聚羧酸系超塑化剂的合成及性能研究

以自制的大分子单体聚乙二醇(PEG,聚合度n=23,35,45)不饱和羧酸单酯(聚乙二醇顺丁烯二酸单酯和聚乙二醇丙烯酸单酯)及其它烯类单体为原料,过硫酸铵为引发剂,经共聚合反应得到了聚羧酸共聚物。研究了大分子单体种类和侧链长度对共聚物分散性、分散稳定性的影响。实验结果表明所合成的聚羧酸共聚物对水泥净浆具有优异的超分散性,在水灰比0.29及掺量0.3%时,水泥净浆流动度可达230 mm。     

聚羧酸系超塑化剂与水泥单矿的界面作用及对单矿水化的影响

聚羧酸系超塑化剂(PC)与水泥颗粒间的相互作用是开发新型PC的理论前提,而水泥组成的复杂性使PC与水泥单矿间的作用研究成为热点.本文综述了PC在单矿上的吸附特性及其吸附对单矿zeta电位与水化的影响.PC在单矿上存在不均匀吸附;在铝酸三钙上的插层作用与其分子结构具有内在联系;单矿的zeta电位值与溶液组成息息相关;最后介绍了PC对单矿水化行为及水化产物影响.     

聚羧酸系高效减水剂在高强高性能混凝土工程中的应用

利用DH型聚羧酸系高效复合减水剂和Ⅰ级粉煤灰的优化组合,成功配制了C60W 6F200高强高性能混凝土,通过工程实际应用,能够满足混凝土的施工性和硬化后的物理力学性能及耐久性能。     

聚羧酸系混凝土减水剂的研究进展及发展趋势

详细介绍了聚羧酸系混凝土减水剂的分子结构、作用机理、制备方法及其性能的影响因素.简要概述了国内外聚羧酸系混凝上减水荆的研究进展,并提出了今后聚羧酸系混凝土减水剂的发展方向.     

羧酸酯水解速率对缓释型聚羧酸超塑化剂分散性能的影响

为研究羧酸酯单体对缓释型聚羧酸超塑化剂(PCE)缓释及其分散性能的影响,首先系统测定了不同结构的羧酸酯单体在pH=12.0的氢氧化钠溶液中水解率随反应时间的变化趋势,通过线性拟合得到羧酸酯的水解反应速率常数。以不同结构的不饱和羧酸酯作为功能单体制备缓释型聚羧酸超塑化剂,测定掺加缓释型聚羧酸超塑化剂水泥净浆流动度随时间的变化趋势。分析了羧酸酯的水解速率对超塑化剂的分散及缓释效果的影响。结果表明:丙烯酸甲酯和亚甲基丁二酸二甲酯各代替33.3%和25.0%的丙烯酸使PCE分散性能增强明显,水泥净浆流动度在2h内分别从149mm和104mm增加到223mm和212 mm;羧酸酯水解速率越快,所制备的PCE的缓释速率越快,达到最高分散性能所需的时间越短;所制备的PCE所含酯基越多,得到的PCE缓释能力越强,分散性能随时间增加越明显。聚羧酸超塑化剂的缓释效果不仅与所含羧酸酯的水解反应速率和可释放的羧基数量有关,还取决于其羧酸酯单体聚合活性与聚合反应体系的匹配程度。     

聚羧酸系超塑化剂合成及其对水泥基材料性能的影响

采用酯化工艺合成了一种含聚氧化乙烯基的聚乙二醇单甲醚单甲基丙烯酸酯,以该单体和甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸乙酯、丙烯酰胺等单体合成了聚羧酸系超塑化剂.用红外光谱和凝胶渗透色谱表征了其分子结构及分子量分布,研究了聚羧酸系超塑化剂对水泥基材料的分散性、分散保持能力及抗压强度的影响,用zeta电位法讨论了其分散和分散稳定作用机理.结果表明:所合成的聚羧酸系超塑化剂有利于水泥强度的稳定发展,具有良好的分散保持能力,其分散性及分散保持能力与聚合单体的摩尔比、官能团种类和聚氧化乙烯侧链的长度有关.聚羧酸系超塑化剂的掺量(质量分数)为0.3%时,90min内水泥净浆流动度保持率高达98.1%.     

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。     

羧酸酯水解速率对缓释型聚羧酸超塑化剂分散性能的影响EI北大核心CSCD

为研究羧酸酯单体对缓释型聚羧酸超塑化剂(PCE)缓释及其分散性能的影响,首先系统测定了不同结构的羧酸酯单体在pH=12.0的氢氧化钠溶液中水解率随反应时间的变化趋势,通过线性拟合得到羧酸酯的水解反应速率常数。以不同结构的不饱和羧酸酯作为功能单体制备缓释型聚羧酸超塑化剂,测定掺加缓释型聚羧酸超塑化剂水泥净浆流动度随时间的变化趋势。分析了羧酸酯的水解速率对超塑化剂的分散及缓释效果的影响。结果表明:丙烯酸甲酯和亚甲基丁二酸二甲酯各代替33.3%和25.0%的丙烯酸使PCE分散性能增强明显,水泥净浆流动度在2 h内分别从149 mm和104 mm增加到223 mm和212 mm;羧酸酯水解速率越快,所制备的PCE的缓释速率越快,达到最高分散性能所需的时间越短;所制备的PCE所含酯基越多,得到的PCE缓释能力越强,分散性能随时间增加越明显。聚羧酸超塑化剂的缓释效果不仅与所含羧酸酯的水解反应速率和可释放的羧基数量有关,还取决于其羧酸酯单体聚合活性与聚合反应体系的匹配程度。     

P(AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂的研制及其性能

以阴、阳离子功能性单体(AA、DMC)与聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯大分子单体(MPEGAA)主要原料,采用水溶液自由基聚合法,合成了一种P(AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂.通过FTIR、1H NMR分析了所合成两性型聚羧酸超塑化剂分子结构,结果表明已得到预期结构的P (AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂.同时,研究了水泥净浆流动度及聚合反应转化率随n(AA)∶n(DMC)∶ n(MPEGAA)、引发剂用量w(K2S2O8)(以占单体总质量计,下同),聚合反应温度Tcr,反应恒温时间tcr的变化规律,结果表明:n(AA)∶n(DMC)∶n(MPEGAA)=0.50∶ 0.10∶0.25,w(K2S2O8) =5.0％,tcr=60℃,t.r=3h是制备P(AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂的最佳工艺条件.并测定了添加质量分数为2.0％的两性型聚羧酸超塑化剂混凝土性能,结果显示:以最佳合成工艺条件制得的P(AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂,在混凝土中具有优越分散保持性能和较高早期强度性能.     

两性型聚羧酸超塑化剂阳离子功能性单体的合成与表征

采用自制的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)与一氯甲烷(CH3Cl)进行季铵化反应,制备了一种用于合成两性型聚羧酸超塑化剂阳离子功能性单体(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,DMC).以季铵化反应转化率和阳离子功能性单体DMC质量分数为指标,重点考察了n(H2O)∶n(DMAEMA)、阻聚剂对羟基苯甲醚用量[w(MEHQ)]、季铵化反应温度(Tqr)、季铵化反应时间(tqr)对季铵化反应的影响规律,并采用红外光谱和核磁共振氢谱对阳离子功能性单体DMC进行了结构表征.结果表明:采用最佳合成工艺参数,即n(H2O)∶ n(DMAEMA) =2.7∶1,w(MEHQ) =0.5％,Tqr=50℃和tqr=6h,以此制得了阳离子功能性单体DMC,并以该阳离子功能性单体DMC、与阴离子单体从和大分子单体MPEGAA为主要原料,合成了两性型聚羧酸超塑化剂,该两性型聚羧酸超塑化剂具有很高的分散性能和早强性能.     

超快硬超高强水泥砂浆的研究

采用各种外加剂成功地制得了超高强及超快硬超高强水泥砂浆。水泥粒度组成中大部分颗粒集中分布在3～25μm范围。水化样的XRD,DTA和DTG测试表明,高强水泥早期水化加快,CH相减少。由压汞测孔得到了高强胶砂硬化体的细化孔结构参数。     

氯离子在掺不同矿物质掺合料高性能混凝土中的扩散性能

采用改进型电迁移法测试了氯离子在掺不同矿物质掺合料高性能混凝土中的扩散性能．研究表明：在混凝土中分别内掺磨细矿渣、粉煤灰、硅灰、膨胀剂均可提高混凝土的抗渗透性能(Cl^-扩散系数降低),其中以单掺硅灰效果最优;在混凝土中复掺膨胀剂和磨细矿渣或膨胀剂和粉煤灰,对提高混凝土抗渗透性能的效果优于单掺二者之一,也优于单掺效果最好的硅灰混凝土．复掺膨胀剂和细掺料后混凝土内部结构进一步优化、微观结构致密、微缺陷减少,由此,开发了一种低成本配制超高抗渗性混凝土的新途径。     

低粘度超高性能混凝土(UHPC)试验研究

本文研究了水胶比、骨料、硅灰、超细矿粉、减水剂类型等参数对超高性能混凝土的流动性、粘度、抗压强度和抗折强度的影响规律,给出了低粘度超高性能混凝土粘度的主要影响因素：水胶比、细骨料比例、减水剂类型,提出了适宜配合比参数范围：水胶比为0.16,硅灰掺量为15%,超细矿粉掺量为10%,细砂比例≤20%,骨料选用精制石英砂,减水剂选用降粘型液体减水剂。     

抗盐卤腐蚀的水泥混凝土的研究现状与发展方向

简述了普通水泥混凝土在盐湖环境中的受腐蚀机理,报道了高铝水泥,氯氧镁水泥,铁铝酸盐水泥,碱矿渣和聚合物浸渍混凝土的抗盐卤腐蚀行为,为硅灰高密实混凝土的抗盐卤腐蚀机理进行了详细讨论,认为改善孔结构是获取混凝土高抗腐蚀性的有效途径,此外,还简要讨论了今后科研工作的方向。     

混凝土修复中水分交换对水泥水化、微观结构和界面黏结强度的影响(英文)

修复材料浇注到旧混凝土上后,在毛细作用驱动下修复材料和旧混凝土之间存在水分交换。此过程会引起修复材料中水含量的变化,从而影响修复材料的水化过程和微观结构以及界面的黏结强度。研究了修复材料和旧混凝土之间水分交换对修复材料的水化程度、孔隙率和黏结强度的影响。结果表明:饱和的旧混凝土可以为修复材料提供更多的水,促进了修复材料的水化。当旧混凝土不饱和时,不饱和的旧混凝土从修复材料里吸取大量的水分,导致修复材料水灰比降低。因此,修复材料的水化程度和孔隙率也降低了。同时,降低的水灰比提高了界面的黏结强度。     

粗集料嵌锁型高强高性能混凝土的制备与性能

为了保证塑性混凝土的必要的工作性和均匀性,通常的新拌混凝土的粗集料体积分数控制在比较低的水平,尽管集料间也有少量嵌锁,粗集料大体上悬浮在砂浆之中.采用作者发明的抛填骨料混凝土工艺即在混凝土施工过程中均匀抛入一定体积率的粗集料,仅用440 kg/m3胶凝材料制备了抗压强度为94MPa的混凝土.研究表明:抛填骨料工艺能制备骨料之间相互嵌锁的混凝土,随着抛填骨料对初始混凝土的体积置换率10%到20%的增加,混凝土的强度和弹性模量在体积置换率20%时达到最大,随后有所降低;混凝土的氯离子渗透系数和干缩系数随着置换率的增加而降低.抛填集料对混凝土的取代不仅提高了混凝土的强度而且改善了混凝土的其他性能.     

偏高岭土及其在高性能混凝土中的应用

介绍了偏高岭石结构、火山灰性及其在高性能混凝土中应用研究现状。有关研究结果表明：偏高岭土可有效提高水泥砂浆和混凝土的强度，改善混凝土的抗渗性和耐蚀性，有效地抑制碱集料反应等，是一种很有开发应用价值的混凝土功能性掺合料。     

在盐湖环境中高强与高性能混凝土的抗冻性

用快冻法研究了高强与高性能混凝土在水中和在西藏、内蒙古、新疆和青海盐湖卤水中的冻融耐久性,探讨了其冻融破坏机理．结果表明：在水中冻融时,活性掺合料严重降低了非引气高强混凝土的抗冻性,目前的非引气高性能混凝土不具备高抗冻性的特征,并非真正意义上的“高性能”,其冻融破坏起因于单硫型水化硫铝酸钙向钙矾石转化时的膨胀压,不含活性掺合料的普通与高强混凝土的冻融破坏源于水冻胀压;在盐湖卤水中冻融时,引起混凝土冻融破坏的主导因素是盐结晶压,混凝土的抗卤水冻蚀性主要取决于盐结晶压的损伤负效应和卤水冰点降低的损伤正效应,而且与盐湖卤水的成分密切相关。高强与高性能混凝土具有很高的抗卤水冻蚀性,在盐湖地区属于高耐久性的混凝土,适用于不同类型的盐湖环境。     

高强流态膨胀混凝土力学性能和膨胀行为

研究了高流态膨胀混凝土的强度性能、膨胀性能以及强度与膨胀的协调发展性能,考察了流态条件下中强和高强混凝土中膨胀剂的作用效应及细掺料对其的影响。研究表明高强流态膨胀混凝土的膨胀行为有其特殊性：在不加磨细矿渣(blast furnace slag,BFS)时,水养1d出现自收缩,整个硬化过程膨胀受到抑制,原因在于高强流态膨胀混凝土较高的强度,特别是较高的早期强度限制了膨胀的发挥,在混凝土内部存在“自约束效应”。掺加BFS后,未发现自收缩现象,限制膨胀率大于对应的未掺BFS时的限制膨胀率。BFS的加入使高强膨胀混凝土早期强度降低,膨胀效应得以较充分发挥。对比中低强膨胀混凝土分析认为：过高的强度(特别是早期强度)会抑制混凝土膨胀的发挥,而较低的强度(特别是早期强度)则会导致更多的膨胀变为无效膨胀。强度与膨胀协调发展这一膨胀混凝土的基本规律对于高强流态膨胀混凝土仍然适用且更为重要。     

加固混凝土梁的GFRP板抗拉强度与界面切应力

 为了研究玻璃纤维布的拉伸强度,通过5个涂浸渍胶和未涂胶的试件进行了轴向拉伸实验。结果表明,环氧 树脂不仅有粘贴和保护玻璃纤维布的作用,而且能够提高其拉伸强度。为进一步分析玻璃纤维强化塑料(GFRP)板对 加固结构的影响,特制备9个单层GFRP板加固混凝土梁试件,对其进行四点弯曲加载实验,并在其中一个试件的 GFRP表面粘贴了应变片,进行电测跟踪测试,从而得到结构损伤破坏过程曲线和应变片粘贴处的应变值。对比两种 实验得知,GFRP板轴向拉伸强度比四点弯曲实验得到的强度大。又由测试数据和力学模型,得到FRP板轴力以及与 混凝土间界面上的切应力分布曲线。