三种改性三聚氰胺减水剂的合成与性能

在传统三聚氰胺系减水剂合成单体中,进一步分别引入共缩聚单体对氨基苯磺酸、对羟基苯甲酸或水杨酸,制得3种改性三聚氰胺减水剂.通过FT-IR表征了减水剂结构,测试了掺减水剂后水泥水化物颗粒表面的Zeta电位,并对掺减水剂的水泥净浆性能和混凝土性能做了评价.结果表明:由于3种改性三聚氰胺减水剂结构中分别引入了-OH(或-COOH)、-NH2、-SO3-基团,使其掺加后水泥水化物颗粒表面的Zeta电位具有更高的负值,以及具有较高的减水率及混凝土保坍性能.     

含膦基聚羧酸减水剂的合成及性能研究

在聚羧酸减水剂分子主链上插入磷酸基官能团不但可以提高减水剂的减水率,而且能改善减水剂保坍性和适应性。通过正交试验,采用次亚磷酸钠(SHP)-过硫酸铵氧化还原引发体系,以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)及丙烯酸(AA)为单体,通过自由基聚合反应,合成有机磷类聚羧酸系高性能减水剂。其最佳聚合工艺参数为:反应温度60℃,m(HPEG)∶m(AA)=12,过硫酸铵、链转移剂SHP用量分别为HPEG质量的1.0%、0.8%。红外光谱分析和性能测试结果表明,所制备的膦基醚类聚羧酸减水剂(HPCE-3),在结构上引入了磷酸根基团,对水泥具有良好的分散性能,具有较高的减水率。     

缓释型聚羧酸减水剂的常温合成及其性能评价

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸、缓释功能单体三元共聚体系,在氧化还原引发体系下常温合成了一种缓释型聚羧酸减水剂(PCE),探讨了缓释功能单体种类、反应温度、酸醚比、缓释功能单体BM3等对其性能的影响。结果表明,该缓释型PCE的最佳合成工艺为:缓释功能单体选用羧酸某羟丙基酯(BM3),起始反应温度10～35℃,酸醚比1.8,n(BM3)∶n(TPEG)=5;掺该PCE的混凝土坍落度3 h无损失,保坍性能优于市售同类产品SK-10B。     

磷酸酯基团改性聚羧酸减水剂的合成与抗高岭土性能研究

以乙醇胺与磷酸进行酯化反应制得乙醇胺磷酸酯,再与马来酸酐进行开环反应制得磷酸酯改性单体MA-POE,并进一步与丙烯酸(AA)及异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)进行水溶液自由基共聚合成磷酸酯基团改性聚羧酸减水剂。考察了AA、磷酸酯单体及TPEG三者比例、引发剂用量、催化剂用量等对减水剂分散性的影响,并与市售普通聚羧酸减水剂的抗高岭土性能进行了对比。结果表明,当n(AA)∶n(磷酸单体)∶n(TPEG)=4∶1∶1,双氧水用量为单体总物质的量的4%,n(抗坏血酸)∶n(双氧水)=0.50时,合成的减水剂分散及分散保持性能较优,对高岭土的敏感性优于市售减水剂,这主要源于其对高岭土的吸附作用更小。     

HX聚羧酸系减水剂性能研究

在2000L反应釜中,由工业级甲基丙烯酸、聚乙二醇单甲醚、催化剂、阻聚剂合成大单体,然后再与单体AP、甲基丙烯酸共聚合成HX聚羧酸混凝土减水剂,并对HX聚羧酸减水剂进行水泥混凝土性能试验.试验结果表明:工艺合成的HX聚羧酸减水剂质量稳定,碱含量低,具有高减水率,掺量1%减水率可达到27.5%,优于进口聚羧酸减水剂、国产PC;与萘系减水剂相比,HX聚羧酸减水剂可以明显降低混凝土成本0.5～4.5元/m3.     

氰基改性聚羧酸减水剂的合成与性能研究

采用氧化还原引发体系,以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)和丙烯腈(AN)为单体,合成了氰基改性聚羧酸减水剂,其最佳合成条件为:n(AA)∶n(TPEG)=4∶1,n(氧化剂)∶n(还原剂)=4∶1,AN对AA的摩尔替代量为7%,巯基乙酸用量为单体总质量分数的0.4%,反应温度为45℃,巯基乙酸和还原剂混合溶液滴加时间为1.5 h,保温时间为2 h。相比于未改性的聚羧酸减水剂(PCA1),改性后的聚羧酸减水剂(PCA2)减水率提高2.2~4.6个百分点,硬化混凝土各龄期强度增长更好。     

抗泥型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

聚羧酸减水剂（PCE）中的PEO侧链对黏土非常敏感，而骨料中难免会掺杂较多黏土，尤其是钠基膨润土。通过自由基聚合在PCE的分子结构中引入抗泥功能单体全氟辛基三乙氧基硅烷，合成一种抗泥型聚羧酸减水剂（PCE-c）。通过红外光谱分析表征了PCE的分子特征；通过红外光谱、热失重分析、XRD等分析表征了PCE在黏土上的吸附能力；通过净浆、混凝土等试验，评价了PCE对混凝土性能的影响。结果表明，与市售抗泥保坍型聚羧酸减水剂相比，合成的PCE-c具有更优的保坍效果，在钠基膨润土表面的吸附量更少，对水泥具有更好的吸附性和分散性。     

脂肪族减水剂的合成优化试验研究

采用单因素分析方法,对脂肪族减水剂的主要合成工艺参数进行优化试验研究及性能测试,确定了最佳合成工艺参数为:n(甲醛)∶n(Na HSO3)∶n(Na2S2O5)∶n(丙酮)=2.0∶0.5∶0.2∶1.0,反应温度为90℃,反应时间为4 h。与市售脂肪族减水剂的性能相比,掺加自制脂肪族减水剂的混凝土减水率提高了2.2~3.3个百分点,混凝土3、7、28 d抗压强度提高了5%~10%。     

超高减水型聚羧酸减水剂的合成及其在UHPC中的应用研究

通过研究不同因素合成的PCE对超低水胶比水泥体系分散性能的影响，确定超高减水型PCE CJ-1的最优合成工艺，对该PCE进行GPC、表面张力和吸附量测试，并研究了该PCE在UHPC中的应用性能。结果表明，酸醚比为5.0,MAEG和ME用量分别为单体总质量的6.0%、0.5%,A、B液滴加时间分别为180、200 min条件下合成的CJ-1具有合理的分子质量分布和较低的表面张力，在水泥颗粒表面的吸附量更多，减水率达到44%。掺CJ-1的UHPC具有优异的流动性和较短的T₅₀₀时间，且不影响强度发展。     

早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

利用自由基聚合的方法制备了一种具有长侧链"梳形"结构的适用于地铁管片的早强型聚羧酸减水剂。试验结果表明,当酸醚比为4.5∶1.0,AM用量为10%时,合成的减水剂具有较好的综合性能。该早强型减水剂的减水率略低于普通型聚羧酸减水剂,但其早强效果优于普通聚羧酸减水剂及另外2种市售的早强型聚羧酸减水剂,其适用于地铁管片的生产,且混凝土施工性能良好,早期强度发展快,可满足施工要求。     

养护条件对含SAP高性能水泥基材料强度的影响

高性能水泥基材料的低水胶比使胶凝材料水化非常有限,而外界条件变化会影响体系中含水量及性能发展,这在超高性能混凝土更为明显。采用自然养护、水养、密封养护以及后期短暂水养护,研究了养护方式对水胶比为0.18~0.24的高性能水泥基材料强度的影响,并进一步分析SAP粒径的影响。结果发现:SAP有效消除SAP孔对相同初始水胶比砂浆强度的不利影响,尤其在自然养护下;后期遇水时失水SAP重新吸水,可以弥补早期水养时间不足的缺陷,保证强度进一步增加,且SAP掺量越大,弥补效果越明显。因此,低水胶比水泥基材料早期水养时间较短时,后期短暂的水养非常必要,尤其掺入SAP时。     

高性能减水剂配制超高性能混凝土的试验与应用

主要介绍聚羧酸KJ-JS高性能减水剂的主要性能,配制C50～C100超高性能混凝土(UHPC)的试验与应用.试验结果表明:选用质量优良的常规材料,用300kg/m3水泥(粤秀P·II 42.5R,下同)与50%左右的掺合料可配制C80～C90 HPC,28 d强度达102～110MPa;370kg/m3水泥与37%掺合料配制C90 HPC,坍落度与扩展度保持近4 h,28 d强度达104 Mpa;370～400 kg/m3水泥与35%～37%的掺合料配制C100HPC,28d强度达115MPa.现已在432m高的国内在建第二高楼广州西塔与世界最高(610m)的广州新电视塔,以及客运专线等重大工程150多万m3 C25～C100HPC工程中广泛应用.在广州西塔C70～C100HPC工程应用表明:用560(水泥410)～635(水泥430)kg/m3胶凝材料,可配制出28d平均强度达84～112.7MPa满足工程要求的高性能混凝土.目前主楼已达到200m以上,用量已超过2万m3.如此大批量超高性能混凝土的应用在国内尚属首次.     

高性能混凝土及其矿物细掺料

高性能混凝土将主宰２１世纪的混凝土工程,它为今后水泥与混凝土工业的可持续 了一条有效途径。细掺料是高性能混凝土的主要组成材料,当前使用较多的是矿渣粉细掺料以及优质粉煤灰、硅灰与沸石粉,而复合是材料进化的主要途径之一,轻质与低热高性能混凝土等构想可能成为混凝土新的发展方向。     

绿色高性能混凝土与科技创新

水泥与水泥基材料科研近期宜在宏观，粗观，亚微观三个层次上进行，波特兰水泥与常规混凝土存在着持续发展的问题，生产1t熟料水尼同时排放1t左右的CO2，中国水泥与混凝土需量猛增，形势更为严峻，因此，提出发展绿色高性能混凝土，并扩大其应用范围，从宏观，粗观，亚微观三个层次说明开发GHPC（green high performance concrete)对中国和世界的重要意义。     

C100高性能混凝土的研究

研究并揭示了各种掺合料对混凝土性能的影响,以极低的水泥用量(308kg/m3)配制出C100高性能混凝土,并对在高温状态下的水化产物进行了微观探索.     

高性能复合超细粉混凝土配制及桥梁工程应用

结合山东滨州新秦口河桥梁工程，研究了高性能复合超细粉混凝土的制备、拌合物性能、力学性能和耐久性，指出超细粉的应用，有效地改善混凝土的长期性能和耐久性。     

新型UHPC应力-应变关系研究

通过对不掺硅灰的新型超高性能混凝土的单轴压缩和单轴拉伸试验研究,获得了UHPC轴压应力-应变曲线和轴拉荷载-位移曲线。试验表明相比普通混凝土,UHPC轴压应力-应变曲线具有较长的线性段,UHPC具有良好的受压变形性能;UHPC开裂后裂缝间的钢纤维开始发挥作用,轴拉应力随裂缝宽度的增大和钢纤维的拔出而逐渐减小。基于试验并结合已有研究成果,建立了UHPC单轴受压和单轴受拉的本构方程,可供设计参考。     

超高性能混凝土单轴受压应力-应变关系研究

采用刚性辅助架法获得了稳定的超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concretes,UHPC)的受压应力-应变全曲线.试验结果表明UHPC具有良好的受压变形性能;重复加载下UHPC的包络线与单调加载时的应力-应变曲线基本相同.基于试验结果建立了UHPC单轴受压本构方程,以及重复荷载作用下UHPC应力-应变全曲线方程,其结果与试验结果吻合较好.     

高性能混凝土发展简介

简要介绍高性能混凝土在我国发展现况和今后发展的主要动向     

混凝土矿物减水剂的概念、理论及其应用

细度适宜的某些矿物微粉具有强烈的减水作用 ,而且这种减水作用可以在化学减水剂 (超塑化剂 )无能为力的超低水灰比条件下发挥出来 ,因而在UHPC的制备中具有重要作用。由此 ,本文提出了混凝土矿物减水剂的概念 ,并研究了矿物减水剂的机理、模型和参数。在此基础上 ,研制了一些具有强烈减水作用的矿物微粉 ,利用这些矿物微粉以及广州地区容易获得的基他原材料 ,稳定地制备了坍落度大于 17cm、2 8天强度达 10 0— 12 8MPa的超高性能混凝土(UHPC)。