脂肪族高效减水剂的吸附特征与作用机理

对比研究了脂肪族磺酸盐和萘系高效减水剂水溶液的表面张力、水泥-水-高效减水荆系统中水泥颗粒表面的动电电位及随时问的变化规律，以及2种高效减水荆在水泥颗粒表面的吸附量和吸附特征等物理化学现象，测定了脂肪族磺酸盐高效减水剂分子量分布和分子结构的官能团特征。在试验结果分析的基础上，提出了包括萘系高效减水剂在内的高分子表面活性剂在水泥颗粒上的吸附特征是多分子层吸附。在低浓度下，吸附曲线表现出Langiur吸附特征，但总的来说，高效减水剂在水泥颗粒上的吸附曲线更接近于双平台型（LS）曲线。     

减水剂在水泥-水界面的吸附现象

目的 研究水泥与减水剂在水介质中的一系列界面物理化学现象,分析水泥与减水剂的相互作用机理,确定系统中界面物理化学现象,指导混凝土外加剂的生产实践.方法 实验选用了萘系减水剂(UNF-5)、氨基磺酸盐系减水剂(AS)、聚羧酸系减水剂(PC-1,PC-2)4种减水剂和基准水泥,研究减水剂在水泥-水界面的吸附现象,通过吸附现象分析减水剂对水泥-水界面动电性质的改变,同时根据吸附量、ζ电位讨论减水剂对水泥净浆流动度的影响.结果 在吸附平衡时,吸附量由大到小排列为UNF-5＞AS＞PC-1＞PC-2.随着吸附量的增加,水泥颗粒表面ζ电位随之增大,最终导致水泥净浆流动度也随着增大.结论 减水剂在水泥-水界面的吸附等温线为双平台型(LS),属于多分子层吸附.阴离子型减水剂皆会通过静电斥力使水泥颗粒得到分散,其中氨基磺酸盐系减水剂和聚羧酸系减水剂通过静电斥力和空间位阻双重作用使水泥颗粒得到分散,从而使水泥的净浆流动度得到提高.     

ACS新型高效减水剂的研究(1)-减水剂的合成和其在水泥颗粒表面的吸附

根据聚合物分子设计原理,通过乙烯类单体的自由基溶液共聚合制备了分子链中含阴离子基团和支链的共聚物,制备了对水泥颗粒具有良好分散作用和分散稳定作用的混凝土用丙烯酸接枝共聚型高效减水剂（ACS）。用红外光谱表征了基结构。对照商品萘系高效减水剂FDN,研究了ACS在水泥颗粒表面的吸附。吸附量和ζ－电位的测定表明,ACS分子可吸附到水泥颗粒表面,其极限吸附量为1．97mg/g吸附后,水泥颗粒表面ζ－电位由＋10mV变成－15mV。     

APR在粘土表面吸附对粘土动电性质的影响

使用Ｚｅｔａｐｌｕｓζ电位分析仪测定了粘土／水界面的ζ电位,采用可见光分光光度法测定了两性酚醛树脂（ＡＰＲ）在粘土表面的吸附等温线,研究了ＡＰＲ浓度,在粘土表面上的吸附量、链净电荷数以及无机盐种类和浓度对ζ电位的影响。     

萘系减水剂不同掺加方法的作用机理的研究

本文通过水泥和水泥熟料矿物对减水剂的吸附及电化学测定,认为萘系减水剂不同掺法的作用机理主要与减水剂的吸附平恒浓度及水泥颗粒的ζ-电位有关,而这两者又取决于水泥中各熟料矿物的水化程度和电性质。本文还通过化学结合水和水化热以及流变参数等的测定,探讨了减水剂不同掺法对水泥浆体水化动力学过程和流变性能的影响,并提出了减水剂后掺—分两次加水的新方法。     

基于后掺法的混凝土坍落度恢复技术研究

通过水泥对减水剂的吸附、水泥浆溶液Zeta电位、净浆流动度和混凝土坍落度等试验,分析了后掺聚羧酸减水剂量和添加时间对水泥净浆流动性、混凝土工作性能的影响及其相互关系,在此基础上提出了恢复混凝土坍落度的技术方法。结果表明:后掺法通过降低水泥颗粒对减水剂的吸附和减小颗粒的Zeta电位,能够有效避免早期水化产物对减水剂的吸附包裹,提高减水剂的有效分散能力;减水剂后掺的量与时间的合理匹配,可在一定时间内恢复混凝土坍落度,当先掺80%、后掺20%的减水剂时,在2h内可以显著地改善坍落度损失。     

添加剂对新拌高铝浇注料ζ电位的影响研究

以特级阳泉矾土细粉、日产纯铝酸钙水泥、开封产纯铝酸钙水泥为原料,外加三聚磷酸钠、六偏磷酸钠配成稀分散体系,采用日产ZC-2000微电泳仪,测定了各稀分散体系的ζ电位;采用旋转黏度计测量了新拌浇注料浆体的表观黏度.研究表明,加入适量的添加剂,能降低体系的ζ电位与表观黏度,ζ电位与体系流变参数具有一致的变化规律.从理论上分析了浆体的扩散双电层与ζ电位的形成机理.由于STP、SHP均为阴离子型分散剂,它们通过物理或化学吸附的方式吸附于胶态粒子表面,使得吸附层内的反离子增加,ζ电位降低.随着分散剂加入量的增加,分散剂在粒子表面吸附达到饱和,ζ电位变化越来越缓.     

减水剂对高掺量粉煤灰砂浆性能的影响

研究了萘系高效减水剂（FDN）和木质素磺酸钙（LS）对高掺量粉煤灰砂浆性能的影响,测定了减水剂在胶凝颗粒表面的吸附、对水泥颗粒表面zeta电位等方面的影响。结果表明,和FDN相比,LS对砂浆的减水率较低,而对砂浆流动度保持能力较优;当掺量为0.4 wt%时,两者对砂浆稳定性的影响几乎一样。当掺量低于0.4 %时,LS的减水率和FDN接近是因为其具有较强的引气作用和FDN在胶凝颗粒表面吸附不完全;LS保持砂浆流动性能力较好是由于它的缓凝作用以及吸附LS的水泥颗粒表面zeta电位较稳定导致的。为了更好地将LS应用在高掺量粉煤灰砂浆中,可以从提高其减水率方面对其进行改性。     

石膏减水剂的吸附形态与分散稳定性研究

采用紫外吸收光谱分析、微电泳仪、光电子能谱分析技术研究了萘系、多羧酸系 2种类型减水剂在石膏表面的吸附特性、表面电化学性能及其对石膏浆体流动性的影响。结果表明 ,FDN、HC在石膏颗粒表面的吸附基本符合 L angm uir等温方程 ,FDN为物理吸附 ,HC为化学吸附。 FDN为平躺吸附 ,吸附量较大 ,吸附层的静电作用较强 ,空间位阻小 ,其分散作用主要取决于静电斥力 ,ζ电位主要取决于 FDN首层吸附量 ;多羧酸为梳状吸附 ,吸附量较小 ,静电效应较弱 ,但吸附层空间位阻较大。减水剂分散性取决于ζ电位静电斥力和吸附层空间位阻。由于水化产物对静电斥力的屏蔽效应 ,静电斥力分散作用的稳定性差 ,其流动度经时损失大。空间位阻的分散性受胶凝材料水化作用的影响较小 ,其稳定性优于静电斥力。     

聚羧酸超塑化剂的性能研究

研究了含有亲水性羧基、酸酐基团、磺酸基、聚环氧乙烷侧链的三种羧酸类共聚物对水泥浆体流变性能和水泥粒子表面Zeta电位的影响,并与萘系高效减水剂进行了对比.在改善水泥浆体的流变性能方面,三种聚羧酸超塑化剂的最佳掺量和饱和掺量均为0.3%～0.45%;对水泥粒子表面Zeta电位的影响方面聚羧酸超塑化剂远小于萘系高效减水剂,证实了两类减水剂的分散作用机理的区别.     

ACS新型高效减水剂的研究（3）—对水泥颗粒产生分散—流化作用的机理

研究了丙烯酸接枝共聚型高效减水剂ACS对水泥浆产生分散－流化作用的机理。对添加ACS的体系水泥胶粒表面ζ－电位的测定表明,静电斥力是产生分散－流化作用的物理因素之一。ACS靶链中n值对流动度的影响证明了立体位阻效应的存在。表面张力是第三个物理因素。通过测定ACS对水泥水化的影响和ACS共聚物相对粘度在碱性条件下的变化,表明对水泥水化的抑制和分子徐放是产生分散－流化作用的化学因素。     

聚羧酸超塑化剂的性能研究

研究了含有亲水性羧基、酸酐基团、磺酸基、聚环氧乙烷侧链的三种羧酸类共聚物对水泥浆体流变性能和水泥粒子表面Zeta电位的影响，并与萘系高效减水剂进行了对比．在改善水泥浆体的流变性能方面，三种聚羧酸超塑化剂的最佳掺量和饱和掺量均为0．3％～0．45％；对水泥粒子表面Zeta电位的影响方面聚羧酸超塑化剂远小于萘系高效减水剂，证实了两类减水剂的分散作用机理的区别．[编者按]     

聚羧酸减水剂在水泥和泥土表面的吸附行为

采用有机碳测定仪研究了水泥、泥土和水体系中聚羧酸减水剂吸附量与吸附时间、减水剂浓度、体系温度的关系。同时,对减水剂吸附模型和吸附热进行了分析,探讨了聚羧酸减水剂在水泥、泥土颗粒表面的吸附特性。结果表明:水泥和泥土对聚羧酸减水剂的吸附量随时间延长不断增加,最后达到平衡,同时,泥土比水泥对减水剂的吸附量要大,泥土的掺入量为0.5%就会大大降低水泥净浆的流动度;聚羧酸减水剂的吸附基本符合Langmuir等温吸附模型,水泥和泥土对减水剂的饱和吸附量分别为3.7mg/g和10.1mg/g;水泥和泥土对聚羧酸减水剂的吸附量随温度的增大而减小,其吸附是一个放热过程。     

路用超早强混凝土的试验研究

目的 研究速凝剂、硅粉、粉煤灰和高效减水剂四因素组合对混凝土凝结时间、强度及抗折性能的影响.方法 利用强度为52.5 MPa普通硅酸盐水泥,采用复合外加剂(高效减水剂+少量速凝剂)加活性掺合材料(硅粉、粉煤灰比例1:1的矿粉)来配制超早强混凝土,采用正交试验方法 进行配制试验.结果 确定影响混凝土12 h和24 h的强度因素,依次为水胶质量比、减水剂、矿粉、速凝剂.水胶质量比是影响混凝土早期强度的最主要因素.高效减水荆和矿粉的掺入,能调节水泥混凝土的凝结时间,并且矿粉的加入使后期强度损失在2%以内.结论 配制出了12 h抗压强度迭12 MPa以上、24 h抗压强度达20 MPa以上及抗折强度4 MPa以上的两种路用超早强混凝土,满足了道路混凝土的快速铺筑和修补的施工要求.     

高强混凝土的配制与基本性能

通过砂、石骨料的级配优化 ,采用 52 5 #普通硅酸盐水泥和复合型高效减水剂 ,配制出实用的75N·mm- 2 ～ 85N·mm- 2 高强混凝土 ,研究了水泥用量、水灰比、砂率、高效减水剂掺量对混凝土拌和性能、力学性能的影响规律 ,为活性矿物掺合料匮乏地区的高强混凝土配合比设计和工程应用提供了科研依据     

FDN在α半水脱硫石膏表面的吸附特性与分散作用

采用紫外吸收光谱分析仪、微电泳仪、X光电子能谱分析技术研究了FDN在α半水脱硫石膏表面的吸附特性、表面电化学性质及其对流动性的影响。结果表明:α半水脱硫石膏对FDN吸附为化学吸附,吸附等温线基本符合Langmuir方程,吸附热为5.76kJ/mol,吸附层厚度为9nm;FDN为平躺吸附,吸附层空间位阻小,其分散作用主要依赖ξ电位的静电斥力,而ξ电位取决于FDN首层吸附量;α半水脱硫石膏水化很快,其水化产物覆盖对静电斥力有屏蔽效应,静电斥力分散作用的稳定性差,流动度经时损失较大。     

磺化淀粉-聚羧酸复合减水剂的制备与表征

由于保护环境的原因,以天然高分子为原料来合成高效减水剂已经成为混凝土外加剂研究领域的新热点.本文研究了采用磺化糊精取代部分功能大单体来合成复合聚羧酸减水剂的方法.结果显示:当磺化糊精取代功能单体40%、复合聚羧酸减水剂掺量为0.5%时,水泥净浆的初始流动度达255,mm,1,h 后其流动度仍为250,mm.淀粉酸解后,增加亲水的羟基基团导致初期水化缓慢,而增加 Zeta 电位使水泥颗粒更易于分散.在复合减水剂中,长链 Starch 与短链的聚羧酸减水剂主链将被吸附于水泥颗粒表面上,交替发生静电与空间位阻作用,起到了增加减水率和降低缓凝的效果.     

高效减水剂的减水机理研究

基于高效减水剂的化学成分、结构与构造特征,研究了高效减水剂的表面活性、电位与吸附层,分析了高效减水剂的减水机理。     

表面活性剂在非织造布表面的吸附

选用不同类型表面活性剂水溶液对涤纶、丙纶非织造布进行了处理,发现表面活性剂在非织造布表面的吸附主要是在纤维交叉处,且以垂直纤维表面定向排列的形式吸附。从毛细管上求得的阳、阴、非离子型表面活性剂的吸附等温线各不相同。１２２７的吸附等温线出现最大值;ＬＡＳ和ＯＩＩ－１０的吸附等温线分别近似于Ｂｒｕｎａｕｅｒ的第五种和第四种类型吸附等温线。吸附需经历一段时间才能达到平衡。对于同种吸附质和吸附剂,达到吸附     

聚羧酸系高效减水剂PC的合成及性能研究

以甲基丙烯酸、聚乙二醇1000、对甲苯磺酸、对苯二酚、过硫酸铵和甲基丙烯磺酸钠为原料,采用两步法合成出新型聚羧酸系高效减水剂(简称PC)。将合成的PC与目前广泛使用的萘系高效减水剂(简称FDN)相比,具有更加优异的性能,具体表现为:在掺量很少情况下,水泥净浆就具有较高的流动度;当掺量相同时,其对水泥净浆流动度远超FDN。此外,它与水泥的相容性好,具有缓凝及明显抑制水泥净浆流动度经时损失性能,对混凝土也能表现出显著的减水增强性,是一种性能优良,适合于配制高强、超高强混凝土的高效减水剂。