梳形共聚物分散剂羧基与聚醚侧链比例对水泥浆体流变性能的影响

本文系统研究了梳形共聚物分散剂羧基和聚醚侧链比例对水泥浆流变和分散性能的影响。结果表明：随共聚物主链中羧酸基团比例的提高,分散剂在水泥颗粒界面上吸附作用增强,分散性能提高,黏度下降,流变性能改善。但当羧基比例超过一定范围时,吸附能力反而下降,导致分散性能下降。同时,所有添加梳形共聚物的水泥浆体流动曲线方程都符合H—B方程,且具有良好的相关性。     

梳形共聚物侧链长度对水泥浆体早期性能的影响

研究了梳形共聚物侧链长度对水泥浆体的凝结、水化热效应和增强性能的影响。结果表明,随共聚物侧链长度增加,水泥浆凝结时间缩短,早期强度提高。而且梳形共聚物侧链对水泥水化放热性能影响也很显著,添加长侧链梳形共聚物可使水泥水化热平缓释放,放热速率和最高温峰大大降低,但水化热峰值出现的时间提前。     

超长侧链型梳形聚羧酸减水剂对水泥浆体分散与早期水化的影响

使用不饱和醇经过阴离子开环聚合加成环氧乙烷(EO)制得分子量较高的聚醚大单体,并进一步合成出超长侧链型梳形聚羧酸减水剂.考察了该减水剂对水泥浆体分散和早期水化的影响,结果发现,相比传统酯化法制得的超长侧链型梳形聚羧酸减水剂,合成的超长侧链型聚羧酸减水剂具有更好的分散和分散保持性能,且早强性能不降低,合成过程更简单、更环保.     

超长侧链梳形聚羧酸减水剂对水泥浆体早期性能的影响

选用2种不同类型的超长聚醚侧链来合成梳形聚羧酸共聚物,并作为水泥体系的分散剂。通过水泥浆体分散、水化行为和强度发展的试验结果表明,超长侧链梳形聚羧酸共聚物比普通梳形聚羧酸共聚物具有更显著加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用。对比2种类型的超长侧链聚羧酸,酯型超长侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-COO)具有更好的早强效果,而醚型超长聚醚侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-O)具有更好的分散作用。     

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。     

不同侧链长度的梳型共聚物对水泥/矿物掺合料体系性能的影响

按照分子设计的原理,通过接枝聚合反应制备了一系列具有不同侧链长度的梳型共聚物.研究了不同侧链长度的梳型共聚物对水泥/粉煤灰、水泥/硅灰以及水泥/偏高岭土体系的流变学性能及力学性能的影响.研究结果表明:侧链的长度和排列可以在一定程度上影响水泥及水泥/矿物掺合料的流变学性能和力学性能.但在各种体系中,其影响规律各不相同.与纯水泥体系相比,掺加适量的粉煤灰,可以明显提高水泥浆体的流变学性能,改善其泌水倾向,但其力学性能会明显降低;与硅灰相比,偏离岭土可以在基本不降低水泥浆体流动性的情况下,提高其力学性能.     

聚羧酸超塑化剂的侧链结构对其吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,制备了具有不同侧链长度的梳型共聚物,研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和水泥净浆流动度测试,对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征.结果表明,随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低.在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接入不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律.当侧链聚合度nEO=22和nEO=43的MPEG以摩尔比为1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能.     

醚类与酯类聚羧酸减水剂对水泥水化及分散性能的影响

采用2种不同类型、不同分子质量的聚醚大单体,通过调整主链长度使合成的醚类与酯类聚羧酸减水剂(PC)具有最佳分散性能,对比研究了醚类PC和酯类PC对水泥吸附、水化放热、水泥净浆分散性能及混凝土性能的影响。结果表明,醚类PC为短主链长侧链梳形结构,酯类PC为长主链短侧链梳形结构;醚类PC在水泥颗粒表面的吸附量高于酯类PC,而对抑制水泥净浆水化放热、水泥分散作用则是酯类PC优于醚类PC。在混凝土应用中,酯类PC比醚类PC具有更高的减水率,而醚类PC在坍落度及扩展度保持性方面优于酯类PC。     

MPEG侧链长度对聚羧酸超塑化剂吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,本文制备了一系列具有不同侧链长度的梳型共聚物。研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和净浆流动度测试对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征。结果表明:随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低;在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接人不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律;并且当侧链聚合度n_(EO)=22和n_(EO)=43按摩尔比1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能。     

聚羧酸超塑化剂稳定分散石膏浆体的研究

研究了甲基丙烯酸-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯共聚物(MAA-MPEGMA)、马来酸酐-烯丙基聚乙二醇醚共聚物(MA-APEG)、丙烯酸-烯丙基聚乙二醇醚共聚物(AA-APEG)这3种梳形聚羧酸接枝共聚物以及丙烯酸均聚物(PAA)对石膏粉体的分散性能.结果表明:聚合物侧链长度越短、相对分子质量越小、电荷密度越高,对石膏的分散性能越好,同时凝结时间也越长;聚羧酸共聚物能够改善石膏硬化体的微观结构和孔结构.掺加聚羧酸共聚物后显著降低了石膏硬化体的孔隙率;但是也明显增大了石膏硬化体的平均孔径和孔径分布.红外光谱分析表明,聚羧酸共聚物在石膏颗粒表面的吸附是一种化学吸附.3种共聚物对石膏的吸附强度顺序是:马来酸共聚物丙烯酸共聚物甲基丙烯酸共聚物.     

Effect of a commercial dispersion of multi walled carbon nanotubes on the hydration of an oil well cementing paste

This work studies the influence of a commercial dispersion of multi wall carbon nanotubes (MWCNT) on the hydration of a class G cement paste, at room and elevated down-hole temperatures. The MWCNT dispersion was produced with a solids concentration of 3.0 % by mass and an anionic surfactant as dispersing agent. Cement pastes with water-to-cement ratio of 0.45 and additions of solid MWCNT by mass of cement up to 0.50 % were studied. Isothermal calorimetry results showed a clear retardation of the hydration of cement caused by the surfactant contained in the MWCNT dispersion. Nevertheless, thermogravimetric evaluations showed that once the hydration reaction resumed, the retardation effect of the surfactant did not have a negative impact on the amount of hydration products precipitated. It was concluded that the commercial MWCNT dispersion presents a good potential to be applied in oil well cement pastes.     

聚合物纳米粒子型减水剂的合成与性能

采用自由基聚合法,以丙烯酸、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯和苯乙烯制得亲疏水性不同的高分子.通过调整亲水性和疏水性单体的共聚比例,逐渐改变共聚分子的水溶性.当疏水单体苯乙烯掺量（质量分数）占到总单体的50%及以上时,所合成的共聚分子通过疏水相互作用自组装形成高分子纳米颗粒,由水溶性高分子溶液转变为水分散性高分子乳液.随着共聚单体苯乙烯掺量的增大,自组装纳米粒子的粒径逐渐增大.采用净浆流动度评价了合成的高分子纳米粒子对水泥浆的减水分散作用,发现掺入纳米粒子乳液可显著提高水泥浆体的流动性,并表现出良好的缓释性和流动性保持能力;采用等温微量热仪研究了纳米粒子乳液对水泥水化进程的影响,发现纳米粒子乳液同样表现出延缓水泥水化的效应,但缓凝性远小于常用的聚羧酸减水剂.     

聚羧酸系超塑化剂对水泥浆体流动性的影响

在水泥浆体中分别掺入2种含不同数量官能团共聚的羧酸系超塑化剂，比较了它们对新拌水泥浆体流动性的影响。结果表明：较大幅度地增加羧基数量并小幅度地增加磺酸基数量，就相当于增加了吸附点的数量，也就是增加了水泥颗粒表面对超塑化剂的吸附能力，从而使得液相中超塑化剂量减少，分散能力减弱；较大幅度地减少羟基数量，可相对加速水泥的水化过程，从而加速水泥颗粒对超塑化剂的吸附；羧基数量的大幅度增加所造成的正面作用(Zeta电位绝对值增加、缓凝作用增加)小于负面作用(吸附点的增加)。     

改善聚羧酸超塑化剂与蒙脱土适应性的抗泥剂及其机理研究

采用水泥净浆流动度来评价抗泥剂(JJA-KNJ)对加蒙脱土水泥中聚羧酸超塑化剂(PCE)分散性能的改善效果,并结合有机碳含量(TOC),热重(TG),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析,研究了JJA-KNJ与蒙脱土之间的作用机理.结果表明:抗泥剂JJA-KNJ可改善PCE对加蒙脱土水泥的初始分散能力,显著改善PCE对加蒙脱土水泥的经时分散能力,提高其保坍性能;当PCE与JJA-KNJ同时存在时,JJA-KNJ能降低蒙脱土对PCE的吸附量,使得蒙脱土表面变得更加光滑,且空隙更小;JJA-KNJ溶于水后,吸附在蒙脱土颗粒的表面上,形成一层有机阳离子聚合物保护膜,阻止PCE的侧链进入蒙脱土的层间;JJA-KNJ在水泥水化的碱性条件下对蒙脱土颗粒具有明显的稳定效果,而且这一效果不会随着时间的延长出现明显衰减.     

粉煤灰对水泥浆体自收缩和抗压强度的影响

设计组装了水泥浆体自收缩测量装置,进行了不同粉煤灰掺量和水胶比的水泥浆体自收缩和抗压强度测试,采用压汞测孔仪(MIP)、扫描电镜(SEM)等测试技术研究了粉煤灰对水泥浆体孔结构、产物形貌等微观结构的影响,并对其影响机理进行了分析.结果表明:粉煤灰能够有效抑制水泥浆体的早期自收缩,在7d前,其自收缩随着粉煤灰掺量的增加而...     

聚合物乳液在水泥颗粒表面吸附的影响因素——乳液类型及聚灰比

为了研究影响聚合物颗粒在水泥表面吸附行为的因素,测试了掺乳液前后新拌浆体zeta电位随时间的变化,并研究了乳液类型及聚灰比(mL/mC)对水泥粒子吸附乳液中聚合物颗粒(简称乳液颗粒)的影响.结果表明：水泥粒子会吸附乳液颗粒,阴离子型乳液颗粒较非离子型乳液颗粒更易被水泥粒子吸附;随聚灰比的增加,水泥粒子对乳液颗粒的吸附量有一个最大值,且乳液颗粒在水泥表面的吸附是单层的.     

梳形聚羧酸系减水剂与水泥的相容性研究

选用4种梳形聚羧酸系减水剂、4种水泥、3种可溶性硫酸盐、2种矿物超细粉等原材料，通过测试掺减水剂水泥浆体的Zeta电位、净浆流动度损失以及混凝土性能等，说明聚羧酸系减水剂结构与性能、水泥组成与性能、电解质多价阳离子及矿物超细粉掺量等对聚羧酸系减水剂与水泥之间的相容性有重要影响．