离子等;引入不含聚乙二醇结构的聚醚。这些方法可以在一定程度上减弱黏土对聚羧酸减水剂的吸附,从而表现出对黏土的耐受性。同时对现阶段的研究中仍需解决的问题进行了归纳,并对未来聚羧酸减水剂在黏土耐受性方面的研究进行展望。     

阳离子接枝对聚羧酸减水剂性能的影响

采用单体异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC),以过硫酸铵和维生素C为引发剂,以巯基乙酸为链转移剂,在常温下制备了一种阳离子接枝聚羧酸减水剂。结果表明,DAC接枝后,增强了聚羧酸减水剂的分散保持性,并且混凝土各龄期的强度均有提高。     

高岭土对聚羧酸减水剂分散性能的影响

粘附在骨料表面的粘土是劣化聚羧酸减水剂(PCA)分散性能的关键因素。本文采用坍落度法、总有机碳分析仪研究了长江中下游地区常见的粘土矿物——高岭土对掺聚羧酸减水剂的混凝土流动度和吸附性能的影响规律。结果表明:高岭土造成聚羧酸减水剂分散能力的降低,总有机碳(TOC)的分析结果表明高岭土对聚羧酸减水剂的强烈吸附是造成其分散能力下降的根本原因。     

粘土对聚羧酸减水剂性能影响的研究

因为混凝土粗细骨料中粘土对聚羧酸系减水剂减水效果影响显著,该文研究了不同粘土含量对掺加聚羧酸减水剂的砂浆流动度,3d、28d抗压强度和抗折强度的影响。结果表明,当粘土含量为3%、6%及9%时,砂浆初始流动度分别比不掺粘土砂浆降低了20%、40%和52%,3d龄期时的抗压强度分别降了10.7%、17%和19.7%,28d龄期时的抗折强度分别降低了8%、14.6%和27%,试验结果说明了粘土的存在会降低聚羧酸减水剂的减水效果以及制备的砂浆抗压和抗折强度。     

功能单体对聚羧酸减水剂性能的影响

采用自由基聚合法,以丙烯酰胺（AM）、N,N二甲基丙烯酰胺（DMAA）和2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸（AMPS）作为功能单体,以不同摩尔比替代聚羧酸减水剂合成过程中小分子单体丙烯酸（AA）,合成一系列带有不同官能团的聚羧酸减水剂.采用傅里叶红外表征了减水剂的分子结构,通过测试掺有减水剂的水泥净浆流动度、减水剂在水泥浆体中的吸附量、水泥浆体的zeta电位及水泥水化热曲线,来研究不同主链官能团对减水剂各项性能的影响.结果表明：功能单体AM,DMAA,AMPS完全代替AA后,所合成的减水剂对水泥浆体的减水分散能力均有所减弱,甚至完全丧失;减水剂分子链所带负电荷越多,其在水泥浆体中吸附量越大;—SO-3对减水剂在水泥表面的吸附能力贡献小于—COO-,这主要是—COO-与Ca2+较强的络合作用所致;羧基是减水剂对水泥水化进程起到延缓作用的关键因素.     

浅析水泥特性对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响

从水泥熟料矿物成分、石膏的形态及掺量、水泥细度、碱含量等水泥特性入手,分析其对聚羧酸减水剂与水泥适应性的影响。另外,对改善聚羧酸减水剂的水泥适应性做了初步的探讨。     

聚羧酸高性能减水剂对水泥适应性研究

通过调整反应原料配比,合成了不同结构和不同分子量的聚羧酸高性能减水剂,并采用凝胶渗透色谱仪检测其重均分子量,用净浆流动度评价在不同产地水泥中的应用性能,研究了聚羧酸高性能减水剂对不同水泥的适应性。