泥粉对掺高效减水剂水泥浆体流动性的影响及对策研究

采用从砂中洗出来的泥粉外掺入到萘系、氨基磺酸盐及聚羧酸三种高效减水剂塑化的水泥浆体中,测试其流动度.测试结果表明,随泥粉掺量的增大,浆体流动度出现不同程度的降低.采用保持水/(水泥+泥粉)不变和掺入适量缓凝剂葡萄糖酸钠的方法改善浆体流动度,测试结果表明掺萘系和氨基磺酸盐高效减水剂浆体的流动度得以改善,而掺聚羧酸高效减水剂浆体的流动度则改善效果不明显.最后通过测试水泥浆体和泥浆的Zeta电位和对高效减水剂的吸附量,分析了泥粉对掺三种高效减水剂水泥浆体流动性产生不同影响的原因.     

磷铝酸盐水泥基灌浆材料流变性能及保水性能

采用低pH值水泥基材料固化高放射废弃物具有很好的优势,而水泥基灌浆材料的流变性能是评价高放废物深地质处置用灌浆材料的重要指标之一.探究了水灰比、外加剂对磷铝酸盐水泥流变性能以及保水性能的影响规律.结果表明:水灰比越大,浆体粘度越小,流动性能越好,但浆体越不稳定,越容易离析;而且MgO膨胀剂的掺入,增大了浆体的粘度,其中膨胀剂活性越高,浆体的流变性越差;羟丙基甲基纤维素醚以及钠基膨润土掺入改善水泥浆体保水性能,羟丙基甲基纤维素醚的保水效果优于钠基膨润土,当HPMC掺量大于0.3%,灌浆液不析水;掺加减水剂降低了浆体的粘度,且聚羧酸系减水剂的减水效果优于萘系减水剂,同时减水剂的掺入会使浆体的稳定性下降.     

硫酸盐对萘系减水剂与水泥相容性的影响

通过改变水泥浆体中的硫酸盐含量,以及调整萘系减水剂的掺量,观察水泥浆体的流动性和流动性经时损失的变化,由此确定萘系减水剂的饱和点。同时测定水泥浆体的水化放热,确定水泥浆体中硫酸盐含量对水泥和萘系减水剂相容性的影响。结果表明:减水剂掺量和水泥中硫酸盐的含量共同影响水泥浆体的流动度。掺加适量的硫酸盐可降低水泥的水化热,延缓水泥的水化反应,提高萘系减水剂与水泥的相容性,减少流动性经时损失。当水泥浆体中有适量萘系减水剂存在时,硫酸盐的作用更明显。     

外加剂添加时间对水泥浆体吸附和分散性能的影响

通过分析外加剂添加时间对水泥浆体吸附、Zeta电位、流动度的影响及其相互关系,研究了萘系高效减水剂和聚羧酸系高效减水剂对普通硅酸盐水泥浆体吸附及分散性能的影响.结果表明:随减水剂添加时间的延迟,水泥颗粒对萘系减水剂和聚羧酸减水剂的吸附量均急剧降低至趋于平缓;减水剂添加时间对水泥浆体吸附、电位与流动度之间关系的影响不同,随着添加时间的延长,减水剂吸附量降低、电位绝对值减小;萘系高效减水剂最佳掺加时间为加水后10 min左右,此时水泥颗粒对减水剂分子的吸附量偏低,对应的水泥浆体达到最佳的流动度;聚羧酸系高效减水剂与水同掺时吸附量最大,对应水泥浆体的流动度也最大.     

水泥和黏土矿物对不同减水剂的吸附特性

采用有机碳测定仪和紫外分光光度计,分别研究了聚羧酸减水剂、萘系减水剂和木质素磺酸钠在水泥、高岭土和蒙脱石颗粒表面的吸附特性,并对掺高岭土和蒙脱石的水泥净浆的流动度和黏度进行了测试,用三维视频显微镜观察了三种颗粒的形貌特征。结果表明:水泥、高岭土和蒙脱石对不同减水剂的吸附量不同;水泥比高岭土和蒙脱石对萘系减水剂的吸附量大,高岭土和蒙脱石比水泥对聚羧酸和木质素磺酸钠减水剂的吸附量大;水泥和高岭土颗粒表面较平滑,蒙脱石表面较粗糙;在掺入不同减水剂的水泥浆体中,蒙脱石和高岭土的掺入都会降低浆体流动度,提高浆体黏度,并且蒙脱石的影响更大。     

SP炉窑灰对水泥与减水剂相容性影响的研究

研究了不同掺量的SP炉窑灰对水泥与萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂和聚羧酸盐减水剂的相容性的影响,同时还探讨了石灰石对水泥与萘系减水剂相容性的影响。结果表明,掺适量SP炉窑灰的水泥与萘系减水剂的相容性良好,水泥浆体初始流动度大,无泌水、聚结等现象,但与氨基磺酸盐减水剂和聚羧酸盐减水剂的相容性较差,分别表现为初始流动度低和泌水、聚结现象严重;掺加石灰石的水泥净浆初始流动度增大,流动度经时损失减小。     

硫酸盐对聚羧酸减水剂分散性能的影响

研究了硫酸盐类型及含量对掺有聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度、砂浆扩展度的影响,以及对浆体粘度和浆体液相溶液表面张力的影响.研究表明:易溶性硫酸盐K2SO4、Na2SO4对水泥浆体分散性能的负面影响比二水石膏大,但有适量易溶性硫酸盐存在时,SO2-4快速溶解于浆体液相溶液中,减少水泥颗粒和水化产物对聚羧酸减水剂分子的包裹和消耗,降低液相溶液表面张力,增加表面活性,提高微引气作用,有利于提高聚羧酸减水剂的分散性.     

石膏对硅酸盐水泥与萘系减水剂相容性的影响

采用Marsh筒法研究了石膏的种类及掺量对硅酸盐水泥与萘系减水剂相容性的影响。研究结果表明：①水泥中掺加石膏的种类对萘系减水剂的饱和掺量点影响不大。②掺加脱硫石膏的水泥浆体的初始Marsh时间要小于掺加二水石膏的水泥浆体。当减水剂掺量较小时,掺加脱硫石膏时水泥浆体的60minMarsh时间要小于掺加二水石膏的;而当减水剂掺量在2．1％以上时,情况则反之：达到饱和掺量点后,掺有二水石膏的水泥浆体的Marsh时间经时损失率要小于掺有脱硫石膏的水泥浆体。⑨在萘系减水剂的掺量较小时,随着水泥中石膏掺量的增加,水泥浆体的Marsh时间呈减小趋势;当萘系减水剂掺量增加到一定程度时,随着水泥中石膏掺量的增加,这种趋势不再明显。④对于初始Marsh时间来说,随着石膏掺量的增加,减水剂的饱和掺量点明显下降。而对于60minMarsh时间来说,随着石膏掺量的增加,减水剂的饱和掺量点则保持不变。     

葡萄糖酸钠对萘系高效减水剂塑化水泥浆体流动性的影响(英文)

研究了掺萘系高效减水剂浆体中同时掺入葡萄糖酸钠时,对水泥浆体流动性和流动性损失的影响。适量的葡萄糖酸钠可显著提高浆体初始流动度,并降低流动度损失。采用紫外分光光度计、zeta电位仪、X衍射仪和扫描电子显微镜测试了浆体对萘系高效减水剂的吸附量、水泥颗粒表面电位、水化产物钙矾石X衍射峰值强度和微观形貌。结果表明:在同等萘系高效减水剂掺量下,葡萄糖酸钠延缓了钙矾石的生成,并与萘系减水剂在水泥颗粒表面形成竞争吸附,导致了水化过程中萘系高效减水剂消耗量的降低,增加了高效减水剂在水泥颗粒表面的有效吸附量。     

水泥浆体体系ζ-电位探究

本文通过电泳法系统测定了水泥浆体体系的ζ-电位,研究了实际工程应用中,对水泥浆体性质影响较大、实际可控的五个因素对水泥浆体ζ-电位的影响规律.研究证明:水化时间,掺合料对水泥浆体的ζ-电位影响不大;低水灰比时,水泥浆体中电解质离子浓度较高;聚羧酸减水剂能有效提高水泥颗粒表面ζ-电位,但聚羧酸减水剂对ζ-电位的影响不如萘系减水剂的大;适量硫酸盐可提高掺聚羧酸减水剂的水泥浆体ζ-电位,增加水泥颗粒间静电斥力,对水泥浆体的分散性和流动性有利.实验结论对研究水泥浆体的介电性质、流变性能及水泥与减水剂的分散性具有较高的理论参考价值.     

减水剂与低硫酸盐含量水泥的相容性

研究了硫酸盐含量不超过2.00%的胶凝材料中,硫酸盐含量变化对减水剂与胶凝材料相容性的影响规律及微观机理。通过测定0.39%～3.00%硫酸盐含量的浆体在相同流动度下的水胶比和减水剂掺量,确定硫酸盐含量降低对减水剂作用效果的影响规律。研究了减水剂的吸附行为和硫酸盐含量低于2.00%的水泥浆体早期水化产物的变化情况。结果表明:当水泥浆体中硫酸盐含量低于1.50%时,浆体硫酸盐含量的降低使水泥早期生成大量Ca(OH)2,新拌浆体Zeta电位显著提高,增加了减水剂的吸附量和早期水化产物对减水剂分子的包裹与吞噬作用。硫酸盐含量降低对低电荷密度的聚羧酸减水剂影响较小,因此,当胶凝材料中硫酸盐含量低于2.00%时,应尽量选取低电荷密度的聚羧酸减水剂,以避免相容性问题的出现。     

萘系高效减水剂对HBC和PC水泥浆体流变性的影响

用旋转粘度计法研究了掺加萘系高效减水剂的高贝利特水泥(HBC)和硅酸盐水泥(PC)浆体的流变性能。研究表明,不掺高效减水剂的HBC和PC浆体流变模式符合宾汉塑性模式τ=τ0+μp·γ,而掺加1.0%萘系高效减水剂后的HBC和PC水泥浆体趋向于符合更简单的流体模式即牛顿流体模式τ=μp×γ。在不同的剪切速率以及不同的水灰比下掺加或不掺加高效减水剂的HBC水泥浆体的剪切应力都明显低于PC,说明HBC水泥浆体的流动性明显优于硅酸盐水泥,即在相同的条件HBC水泥浆体的流动度大于PC水泥浆体的流动度,使得HBC水泥比PC水泥表现出更优异的工作性。水泥浆体中萘系高效减水剂有一个最佳掺入范围,对本试验中涉及的HBC而言大约在0.8%～1.2%之间,PC大约在1.0%～1.5%之间,在这个范围内高效减水剂可以发挥出它的最大减水作用。     

铁尾矿粉、砂泥粉对水泥-减水剂体系工作性能的影响

为揭示铁尾矿粉和天然河砂中砂泥粉对水泥净浆体系的影响规律,分别测试了聚羧酸减水剂（ PCA）和萘系减水剂（ FDN）与两类粉体双掺后水泥浆动电电位和流变参数。结果表明：铁尾矿粉与砂泥粉对水泥-减水剂体系工作性能的影响存在显著差异。在PCA-水泥浆与铁尾矿粉或砂泥粉的双掺体系中,含铁尾矿粉水泥浆动电电位及塑性粘度变化率明显低于含砂泥粉水泥浆体系,铁尾矿粉对水泥浆流动性影响较小;采用FDN时,含砂泥粉的水泥浆体系流动性能优于掺铁尾矿粉的水泥浆体系;当水泥浆体系中粉体外掺量达到7％时,浆体塑性粘度显著增加,浆体体系流动性较差。     

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。     

炭粉对聚羧酸系减水剂与水泥相容性的影响

以炭粉模拟研究聚羧酸系减水剂对与水泥相容性的影响,测定了炭粉对水泥净浆流动性能、流变性能及吸附性能的影响,同时提出了炭粉对聚羧酸系减水剂的吸附模型。结果表明:(1)当炭粉含量为3%时,掺聚羧酸系减水剂的水泥浆体相容性不良;(2)炭粉可增大水泥净浆的粘度及屈服应力;(3)炭粉可使浆体由触变性立即转变为反触变性;(4)当减水剂平衡浓度≤3 g/L时,炭粉对减水剂的吸附为单分子层吸附,符合Langmuir吸附模型。     

聚羧酸减水剂与水泥-粉煤灰胶凝体系的相容性研究

采用水泥浆体流动性的实验方法,通过测量浆体流动度和观察实验现象评价高效减水剂与水泥以及粉煤灰的相容性。经过测试,聚羧酸减水剂与水泥的相容性好,并且粉煤灰对减水剂与水泥的相容性具有改善作用。聚羧酸减水剂在水泥浆体上有饱和点和离析点。各条减水剂掺量-浆体流动度曲线之间有一定的相关性。60min流动度的经时损失较30min更能反映减水剡与水泥的相容性。     

磺酸基对聚羧酸减水剂性能的影响

研究了磺酸基对聚羧酸减水剂性能的影响,研究表明:聚羧酸减水剂在合成过程中掺入磺酸基:(1)可以一定程度上改善水泥净浆初始流动度和水泥净浆1h经时流动度,但是磺酸基掺量过高则会降低水泥净浆流动度,当磺酸基与TPEG摩尔比为0.4的时候效果最好;(2)在剪切速率一定的情况下,剪切应力随着磺酸基掺量的增加而增加,水泥浆体粘度随着磺酸基掺量的增加而降低;(3)对水泥胶砂1d强度影响不大,但是水泥胶砂3d、28d强度均有所提高,摩尔比为0.4的时候效果相对较好;(4)对水泥水化产物并没有太大影响,但是磺酸基的加入会促进C3S的水化,同时也说明了掺入磺酸基的水泥胶砂28d强度有所提高。     

聚羧酸系减水剂的分散作用及其引气性能(英文)

采用自由基聚合法合成了一系列聚羧酸减水剂,通过正交试验研究了减水剂官能团种类及比例,引发剂、链转移剂对其在水泥浆中分散性能的影响.在此基础上,通过优化官能团比例及调整分子量合成了一种引气惟低且分散性高的聚羧酸系减水剂.分析了官能团比例和分子量对聚羧酸系减水剂引气性能的影响,探讨了分子量及其分布与聚羧酸系减水剂的分散性能及其饱和掺量的关系.结果表明:合适的官能团比例是降低聚羧酸系减水剂引气性的前提.官能团比例合适时,分子量过高将导致其引气性增强,聚羧酸系减水剂在水泥净浆中的分散性低,且在水泥砂浆中的饱和掺量高.     

磷酸和两性季铵盐改性聚羧酸减水剂研究

为研究不同电荷分布的减水剂对水泥浆体流动性能的影响,分别引入了磷酸基团和季铵盐合成了聚羧酸系减水剂PCE-P和PCE-N.利用红外光谱分析、流变仪和ζ电位手段表征,对水泥净浆流动度和保坍性能进行了测试.结果表明,制备的磷酸改性的共聚物在相同的水灰比和掺量下与水泥颗粒的表面正电荷具有较强的静电吸附作用,在掺入质量分数为0...     

改性温轮胶微丸的特性研究

温轮胶是胞外多糖,已被广泛用于建筑材料领域。但是因为其支链上含有大量的羧基基团,具有很大的电荷密度,会与减水剂(特别是聚羧酸减水剂)这类的阴离子型外加剂产生竞争吸附,影响此类外加剂的使用效果。研制开发出一种新型的改性温轮胶微丸,旨在改善温轮胶与聚羧酸减水剂之间的竞争吸附问题。对掺入该类型温轮胶微丸后水泥浆体流变性能和1 h静置泌水率的变化以及水泥砂浆流动度、抗折和抗压强度的变化进行研究。结果表明:改性温轮胶微丸能够有效地降低水泥浆体的触变性;且当改性温轮胶微丸掺入水泥浆体中时,水泥浆体1 h静置泌水率和原状温轮胶一样,能很好地解决浆体的离析泌水问题;同时改性温轮胶微丸能够有效地改善水泥砂浆的工作性能,并能在一定程度上提高水泥砂浆的强度。