PCMA系列聚羧酸缓凝高性能减水剂的性能研究

在聚羧酸缓凝高性能减水剂PCMA基础上,通过添加还原剂V降低反应能耗,常温聚合得到聚羧酸缓凝减水剂PCMA-V;通过掺加单体总质量20%木质素磺酸钙降低产品单体成本,聚合得到木质素磺酸钙改性聚羧酸减水剂PCMA-C20。对PCMA、PCMA-V和PCMA-C20进行表面张力测试及水泥净浆性能测试。结果表明,PCMA-V与PCMA具有相似的表面性能和净浆力学性能,具有高减水率,较强缓凝效果;PCMA-C20减水率和缓凝效果略有下降,但早期强度要比掺有PCMA及PCMA-V的试块高。在保持产品性能基本不变的情况下,通过适当添加还原剂V或木质素磺酸钙可大幅度降低产品生产成本。     

羧酸系高效减水剂的研究

以丙烯酸、丙烯磺酸钠、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯为聚合单体,以过硫酸铵为引发剂合成了一种羧酸系混凝土减水剂,考察了这种减水剂的减水性能和对水泥材料(包括水泥净浆、水泥砂浆和混凝土)力学性能的影响.实验结果表明,这种减水剂具有优良的减水性能,随着减水剂掺量的增大,水泥材料的减水率、抗压强度和抗折强度提高;当减水剂掺量为水泥质量的0.15%时,水泥净浆的减水率为40.0%,水泥砂浆的减水率为32.0%,水泥混凝土的减水率为25.6%,水泥材料的抗压强度可以提高148%,抗折强度可以提高70%.     

氨基磺酸系高效减水剂ASP缓凝性能研究

氨基磺酸系高效减水剂是一种具有缓凝性能的新型高效减水剂，研究的结果表明：氨基磺酸系高效减水剂ASP分散能力强，流动度损失小，120min内相对流动度损失率仅为7．7％，远小于萘系减水剂FDN；掺加0．5％ASP的水泥净浆初凝和终凝时间较空白分别延长1h 55min和6h 30min，水泥水化放热峰较空白推迟约7h，但不能明显降低水化放热峰值；混凝土28d抗压强度为空白的1．38％，其混凝土试块微结构比掺FDN的试块更为均匀、细密，基本上已看不出网状结构。氨基磺酸系高效减水剂适合配制用于泵送的高强高性能混凝土。     

减水剂对硫铝酸盐水泥早期水化影响

研究了聚羧酸系高效减水剂(PCE)和萘系减水剂(FDN)对硫铝酸盐水泥净浆工作性能及力学性能影响,通过XRD和SEM检测手段对水化产物进行表征.结果表明:两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆流动度的影响存在饱和点;相比于FDN型减水剂,PCE型减水剂对硫铝酸盐水泥净浆具有更好的减水效率及分散能力.PCE型减水剂阻碍硫铝酸盐水泥净浆早期水化,并降低硫铝酸盐水泥净浆1 d抗压强度;FDN型减水剂能够加速硫铝酸盐水泥净浆早期水化,缩短初凝和终凝时间,提高硫铝酸盐水泥净浆1d抗压强度.两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆3d后抗压强度及水化产物种类均没有影响.     

淀粉基减水剂对水泥及混凝土性能的影响

以玉米淀粉为生物基原材料,双氧水(H₂O₂)为绿色氧化剂,阳离子季铵盐为醚化剂,通过氧化-醚化反应制备了一种新型绿色淀粉基减水剂(SWR)。为评价SWR对水泥水化性能的影响,利用红外光谱分析(FT-IR)SWR制备过程中官能团的变化;对比SWR、聚羧酸减水剂(PWR)、萘系减水剂(NWR)三种减水剂对水泥减水率、Zeta电位、净浆流动度、胶砂强度、混凝土抗压强度性能的影响。结果表明,SWR分子链上引入了羧基与醚键。随减水剂掺量的增加,SWR的减水率逐渐增大,且较PWR、NWR有更优异的减水效果,以水泥质量为基准,SWR折固掺量的质量分数为1.0%时,减水率可达33%。Zeta电位分析表明,三者具有相近的电位绝对值,但SWR具有最大的经时电位绝对值。当减水剂掺量的质量分数低于0.6%时,三者的水泥净浆流动度较为相近,但继续增加减水剂用量,NWR的水泥净浆流动度更为突出。SWR胶砂试件的7 d与28 d抗折强度、抗压强度基本介于PWR与NWR胶砂试件之间;SWR混凝土7 d抗压强度最低,28 d时抗压强度最高,达49.6 MPa,表明SWR起到缓凝作用。综合分析,SWR减水剂具有较好减水与缓凝作用,同时可保证混凝土的强度性能,推荐SWR折固掺量的质量分数为1.0%。     

水泥基微膨胀灌浆材料性能研究

利用硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、PC高效聚羧酸减水剂、X型消泡剂、P型缓凝剂等配制高流动度、微膨胀水泥基灌浆材料。讨论了拌合水量、硫铝酸盐水泥掺量、PC高效聚羧酸减水剂掺量对水泥基灌浆材料流动性能及强度的影响。试验表明:水泥基灌浆材料最佳加水量、硫铝酸盐水泥掺量、聚羧酸减水剂掺量分别为14%、3.5%、0.18%;1 d、28 d抗压强度分别达25.3 MPa、78.4 MPa;0 min、30 min流动度分别为320 mm、300 mm,展现出良好的力学及流动性能;3 h、3 h与24 h竖向膨胀差值达0.425%、0.251%,满足GB/T50448―2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》技术要求。     

减水剂的种类和掺量对水泥胶砂性能的影响

本文研究了减水剂的种类和掺量对水泥胶砂扩展度、凝结时间以及强度的影响。结果表明,随着聚羧酸系和奈系减水剂掺量的增加,水泥胶砂的扩展度逐渐增大。聚羧酸系和奈系减水剂均对水泥有缓凝作用。适量聚羧酸系和奈系减水剂的加入均可提高水泥胶砂的抗折和抗压强度。综合考虑,掺入适量聚羧酸系系减水剂的水泥胶砂比掺入奈系减水剂的水泥胶砂性能更好。     

磺化淀粉开发用作新型水泥减水剂的研究

以氯磺酸为磺化试剂,半干法制备了磺化淀粉,并对其用作水泥减水剂的性能进行了系统的研究。结果表明:磺化淀粉减水率随磺酸基取代度增加而增加,当其取代度达到0.060 4,质量分数为0.3%时测得的水泥净浆减水率、净浆标准凝结时间和3 d、28 d砂浆强度等各项指标均达到高效减水剂的国标要求,磺化淀粉对水泥还具有一定的缓凝作用。通过XRD和SEM,对掺加了磺化淀粉的水泥材料进行了微观结构表征,结果表明:磺化淀粉掺入水泥浆后,由于缓凝作用导致初期水化反应发展缓慢;而经较长时间(如28 d)后硬化水泥结构比基准样密实、强度更高。而且磺化淀粉掺量0.3%(质量分数)即可达到高效减水剂的要求,比现有的高效减水剂掺量都低。     

高效水泥减水剂的辐射合成研究

本文介绍了以不饱和羧酸为主要单体进行辐射聚合，并通过化学的接枝反应合成聚羧酸系水泥减水剂的方法。经检测，产品在5‰的掺量下，混凝土减水率≥18％，水泥净浆流动度≥250mm，性能达到了国际上第四代高效减水剂的标准。     

水泥基体系中聚羧酸系高效减水剂的化学结构对其性能的影响(英文)

研究了不同结构的聚羧酸系高效减水剂对水泥净浆性能的影响。以马来酸酐和烯丙基聚氧乙烯醚为主要单体,采用自由基聚合方法合成了3种不同分子结构的减水剂。用Fourier变换红外光谱表征减水剂分子的结构。此外,用水泥净浆扩展度、量热测试和吸附率测试分析减水剂对水泥净浆性能的影响。结果表明:具有较低侧链密度、中等电荷密度和最高相对分子质量的减水剂分子表现出最佳分散性能和在水泥颗粒上的最高吸附率,因此具有最强的缓凝作用。     

不同磷酸酯单体的EPEG型聚羧酸减水剂的制备及抗泥性能

以乙二醇单乙烯基醚（EPEG）为大单体，丙烯酸（AA）为小单体，2-羟乙基甲基丙烯磷酸酯（HEMAP）或封端酰胺磷酸酯（CAP）为功能单体，采用水溶液自由基共聚法合成了两种EPEG型抗泥型聚羧酸减水剂PCE-EP1和PCE-EP2。采用FTIR、1HNMR对减水剂结构进行表征，通过水泥净浆流动度测试了合成的减水剂对水泥的分散性能以及抗泥性能，并结合XRD，XPS探究了减水剂与水泥、蒙脱土之间的作用机理。结果表明：当减水剂折固掺量为0.2%，蒙脱土掺量为2%时，掺PCE-EP1和PCE-EP2有一定的抗泥性。XRD表明说明减水剂PCE-EP1、PCE-EP1对蒙脱土没有进行插层吸附，从而提高了该减水剂对泥土的分散能力。     

聚羧酸系高效减水剂的合成研究

以过硫酸铵为引发剂,在75℃下,pH为中性时,用马来酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、α-甲基丙烯酸(α-AA)和丙烯酸丁酯(BA)单体在水溶液下接枝共聚合成聚羧酸系高效减水剂。其性能与合成时采用的单体比例、温度、pH值、引发剂添加量和引发剂添加方法、水灰比等有关。通过实验发现,其中单体最佳比例为m(MA)/m(AMPS)/m(α-AA)/m(BA)=1︰8︰12︰1,pH值为中性,引发剂添加量为单体质量的10%,反应温度为75℃时得到的聚合物的性能最佳。通过性能检测发现,该减水剂具有优良的分散能力与流动保持性,它的减水率最高达到了28%(减水剂掺量为水泥质量的1%),水泥静浆流动度(扩展度)达到了197 mm以上,而且在60 min内几乎无坍落度损失,水泥浆体粘聚性好。     

超细矿渣在水泥砂浆中的应用研究

在普通硅酸盐水泥砂浆中加入济钢产超细矿渣,研究不同掺量的超细矿渣对水泥浆体凝结时间及胶砂流动度、强度的影响.实验结果表明:随着掺量的提高,水泥浆体的初凝时间延长,终凝时间缩短;胶砂流动度随超细矿渣掺量的增大而减小;随超细矿渣掺量的增大,水泥胶砂的3d和28 d强度提高,当质量分数掺量为30％时,水泥砂浆28 d的抗折、抗压强度达到最大,分别达到9.65 MPa和68.44 MPa.     

无碱液态速凝剂的改性和速凝机理

以无碱液态速凝剂(NSA)为基础,通过对其组成进行优化,从而改善其性能.实验结果表明,改性后,当NSA速凝剂掺量为5%时可使PⅡ52.5硅酸盐水泥的初凝时间缩短至1.5 m in,终凝时间缩短至4.1 m in,1 d抗压强度达到15.9 MPa,比空白试样提高31.4%,28 d抗压强度保留率为92%.使用XRD、SEM、TG-DSC等测试手段对水化试样进行分析,结果表明,改性NSA速凝剂是通过促进形成钙矾石晶体而达到速凝效果的.     

接枝磺化木质素高效减水剂的配伍性能研究

以酸析木质素为原料,通过接枝、磺化和缩合制得接枝磺化酸析木质素GSAL,研究了它与木质素磺酸盐和消泡剂的配伍性能。结果表明:GSAL分别与木质素磺酸盐及其改性产品复配,可得到减水剂GSAL1和GSAL2。当水灰比为0.29、掺量w(GSAL1)=0.6%时,水泥净浆流动度达243mm;掺量w(GSAL2)=0.8%时,水泥净浆初凝时间延长110min,终凝时间延长约7h。掺量w(GSAL1)=0.8%时,水泥净浆减水率为21.4%,砂浆3d和7d的抗压强度比分别为163%和143%,其对水泥的减水增强作用超过了萘系高效减水剂FDN。GSAL与消泡剂的复配产品起泡性降低,水泥净浆流动度、新拌砂浆密度和砂浆抗压强度比均增大,GSAL与磷酸三丁酯配伍后的综合性能最佳。     

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。     

减水剂对磷石膏基胶凝材料性能影响研究

磷石膏基胶凝材料在使用时,工作性能较差,需要加入减水剂来改善工作性。而磷石膏胶凝材料对现有的混凝土减水剂的存在适应性不良的问题。为了深入了解减水剂对磷石膏基胶凝材料的匹配性,本文探究了萘系、聚羧酸和脂肪族类三种减水剂及掺量对磷石膏基砂浆材料各项性能的影响规律。通过对砂浆浆体的流动度、硬化体的力学性能,以及28d吸水率和软化系数进行评价,获得最佳的减水剂种类和掺量。研究结果表明：萘系减水剂与磷石膏基砂浆的适应性较好,且掺量为0.4%时较合适;砂浆流动度为17.0 cm,砂浆硬化体的7 d、28 d和90 d抗压强度分别为18.1 MPa、33.1 MPa和37.6 MPa,28 d吸水率和软化系数分别为2.51%和0.91。     

外加剂对半柔性路面用早强型水泥基灌浆料工作性能的调控

针对大孔隙沥青混合料路面对灌浆材料工作性能要求较高的特点,本文开发了一种半柔性路面用早强型水泥基灌浆料。采用快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥在不同比例下进行复掺,确定了水泥体系的基础配比;通过正交试验,确定了粉煤灰、硅灰、赤泥等矿物掺合料最佳配比。通过在灌浆料体系中复掺减水剂、胶粉、缓凝剂及早强剂外加剂,对灌浆料的工作性能进行了优化调控,最终获得满足性能要求的半柔性路面用水泥基灌浆料。结果表明,灌浆料体系的最优配比为m(快硬硫铝酸盐水泥)∶m(普通硅酸盐水泥)=7∶3,外掺粉煤灰、硅灰、赤泥的量分别为硫铝酸盐-普通硅酸盐复合水泥质量分数的9%、6%、3%,水胶比为0.40,砂胶比为0.25,早强剂、胶粉、减水剂、缓凝剂的掺量分别为0.08%、2.5%、0.35%、0.20%(质量分数),其初始和20 min流动度分别为13 s和19 s,初凝和终凝时间分别为62 min和65 min,3 h、1 d、7 d和28 d的抗压强度分别为17.08 MPa、18.13 MPa、24.59 MPa和26.19 MPa,7 d干缩率为0.18%。