高岭土对聚羧酸减水剂分散性能的影响

粘附在骨料表面的粘土是劣化聚羧酸减水剂(PCA)分散性能的关键因素。本文采用坍落度法、总有机碳分析仪研究了长江中下游地区常见的粘土矿物——高岭土对掺聚羧酸减水剂的混凝土流动度和吸附性能的影响规律。结果表明:高岭土造成聚羧酸减水剂分散能力的降低,总有机碳(TOC)的分析结果表明高岭土对聚羧酸减水剂的强烈吸附是造成其分散能力下降的根本原因。     

硫酸盐相容型聚羧酸减水剂的吸附-分散机理

利用等温吸附、XRD、DTA和化学分析研究了硫酸盐相容型聚羧酸减水剂(PCA)与水泥颗粒之间的相互作用机理。结果表明,聚羧酸减水剂能加速水泥水化初期钙矾石(AFt)和单硫型水化硫铝酸钙(AFm)的形成,并且当水泥中存在石灰石微粉时,还可加速早期单碳型水化硫铝酸钙的形成,从而降低了水泥颗粒对PCA的吸附。由于建立了静电斥力与空间位阻作用协同作用机制,PCA在获得高分散性的同时,使混凝土具有优异的坍落度经时保持性能。硫酸盐相容型聚羧酸减水剂与萘系高效减水剂相容,可共同使用。     

聚羧酸减水剂在石膏粉体表面的吸附性能

采用紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱分析技术,研究了聚羧酸减水剂在石膏颗粒表面的吸附行为.结果表明,聚羧酸减水剂在石膏粉体表面的吸附呈Langmuir等温吸附形式.聚羧酸减水剂在石膏颗粒表面的吸附是一个放热反应,吸附量随着温度的升高而降低,根据Clausius-Clapeyron方程计算吸附热为7.7 kJ/mol.标准吸附自由能小于0,吸附是自发的.红外光谱分析显示,吸附在石膏粉体表面的聚羧酸减水剂的-COO-根的反对称伸缩振动峰由1644 cm-1迁移至1618 cm-1,说明在石膏颗粒表面的吸附是通过分子结构上羧基与Ca2+间的配合作用实现的,是一种化学吸附.     

水泥与石粉对聚羧酸系减水剂的竞争吸附及机理

针对机制砂高石粉含量及应用环境变化导致混凝土流动性显著下降的问题,在石粉等质量替代水泥的条件下,通过研究水泥浆体流动性变化规律及与环境温度的相关性、石粉与水泥对聚羧酸减水剂(PCE)的竞争吸附性能,揭示其竞争吸附机理。结果表明:在20、40℃条件下,石粉替代率为20%时水泥净浆流动度较纯水泥浆体分别减小了5.3%、24.3%,对流动度影响显著;当PCE折固掺量为0.3%时,水泥对PCE的吸附量为0.41 mg/g并达到饱和,石粉对PCE的吸附量为0.58 mg/g,且随PCE掺量的增加吸附量持续增大。石粉对PCE的吸附能力强于水泥颗粒,环境温度的升高会加快水泥颗粒和石粉对减水剂的吸附。     

地铁管片混凝土快分散型聚羧酸减水剂的开发与应用

采用净浆流动度、流变性能、PCE的吸附性能对开发的减水剂进行分散性能评价,优选出快分散型聚羧酸减水剂。结果表明:随时间延长,PCE8流动度降低速率逐渐变缓,PCE6-2的流动度在20 min后加速损失;同掺量和低剪切速率下PCE6-1、PCE6-2的黏度总是高于PCE8,高剪切速率下PCE6-2的黏度低于PCE6-1、PCE8,在实际管片生产中,高频振动时PCE6-2的黏度迅速降低,有利于气泡排出;初始同流动度前30 min时PCE6-1、PCE6-2的黏度始终低于PCE8,30 min后PCE6-2黏度迅速上升,到60 min时PCE6-2的黏度高于PCE8、PCE6-1;PCE8的吸附量随着时间的延长而增加,而PCE6-1在10～20 min内迅速达到较高的吸附量,随后吸附量缓慢的增长,PCE6-2在前20 min内快速吸附达到最高峰,之后缓慢减少。采用快分散型聚羧酸减水剂在北京房山成都管片厂工程进行了成功的应用。     

高保坍型聚羧酸减水剂的合成及性能表征

研制了一种高保坍型聚羧酸减水剂,可以在炎热环境下使用,具有减水率高、保坍性好等优势。通过PC-M与不同水泥的适应性研究、混凝土保坍性试验、吸附量以及Zeta电位的研究,结果表明:n(AA)∶n(T)=5∶1时,得到的聚羧酸减水剂PC-M性能最优;PC-M掺量为0.2%时,混凝土1 h坍落度保持率为97.8%;对于不同种类的水泥,吸附量是聚羧酸减水剂发挥分散作用的一个前提,但并不是吸附量越大对水泥的塑化效果越好;PC-M是以空间位阻而不是静电斥力为主要作用发挥其分散的特性。     

聚羧酸减水剂的合成与性能

介绍了聚氧乙烯基烯丙酯大单体和聚羧酸减水剂的合成,并对合成的聚羧酸减水剂进行了性能考察。考察结果表明,所合成的JH23聚羧酸减水剂符合缓凝高效减水剂的性能要求,且主要性能指标优于GB 8076-1997《混凝土外加剂》标准要求。     

聚羧酸系减水剂结构与分散性能研究进展

从减水剂中锚固基团种类,侧链和分子构型等方面,介绍了聚羧酸系减水剂的特点,综述了聚羧酸减水剂分子结构与性能关系,重点阐释了聚羧酸减水剂分子结构特点、吸附的影响因素、吸附模型和分散模型等研究现状.     

磺酸根对聚羧酸系减水剂分散性能的影响

合成了一系列不同磺酸根含量和相近聚合度的聚羧酸系减水剂,系统研究了其在水泥颗粒表面的吸附性能,对水泥颗粒表面Zeta电位的影响,对水泥净浆流动度与流变学的影响和颗粒间的斥力总位能.结果表明:随着聚羧酸系减水剂磺酸根含量增加,其在水泥颗粒表面的吸附量呈先增加后减小的趋势,水泥颗粒的Zeta电位绝对值呈增加趋势,对水泥颗粒的分散性能呈先增加后减小趋势;水泥颗粒间的斥力总位能也呈先增加后减小趋势,这进一步从理论上解释了聚羧酸系减水剂分散性能差异的原因.     

聚羧酸高性能减水剂的试验研究

本论文重点研究了带活性基团的羧基、磺酸基、聚氧乙烯基等不饱和单体的摩尔比及引发剂用量对具有梳形结构聚羧酸系减水剂性能的影响,本文还采用红外光谱对共聚物进行表征及分析。结果表明,本文合成的减水剂具有减水率高、坍落度损失小、抗压强度比高等优点。     

梳状聚羧酸系高效减水剂的制备及其分散性能研究

以甲氧基聚氧乙烯（MPEO，聚合度n=23）和甲基丙烯酸甲酯为主要原料，通过酯交换合成了甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯（MPEOMA），调节催化剂、阻聚剂及合成条件，酯交换率可达到98％．MPEOMA与丙烯酸等单体通过调节共聚合方法制备了两种新型聚羧酸系减水剂，用傅立叶变换红外光谱测定及表征了其分子结构，并研究了反应条件对水泥塑化效果的影响。结果表明，以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）提供磺酸基的减水剂具有良好的分散性及分散保持性能．折合成固掺量为0．3％、水灰比为0．29时，水泥净浆流动度可达295mm，且90min内流动度基本不变。     

聚羧酸类高效减水剂的共聚合成

研究了以丙烯酸、丙烯基磺酸钠、聚氧乙烯基烯丙酯等单体为主要原料的聚羧酸类高效减水剂的制备工艺,对影响产物分散性的几个因素进行了分析。     

一种新型聚羧酸系高效减水剂的制备及性能

将柠檬酸作为侧基引入到聚羧酸大分子链中,合成了一种新型聚羧酸系高效减水剂.制备条件为: n(丙烯酸聚乙二醇酯)∶n(马来酸聚乙二醇柠檬酸酯)∶n(丙烯酸甲酯)∶n(丙烯酸)∶n(丙烯磺酸钠)=1.000∶0.100∶0.300∶0.200∶0.050,引发剂(NH4)2SO4为乙烯基单体质量的0.8%,反应温度为90 ℃,反应时间为2 h.应用结果表明:该减水剂减水率达32%,缓凝时间达5 h;掺该减水剂混凝土强度高、坍落度损失小、无泌浆离析现象.另外,用红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)对该减水剂分子结构进行了表征.     

聚羧酸系高效减水剂的合成及性能研究

采用溶液共聚合法,以AA、MAA、AMPS、DEM和MPEG1200MA等为原料合成了聚羧酸系高效减水剂,并用FTIR光谱表征了它的结构.详细研究了引发剂、磺酸盐、丙烯酸和马来酸二乙酯等因素对净浆流动度的影响;马来酸二乙酯的加入,减小了流动度损失.在折固掺量为0.3%、水灰比为0.29时,水泥净浆流动度可达275 mm,120 min内坍落度基本不变.     

缓凝型聚羧酸减水剂的研究

本文通过合成一系列不同侧链结构的缓凝型聚羧酸减水剂(KH),并测试了掺KH水泥浆体的凝结时间、化学收缩值、电阻率、水化热,研究TKH侧链结构对水泥水化缓凝作用的影响规律.结果表明:侧链聚氧乙烯基分子量为400时,水泥净浆终凝时间比空白样延长近7 h,24 h化学收缩值比空白样小近1倍,水化第二温峰出现的时间推迟了近20h.     

缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能优化

缓释型聚羧酸减水剂是在聚合过程中减少分子链中的羧酸基团,增加酯基及其衍生物而得到,该类减水剂可在碱性环境下缓慢释放出具有分散作用的减水基团。在此原理基础上,该文通过单因素试验初步选定了合成工艺参数,再利用正交试验进行优化,确定最佳合成方案。经混凝土性能测试表明,该缓释型聚羧酸减水剂缓释速度适中,混凝土保坍性能良好。     

含不饱和聚醚侧链的聚羧酸类高效减水剂的研究

本文首次采用一种新型的不饱和聚醚大分子单体,在引发剂作用下,与甲基丙烯磺酸钠和丙烯酸共聚,合成了一种含磺酸基、羧酸基和聚醚侧链的聚羧酸类高效减水剂,其结构具有新颖性。通过实验发现,此高效减水剂有高减水率、低塌落度损失和低引气量等特性。研究表明,采用将不饱和聚醚的链结构引入聚羧酸类高效减水剂的大分子链中的合成方法合成的这种新型高效减水剂有很好的发展前景。     

聚羧酸系高效减水剂的合成及分散性能研究

以甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯(MPEOMA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、烯丙基磺酸钠(SAS)为单体设计合成了一种聚羧酸系高效减水剂SP,通过傅立叶变换红外光谱表征了减水剂的分子结构.重点研究了不饱和磺酸、大单体用量以及丙烯酸与甲基丙烯酸的摩尔比对减水剂性能的影响,确定了最佳的合成条件.结果表明,与常用的萘系高效减水剂相比,SP除具有更强的分散性能外,其与水泥适应性强,且能有效控制坍落度损失,是一种高性能减水剂.     

含MPEG侧链的聚羧酸系高效减水剂性能

根据分子结构设计原理,设计并以水为溶剂合成了一种以甲氧基聚乙二醇（MPEG）为接枝侧链的聚羧酸系高效减水剂（PC-C）。论文采用红外光谱表征PC-C的分子结构,采用表面张力、净浆流动度、混凝土减水率和强度等方法,研究了含MPEG侧链聚羧酸系高效减水剂PC—C的性能。结果表明：PC-C的分子结构上成功引入了MPEG侧链：PC-C不明显降低水溶液的表面张力;与水泥适应性良好;对水泥的分散性能高,分散性的保持能力随掺量的增加而得以提高;以及PC-C的减水率高,对混凝土有较好的增强作用。     

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)。