聚丙烯酰胺对水泥浆体流动度的影响机理研究

研究了聚丙烯酰胺(PAM)对水泥浆体流动度的影响规律,测试了水泥颗粒的粒径分布、水泥浆体的流变参数和水泥颗粒对减水剂的吸附率,分析了PAM影响机理。结果表明：微量的PAM可使水泥浆体的流动度显著下降;PAM促进了水泥浆体絮凝、提升了水泥浆体的黏度是造成水泥浆体流动度不良的主要原因。     

基于水膜理论研究粉煤灰和矿粉对水泥浆体工作性的影响

研究了粉煤灰、矿粉和聚羧酸减水剂对胶凝材料填充密度的影响,通过填充密度计算胶凝材料的水膜厚度,最后分析了水膜厚度与水泥浆体的黏聚性和流动度的关系。结果表明：随着粉煤灰掺量从0增大到40%,胶凝材料的填充密度提升5.31%,而矿粉在相同掺量下仅使填充密度提高了0.92%,聚羧酸减水剂掺入后大幅提高了胶凝材料的填充密度;填充密度增大可使自由水量增多,水膜厚度增大,但比表面积增大会导致水膜厚度下降;粉煤灰的掺入使胶凝材料的水膜厚度增大,水泥浆体黏聚性降低,流动度增大;矿粉掺入后使胶凝材料的水膜厚度降低,水泥浆体流动度下降,但聚羧酸减水剂掺入后水泥浆体的黏聚性显著降低,流动度大幅增加;聚羧酸减水剂通过影响水膜厚度进而影响水泥浆体的黏聚性和流动度。     

聚羧酸序列结构对水泥浆体早期性能的影响

通过测试不同序列结构的聚羧酸(PCE)在水泥浆体中的吸附特性,对水泥浆体流动度、水化放热速率、水化产物生成量、水泥水化产物形貌等的影响,揭示了PCE序列结构对水泥浆体早期性能的影响规律。结果表明:与无规PCE相比,嵌段PCE吸附量较大,吸附速率较快,因此,初始分散性较好,流动度损失较大。水化放热速率表明:掺嵌段PCE的水泥水化诱导期缩短、水化主放热峰出现得更早。XRD、SEM结果进一步表明:嵌段PCE加速了钙矾石和C-S-H凝胶的生成,同时促进了C_3A和C_3S的水化过程。     

水泥助磨剂对水泥与减水剂相容性的影响

在水泥的生产过程中,助磨剂的加入能够明显降低生产所需要的能量,提高水泥粉磨的颗粒大小和水泥颗粒的比表面积。通过对单组分的有机和无机助磨剂、多功能复合助磨剂对水泥筛余大小、比表面积变化的分析,观察了水泥浆体的水化速率和结构,研究了水泥助磨剂对水泥与减水剂相容性之间的关系。以水泥净浆流动度为指标,得到了助磨剂对聚羧酸减水剂和萘系减水剂之间相容性的影响,即:助磨剂的加入,有利于水泥水化早期产物的形成,提高了水化效率,使水泥拥有更加紧密的结构,提高了水泥的质量;萘系减水剂与水泥的相容性受助磨剂的影响较大;包含缓凝剂的复合助磨剂能够明显的增强水泥的强度,而过量的引气剂掺入到水泥浆体之中,对水泥强度起到了不利的影响。     

高效减水剂对钙矾石结晶形成影响的研究进展

在水泥水化初期,钙矾石的形成对水泥浆体的流动性和流动性经时损失等性能有着重要的影响。本文综述了掺加高效减水剂对钙矾石结晶形成的不同作用效果,分析了产生两种不同作用效果(吸附抑制和吸附促进)的原因。     

花岗岩石粉对水泥浆体流变特性的影响研究

为了解决传统矿物掺合料匮乏以及废弃花岗岩石粉对环境的污染问题,该文通过采用不同掺量和不同细度花岗岩石粉取代水泥,并对水泥浆体流动度、颗粒湿堆积密实度、剪切应力、黏度和Zeta电位等流变性能指标进行测试,研究了花岗岩石粉掺量和细度对于水泥浆体流变性能的影响。研究结果表明:花岗岩石粉相较于水泥颗粒,对减水剂具有很强的吸附作用,在流动度相同时,花岗岩石粉掺量越多,浆体所需减水剂的用量越多;随着花岗岩石粉细度增加,颗粒变细,浆体的颗粒湿堆积密实度提高,剪切应力减小,黏度降低,流变性能提高;花岗岩石粉颗粒的Zeta电位低于水泥颗粒,因此花岗岩石粉颗粒的分散性比水泥差,从而降低了水泥浆体的流变性。     

再生微粉流动性试验研究

通过测定掺不同种类再生微粉水泥净浆的减水剂用量和流动度经时损失,以正交试验为研究手段,并结合ASAP2020比表面积测试仪和SEM进行微观分析,重点探讨不同种类再生微粉和高效减水剂对净浆流动性能的影响趋势。试验结果表明:再生微粉颗粒形态差、比表面积大是导致再生微粉浆体减水剂用量和流动度经时损失增加的重要原因;当再生微粉以30%掺量替代水泥时,掺不同种类再生微粉浆体的减水剂用量和流动度经时损失均表现出相同的变化趋势,掺再生混凝土微粉浆体掺再生砂浆微粉浆体掺再生砖粉的浆体纯水泥浆体。     

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.     

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.     

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。     

不同缓凝成分与聚羧酸减水剂的相容性研究

为了探讨不同品种的缓凝剂与聚羧酸减水剂的相容性,研究了柠檬酸、葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠和蔗糖4种常用的缓凝组分与聚羧酸减水剂复配后对水泥净浆流动度、流动度损失、凝结时间和抗折抗压强度的影响,初步分析了各种缓凝剂与聚羧酸减水剂的相容性影响机理.结果表明,葡萄糖酸钠、六偏磷酸钠和蔗糖与聚羧酸减水剂复合有利于提高混凝土的工作性能;复掺葡萄糖酸钠和蔗糖对水泥凝结时间的延长效果较好;复掺PN后水泥胶砂在各龄期的抗折和抗压强度均有提高;复掺ZT后水泥胶砂的早期强度降低,中后期强度提高幅度较小.从提高浆体的工作性能、延缓凝结时间、提高力学性能等3个方面考虑,PN与聚羧酸减水剂的相容性较为理想.     

聚羧酸高效减水剂与缓凝剂的复配研究

通过在聚羧酸高效减水剂中复配葡萄糖酸钠缓凝剂,能够改善水泥浆体流动性能,显著延长初凝时间,提高水泥胶砂早期和后期强度,解决聚羧酸高效减水剂与水泥的适应问题.     

减水剂在粉煤灰水泥浆体中的吸附及其流变性能影响

针对减水剂—粉煤灰体系的相互作用与分散特性开展研究,通过采用不同性质的粉煤灰和减水剂,研究了减水剂在水泥等胶凝颗粒上的吸附量、zeta电位等界面化学性质,并且测定了不同系统的屈服应力和塑性黏度等流变特性,建立了减水剂吸附量、zeta电位和水泥浆体流变参数之间的关系。试验结果表明:高效减水剂在粉煤灰颗粒表面的吸附规律与水泥颗粒完全不同。由于粉煤灰颗粒较为光滑并且表面动电位为负值,因此对高效减水剂的吸附能力较弱,其吸附能力随粉煤灰密度和颗粒大小差异较大。对于粉煤灰水泥浆体,其流变参数变化与减水剂吸附量关系较小,主要受粉煤灰技术性质的影响。由于粉煤灰表面动电位绝对值远高于掺入减水剂的硅酸盐水泥颗粒表面动电位绝对值,因此其自身具有颗粒分散趋势,及粉煤灰颗粒自身具有增加水泥浆体流动能力的能力。硅酸盐水泥和粉煤灰颗粒吸附萘系减水剂的能力大于吸附聚羧酸盐减水剂的能力。     

可溶碱对水泥/氨基磺酸盐减水剂相容性的影响

测定了水泥浆体中的总碱含量和可溶碱含量.通过掺加K2CO3溶液(改变水泥浆体中可溶碱的含量),同时调整氨基磺酸盐高效减水剂掺量,观察水泥浆体的流动度和流动度经时损失变化,以确定水泥浆体中可溶碱含量对水泥/氨基磺酸盐高效减水剂相容性的影响.研究结果表明:氨基磺酸盐高效减水剂掺量和水泥中的可溶碱含量共同决定了水泥浆体的流动度.水泥中所含可溶碱含量低于最佳可溶碱含量.当氨基磺酸盐高效减水剂掺量小于其饱和掺量时,掺加适量的可溶碱有助于提高水泥浆体的流动度,减小水泥浆体流动度经时损失;当氨基磺酸盐高效减水剂掺量大于其饱和掺量时,则基本上可以不考虑可溶碱含量对水泥浆体流动度的影响.     

CFB粉煤灰作水泥混合材时与聚羧酸减水剂的相容性研究

采用净浆流动度、总有机碳吸附法研究了CFB粉煤灰水泥与聚羧酸减水剂的相容性,探讨了改变石膏种类,降低CFB粉煤灰的烧失量,复掺矿物掺合料及外掺无机盐等措施对CFB粉煤灰水泥与减水剂相容性的影响。结果表明:改变石膏种类及复掺混合材对减水剂相容性的改善效果较小;降低CFB粉煤灰的烧失量能有效减小CFB粉煤灰对减水剂分子的吸附量,增大水泥浆体的初始流动度,且减小经时损失;外掺磷酸盐对减水剂相容性的改善效果显著,初始流动度由200mm提高到了260mm,1h后仍然具有较好的流动性。     

木聚脂肪族高效减水剂与水泥相容性研究

通过水泥净浆流动度试验,研究了新型木聚脂肪族高效减水剂与水泥的相容性.讨论了不同掺量减水剂与不同熟料、不同细度、含不同混合材及其掺量的水泥之间的相容性.结果表明,减水剂掺量为1.6%时与各种水泥有良好的相容性.但水泥比表面积大于4000cm2/g时,随着水泥比表面积的增加,30min及60min经时流动度损失较大;当水泥熟料中C3A含量较低(10%以下)时,降低C3S/C2S比值可以减小水泥浆体流动度的经时损失.粉煤灰与矿粉双掺,可以进一步提高木聚脂肪族高效减水剂与水泥的相容性.     

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。     

矿物掺合料对水泥与减水剂相容性的影响

减水剂与水泥容易出现相容性不良的问题,而添加适量矿物掺合料有助于改善水泥与减水剂的相容性。该文研究了三种减水剂和粉煤灰、硅灰和矿渣粉与水泥的相容性,通过测定相应时间的水泥净浆流动度表征相容性。通过改变减水剂的种类和掺量,确定了减水剂的最佳掺量(饱和点掺量),改变矿物掺合料的掺量,确定了粉煤灰、硅灰和矿渣粉的最佳掺量。采用TOC法测试了矿物掺合料对聚羧酸减水剂吸附量的影响;采用电声法测定了水泥-聚羧酸减水剂体系浆体的zeta电位,分析了矿物掺合料影响聚羧酸减水剂与水泥相容性的机理。结果表明:两种聚羧酸系高性能减水剂与水泥和粉煤灰、硅灰和矿渣粉的相容性比萘系减水剂效果好,在一定掺量范围内,粉煤灰和矿渣粉能够明显增加水泥浆体的流动度,硅灰显著降低了水泥浆体的流动性,复掺效果较好,矿物掺合料的最佳掺量为:粉煤灰15%,硅灰5%,矿渣粉10%,粉煤灰与矿渣粉有利于增加聚羧酸减水剂的有效吸附量,降低水泥-聚羧酸减水剂浆体的zeta电位,改善水泥浆体的和易性。     

钢铁渣粉对减水剂与水泥相容性的影响

通过测定浆体的流动度、混凝土的坍落度及它们的经时损失,研究了钢铁渣粉对水泥与减水剂相容性的影响。结果表明:在减水剂掺量相同时,掺入钢铁渣粉的水泥浆体比对照组的水泥浆体具有更大的流动度和更小的流动度经时损失;在混凝土有相近的初始坍落度时,掺入钢铁渣粉的混凝土比对照组的混凝土需要的减水剂掺量少。钢铁渣粉能够改善水泥与减水剂(包括聚羧酸和萘系减水剂)的相容性,其效果与矿渣粉对水泥与减水剂的相容性的改善效果相近。     

不同功能性官能团聚羧酸减水剂分散性能研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)为单体,以过硫酸铵(APS)为引发剂,共聚制得聚羧酸减水剂(SPs).通过分别引入苯乙烯(SM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和对苯乙烯磷酸(VPPA)来调整功能性官能团的种类和用量,研究其对水泥净浆流动度、Zeta电位和吸附量的影响.研究发现,在减水剂中引入适量磷酸基可有效增大水泥净浆流动度,磺酸基次之,而苯乙烯会降低水泥浆体流动度;通过Zeta电位及吸附量测试得出,含有磷酸基的减水剂吸附在水泥颗粒表面的数量最多,且静电斥力最大,磺酸基次之,苯乙烯最少.