聚羧酸减水剂和含泥量对水泥浆体流变性能的影响

通过测试流动度和由Bingham流变模型拟合所得的流变参数,研究了未掺与掺聚羧酸减水剂(TX50)两种条件下含泥量对水泥浆体流变性能的影响因素及其规律.结果表明:含泥量对水泥浆体塑性黏度的影响程度明显大于其对流动度的影响;水灰比与未掺减水剂的水泥浆体的流动度、塑性黏度、屈服应力分别呈线性关系、幂函数关系、指数关系;减水...     

聚羧酸及萘系减水剂对水泥浆体性能的影响

实际工程中,使用聚羧酸系减水剂比使用萘系减水剂有多方面的优势,它可以降低混凝土的水灰比和胶凝材料的使用量,同时改善了混凝土的工作性.     

可溶性氯盐对掺不同结构聚羧酸减水剂水泥浆体流变性的影响

聚羧酸梳型共聚物(PC)具有良好的分散能力和流动度保持能力,因此被广泛应用于低水灰比条件下配制大流动度、自密实混凝土.但由于我国混凝土用原材料地域差别大,在聚羧酸减水剂的使用过程中经常会出现坍落度损失大、堵泵等问题.在实验室合成具有不同分子结构的聚羧酸梳型共聚物,较为系统地研究了可溶性氯盐对掺不同分子结构聚羧酸减水剂水泥浆体流变性的影响.试验研究表明,含有一价钠离子和二价钙离子的氯盐对体系剪切应力和表观黏度的影响大致相同,而三价铝离子氯盐的加入则会显著增大体系在相同剪切速率下的剪切应力和表观黏度.     

水溶性聚合物对水泥浆体性能的影响

采用水溶性聚合物-聚丙烯酰胺对水泥浆体进行改性处理,对比分析了不同掺量的聚丙烯酰胺对新拌水泥浆体的凝结时间、标准稠度用水量、流动度的影响,以及对硬化水泥浆体力学性能的影响。研究结果表明:聚丙烯酰胺增加了水泥浆体标准稠度用水量,降低了水泥浆体的流动度,聚丙烯酰胺对水泥基复合材料的抗压强度无改善作用,但在其掺量为1%时,复合材料28 d的抗折强度提高了9.55%,而且随着其掺量的增加,复合材料的折压比呈增大趋势,其整体韧性得到改善。     

缓凝型聚羧酸的研究——丙烯酰胺在缓凝型聚羧酸的作用

甲基丙烯酸(MAA)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)1200的酯化,再与磺酸类单体和丙烯酰胺发生聚合反应,从而生成了具有缓凝作用的聚羧酸。探讨了在原有聚羧酸减水剂合成中加入不同量的丙烯酰胺后的净浆流动度、凝结时间、坍落度、抗压强度等指标的影响。     

超塑化剂对新拌水泥浆体流变性的影响

应用回转粘度计测定不同转速下未掺超塑化剂水泥浆体、掺萘系超塑化剂(UNF-5)和掺聚羧酸系超塑化剂(COPOCA202)浆体的流变参数,对比三者的回滞曲线,并计算了剪切速率上升和下降时各个浆体的屈服应力和粘度。相同水灰比下,各个试样剪切应力、粘度、回滞圈面积以及上升和下降阶段屈服应力由大到小排列如下:空白>UNF-5>COPOCA202;剪力作用下,各试样屈服应力均有所下降,空白和UNF-5试样粘度下降而COPOCA202粘度几乎未变。根据水泥颗粒的特征,认为新拌水泥浆体的结构为由不同大小和刚度的絮凝单元连接成的一个整体结构。本文采用该认识对以上的现象进行了解释。     

硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性的影响

研究了6种硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体的Marsh时间、剪切应力及表观黏度的影响.通过微观手段分析硫酸根离子对聚羧酸减水剂吸附量的影响.结果表明:碱金属硫酸盐会显著降低掺聚羧酸减水剂水泥浆体的分散性,而难溶性硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体分散性的影响较小.硫酸根离子大量存在时,聚羧酸减水剂的表观吸附量及无效吸附量增加,聚羧酸减水剂的分散性能降低,浆体絮凝结构数量及强度增大.     

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.     

丙烯酰胺改性聚羧酸减水剂的合成和性能研究

以甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、烯丙醇聚乙二醇单甲醚和丙烯酰胺为原料,以过硫酸钠为引发剂,在水溶液中进行自由基聚合反应,合成丙烯酰胺改性聚羧酸减水剂.用傅里叶红外光谱仪分析共聚物分子结构,并用分子凝胶渗透色谱来测定共聚物的分子质量.用水泥净浆流动度来考察聚羧酸减水剂的分散性和分散保持性,并考察其在水泥颗粒上的吸附量.结果表明:合成的共聚物的重均分子质量为43 260;聚羧酸减水剂的折固掺量为0.2％、水灰比为0.29时,水泥的初始净浆流动度达287mm,60 min净浆流动度为299mm;合成的改性聚羧酸减水剂具有较好的分散性和分散保持性.根据Langmuir等温吸附模型,水泥对聚羧酸减水剂的饱和吸附量为5.33 mg/g.     

不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥浆体性能的影响

通过自由基聚合法,合成了一系列不同羧基密度的聚羧酸减水剂(PCE).研究了不同羧基密度的聚羧酸减水剂对水泥浆体流动度的影响规律,并采用紫外分光光度计、水化量热仪以及X射线衍射仪(XRD),测定了不同羧基密度聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,分析了不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥水化性能的影响.结果表明:聚羧酸减水剂分子中羧基密度越高,其在水泥颗粒表面的吸附量越大,对水泥浆体的分散性越好;聚羧酸减水剂分子中羧基密度的提高可促进水泥水化进程,表现为Ca(OH)_2生成量增加,水化加速期最大水化放热速率增加,水化加速期早期水化放热速率的加速率(KA-B)增加.     

两性聚羧酸侧链结构对水泥浆体早期性能的影响

通过自由基聚合的方法合成了相同阳离子含量、侧链密度,侧链聚合度为22~176的一系列醚型两性聚羧酸系减水剂(Amphoteric Polycarboxylate Superplasticizers,APC),以及侧链聚合度为112的酯键桥接APC。通过测试不同APC在水泥浆体中的吸附特性,及其对水泥浆体Zeta电位、流动度、早期强度、水化放热速率等的影响规律,研究了APC侧链结构对水泥浆体早期性能的影响。结果表明:不同结构APC对水泥浆体Zeta电位的改变均较小。随着侧链长度的增加,APC在水泥浆体中的吸附量先增加后减小。酯型APC的吸附能力较醚型的差。侧链较长且具有酯键桥接基团的APC均能够促进水泥水化过程,从而提高硬化水泥浆体的早期强度。     

石灰石粉对水泥浆体流变性能的影响及作用机理

研究了相同流动度下石灰石粉对水泥浆体流变性能的影响规律,并采用Zeta电位仪和偏光显微镜测试了浆体Zeta电位及显微结构,通过最小需水量法分析了水泥浆体中颗粒湿堆积密实度和颗粒表面的水膜层厚度,探讨了石灰石粉对水泥浆体流变性能的作用机理.结果表明:流动度相同时,浆体的屈服应力基本相同;随着石灰石粉细度的减小以及掺量的增加,水泥浆体的黏度逐渐降低;石灰石粉在水溶液中的Zeta电位显著高于水泥,因此可大幅度减少水泥浆体中的絮凝结构,增大水泥浆体中颗粒湿堆积密实度,从而释放出更多自由水,增加颗粒表面的水膜层厚度,进而降低颗粒间相互作用力,导致水泥浆体黏度显著降低.     

机制砂中的石粉对水泥浆体流动性和干燥收缩的影响

测试了石粉种类、掺入方式、掺量对水泥浆体流动度和干燥收缩的影响规律。试验结果表明:石粉内掺,水泥浆体流动度随掺量增加,石粉外掺,水泥浆体流动度随掺量线性下降,固体颗粒减水剂匹配量是掺石粉水泥浆体流动度的关键因素;石粉减少了水泥浆体的28 d干燥收缩,但石粉外掺的情形下应留意1 d干燥收缩的剧增。     

聚羧酸减水剂复合无碱速凝剂对水泥浆体凝结时间和早期强度的影响

研究了不同聚羧酸减水剂与自制无碱液体速凝剂复合后对水泥浆体凝结时间与早期强度的影响。结果表明:当无碱速凝剂掺量为水泥质量的6%时,复合推荐掺量的不同类型减水剂会显著延缓水泥净浆的凝结时间;当速凝剂掺量提高至7%时,凝结时间会缩短-延长。掺入市售聚羧酸减水剂的水泥净浆在静置30、60 min后再加入速凝剂,与同掺减水剂和速凝剂的水泥净浆相比,凝结时间延缓明显;但采用复合了保坍组分的自制聚羧酸减水剂再加入速凝剂,对水泥浆体的凝结时间影响不大。添加自制聚羧酸减水剂还会对掺无碱速凝剂水泥砂浆的1 d强度有一定的提高。     

残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响

以木炭模拟研究了残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响,测试了水泥颗粒对萘系减水剂的吸附量以及浆体的流动度、Marsh时间、饱和掺量、表观黏度及剪切应力,同时观察了浆体絮凝情况.结果表明：随着残余碳含量的增加,萘系减水剂的表观吸附量逐渐增大;掺萘系减水剂水泥浆体的流动性随着残余碳含量的增加而下降,表现为浆体流动度下降、Marsh时间增大、饱和掺量增大、分散性下降、浆体絮凝结构数量及强度增大、剪切应力及表观黏度增大;浆体流动性与萘系减水剂的表观吸附量存在反向对应关系.     

配比微调对聚羧酸减水剂分散性的影响

以甲氧基聚乙二醇(MPEG)和甲基丙烯酸(MAA)为原料,通过酯化反应生成甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGMAA),酯化物再与甲基丙烯酸等共聚单体,在过硫酸铵的引发体系下合成聚羧酸减水剂.通过微调合成配比,研究MAA、过硫酸铵、链转移剂的掺量对聚羧酸减水剂分散性的影响.结果表明:在配比微调的范围内,掺聚羧酸减水剂水泥浆体的初始分散性随MAA掺量的增加逐渐增加,随过硫酸铵掺量的增加先增加再降低,随链转移剂掺量的增加影响不大;掺聚羧酸减水剂水泥浆体保持分散性随MAA、链转移剂、引发剂掺量的增加均呈现先增加后降低的趋势.     

聚羧酸分子结构的优化对浆体分散性和砂浆强度的影响

在传统聚羧酸减水剂工艺的基础上对聚羧酸减水剂的分子结构进行优化,系统地研究了侧链分子量及比例、聚合单体比例、引发剂掺量对水泥浆体分散性能和砂浆早期抗压强度的影响。研究表明:在传统聚羧酸减水剂中引入长侧链结构,并适当增加长短侧链比例、羧基比例以及引发剂掺量可以改善水泥初始分散性和经时损失,并且对砂浆早期强度有较大的提高。     

粉煤灰—水泥浆体的流变性能

采用回转型粘度计测定了粉煤灰水泥体的流变参数,并探讨了粉煤灰品种,掺量,颗粒群特征等参数与粉煤灰－水泥浆体流变性能的关系,结果表明：新拌水泥浆体的流变性属于滨汉姆体,粉煤灰的掺入并未改变其流变特性;粉煤灰的圆度和体积比表面积影响着粉煤灰水泥浆体的屈服应力,塑性粘度和触变性的大小,粉煤灰－水泥浆体的触变性表现为剪切稀化,拆散常数B和坡坏面积A这2个参数均可作水泥浆体触变性的定量表征。