不同黏土对掺减水剂水泥净浆流动度影响

目的 研究4种不同黏土对掺聚羧酸减水剂及萘系减水剂水泥净浆流动度的影响规律并从黏土的吸附性能角度探究其影响机理.方法 采用水泥净浆流动度试验方法比较了4种黏土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的影响,通过TOC总有机碳测试仪测定了4种黏土对聚羧酸减水剂的吸附量.结果 4种黏土对水泥净浆流动度的影响差异较大,其中钙基蒙脱土和钠基蒙脱土的掺量为2％时,掺聚羧酸减水剂水泥净浆已基本没有流动度,掺萘系减水剂的水泥净浆流动度也有所下降,但降幅稍小,而伊利土和高岭土对掺减水剂水泥净浆流动度无明显负面影响;钙基蒙脱土和钠基蒙脱土对聚羧酸减水剂的吸附量较大,伊利土、高岭土对聚羧酸减水剂的吸附能力和水泥相当.结论蒙脱土对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度负面影响极为严重,而伊利土和高岭土对掺减水剂水泥净浆基本没有负面影响.     

粉煤灰对水泥与减水剂相容性的影响研究

影响混凝土外加剂与水泥相容性问题的因素很多,混和材的种类和掺量是其中之一。以减水剂为例,其在水泥混凝土应用中存在饱和点,通过饱和点的变化可判定水泥与减水剂的相容性好坏,采用不同混和材掺量、不同高效减水剂掺量的水泥净浆试验,进行5 min、30 min、60 min的净浆流动度的测试及饱和点的确定,结果表明,加入混合材后改善了水泥与高效减水剂之间的相容性,少量粉煤灰可以提高浆体的初始流动度,改善流动度经时损失。     

基于分形维数确定高效减水剂饱和掺量

通过测试掺加高效减水剂的水泥絮凝颗粒粒度分布,分析了絮凝颗粒的分形特征,探讨分形维数(Df)与高效减水剂掺量间的关系.结果发现,当减水剂掺量达某范围,分形维数出现突变,突变处对应的减水剂掺量与净浆流动度测定减水剂饱和掺量吻合良好.因此可采用分形维数来确定高效减水剂在水泥净浆中的饱和掺量.     

一种聚羧酸系高效减水剂的试验研究

主要研究以烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、马来酸酐和甲基丙烯磺酸钠为主要原料的聚羧酸系减水剂的合成工艺,探讨了影响减水剂性能的各种因素,得到最佳工艺条件,并对减水剂的性能进行测试。结果表明,该聚羧酸减水剂具有低掺量、高分散性、高减水率等特点。在掺量为0.25%时,初始水泥净浆流动度达310 mm,减水率高达30.5%,混凝土的抗压强度得到大幅度的提高,适宜配制高性能混凝土。     

高效减水剂与水泥间适应性的研究

在高性能混凝土、商品混凝土中往往会出现高效减水剂与水泥适应性较差的现象,这种现象大多发生在低水胶比、实际用水量较少的高性能混凝土的拌合物中．通过对高效减水剂在不同厂家水泥中的应用研究,来表述对水泥的适应性．通过高效减水剂在不同生产厂家水泥的净浆流动度、不同水泥的砂浆的性能研究表明,与水泥较适应的减水剂在混凝土和砂浆中的掺量较小、强度较高、和易性较好、成本较低;与水泥适应性较差的减水剂,在混凝土和砂浆中的掺量大,成本较高．     

多元聚羧酸高效减水剂的合成及性能研究

与传统减水剂相比,聚羧酸减水剂具有减水率和净浆流动度高及坍落度损失小等特性.基于分子结构设计理论和自由基聚合理论,以两种不同分子量的甲代烯丙基聚乙二醇(TPEG)为大单体,马来酸酐(MAn)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、丙烯酰胺(AM)等为小单体,在引发剂过硫酸铵(APS)的作用下多元共聚合成聚羧酸减水剂.系统地研究了反应温度,反应时间,引发剂和单体用量对减水剂净浆流动度、减水率、坍落度等性能的影响,并探讨了聚羧酸减水剂结构与性能之间的关系.结果表明:与普通聚醚类减水剂相比,该聚羧酸高效减水剂具有较高的净浆流动度、减水率、强度等.当减水剂掺量为0.5％时,其净浆流动度达到315 mm,而减水率可达35％.     

新型羧酸盐高效减水剂的合成试验

根据混凝土外加剂分子设计理论，试验采用了自制丙烯酸聚乙二醇单酯、丙烯酸钠盐和二乙烯三胺通过Michael加成制得一种新型羧酸盐高效减水剂．对该新型减水剂进行了水泥净浆流动度测试，结果表明该减水剂具有良好的分散能力与流动保持性，其掺量的质量分数为1．5％，水灰质量比为0．29时，水泥净浆流动度达218mm。     

聚羧酸型高效减水剂的制备

采用多元共聚,通过实验优化,确定最佳原料配比及最优反应条件,合成一种新型聚羧酸高效减水剂.试验结果表明,该聚羧酸类高效减水剂对水泥具有高度的分散作用,掺加量为0.5%时,水泥净浆流动度可达214 mm,具有掺量低,减水率高,塌落度保持性好等优点.     

减水剂在水泥-水界面的吸附现象

目的 研究水泥与减水剂在水介质中的一系列界面物理化学现象,分析水泥与减水剂的相互作用机理,确定系统中界面物理化学现象,指导混凝土外加剂的生产实践.方法 实验选用了萘系减水剂(UNF-5)、氨基磺酸盐系减水剂(AS)、聚羧酸系减水剂(PC-1,PC-2)4种减水剂和基准水泥,研究减水剂在水泥-水界面的吸附现象,通过吸附现象分析减水剂对水泥-水界面动电性质的改变,同时根据吸附量、ζ电位讨论减水剂对水泥净浆流动度的影响.结果 在吸附平衡时,吸附量由大到小排列为UNF-5＞AS＞PC-1＞PC-2.随着吸附量的增加,水泥颗粒表面ζ电位随之增大,最终导致水泥净浆流动度也随着增大.结论 减水剂在水泥-水界面的吸附等温线为双平台型(LS),属于多分子层吸附.阴离子型减水剂皆会通过静电斥力使水泥颗粒得到分散,其中氨基磺酸盐系减水剂和聚羧酸系减水剂通过静电斥力和空间位阻双重作用使水泥颗粒得到分散,从而使水泥的净浆流动度得到提高.     

基于后掺法的混凝土坍落度恢复技术研究

通过水泥对减水剂的吸附、水泥浆溶液Zeta电位、净浆流动度和混凝土坍落度等试验,分析了后掺聚羧酸减水剂量和添加时间对水泥净浆流动性、混凝土工作性能的影响及其相互关系,在此基础上提出了恢复混凝土坍落度的技术方法。结果表明:后掺法通过降低水泥颗粒对减水剂的吸附和减小颗粒的Zeta电位,能够有效避免早期水化产物对减水剂的吸附包裹,提高减水剂的有效分散能力;减水剂后掺的量与时间的合理匹配,可在一定时间内恢复混凝土坍落度,当先掺80%、后掺20%的减水剂时,在2h内可以显著地改善坍落度损失。     

Effect of competitive adsorption between sodium tripolyphosphate and naphthalene superplasticizer on fluidity of cement paste

The adsorption amount, ζ-potential of cement particles and fluidity of cement paste were tested to research the competitive adsorption between naphthalene superplasticizer(FDN) and STPP. The experimental results showed that the presence of STPP could significantly improve the fluidity of cement paste and reduce the fluidity loss with FDN. There existed a competitive adsorption between STPP and FDN. STPP and calcium ions formed complexes; they preferentially adsorbed onto surface of cement particles and preempt adsorption points of FDN; and it reduced adsorption amount of FDN. In the absence of STPP, saturation adsorption amount of FDN was 5.93 mg/g; but when the dosage of STPP was 0.1%, it reduced to 4.3 mg/g(about 72.5%). The adsorption amount of FDN was reduced by STPP, but ζ-potential of cement particles enhanced and fluidity of cement paste increased because of strong negative charge effect of the complexes. Adsorption of the complexes would delay Ca2+ into liquid and inhibit formation of active adsorption points. Then, content of FDN in liquid increased with the addition of STPP and ζ-potential of cement particles became stable. In this way, fluidity loss of cement paste reduced.     

矿粉对水泥和混凝土性能的影响

为了探寻矿粉细度及掺入量对水泥和混凝土性能的影响,通过试验测试方法,分析了矿粉和水泥的基本性质,研究了超细矿粉和普通矿粉的掺量对水泥基材料标准稠度、凝结时间、流动度和力学性能的影响.结果表明：普通矿粉使水泥净浆标准稠度需水量下降,而超细矿粉则增加标准稠度需水量,两种矿粉都使水泥净浆凝结时间略微延长.普通矿粉可以改善水泥净浆的流动度,超细矿粉的加入则降低了水泥净浆的流动度.普通矿粉和超细矿粉降低水泥净浆早期（7 d）抗压强度,提高后期（28 d）抗压强度,掺10％～50％的普通矿粉的水泥净浆28 d抗压强度提高2.9％～9.7％,掺入超细矿粉28 d抗压强度提高3.9％～20.1％,普通矿粉和超细矿粉的最佳掺量为10％～30％;两种矿粉替代10％～50％水泥所配制的混凝土的强度得到了明显的提高.     

氨基磺酸盐系高效减水剂的改性研究

氨基磺酸盐系减水剂具有高减水率、抑制混凝土塌落度经时损失等优点,但泌水严重,限制了其在混凝土中的应用。本文根据“分子设计”原则,通过单体A和单体U引入适当的官能团,对传统氨基磺酸盐系高效减水剂进行改性,测试了产品对水泥净浆流动度、流动度经时损失和泌水率的影响。试验表明,单体A的改性效果优于单体U,以9%的单体A改性后,减水剂的分散性和分散保持性能好,泌水率显著降低。     

早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以丙烯酸(AA)、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)等为单体,分别采用丙烯酰胺(AM)、羟甲基丙烯酰胺(HAM)取代部分丙烯酸,通过水溶液聚合法制备出具有早强功能的聚羧酸系减水剂,并探讨了合成条件对水泥净浆流动度的影响.研究结果表明:在单体摩尔比n(AA)∶n(HPEG)∶n(SMAS)=4∶1∶0.36、反应温度为80℃、过硫酸铵(APS)用量为单体总质量的3%时,制备出的聚羧酸减水剂的分散性能较优.当AM取代为18%时,对提高混凝土的早期强度效果较佳,AM比HAM具有更好的早强效果.     

功能性官能团改性高效聚羧酸减水剂研究

本文针对自制的高效聚羧酸减水剂(PC1),通过接枝共聚的方法在聚合物主链上分别引入磺酸基和酰胺基官能团,考察了磺酸基和酰胺基对PC1综合性能的影响.研究了它们的引入量对水泥的净浆流动性、砂浆流动性、流动度保持性、抗压强度比、抗折强度比等性能.实验结果表明:当磺酸基的引入量为羧基含量的20%～25%(mol比)时,可显著提高减水剂PC1对水泥的分散性和分散保持性.而酰胺基的引入对PC1的综合性能影响不大,但可显著改善PC1在水中的溶解性和稳定性.     

Synthesis of new polyether polycarboxylate superplasticizer

The effects of various factors on the synthesis process and the performances of product, including batch feeding way and the dosage of the radical initiator, the system concentration, the reaction temperature and the reaction time were discussed. A kind of polycarboxylate superplasticizer with allyl alcohol polyethylene glycol, maleic anhydride and methacrylic acid sulfonic sodium as main raw materials has been synthesized. Their relative effectiveness as dispersants was evaluated in cement paste by measuring paste fluidity. The optimum parameters of technology and the appropriate proportion of raw materials were obtained. As a result, the new high performance superplasticizer suitable for high-performance concrete has been synthesized. The structure of copolymer was characterized and analyzed by FT-IR spectra. Results indicated that product copolymer structure was consistent with the ideal molecular structure designed.     

改性聚羧酸减水剂与C30自密实混凝土性能的关系

研究了一种改性过的聚羧酸系减水剂对不同原材料组成的C30自密实混凝土l小时内的保坍性能、不同龄期的强度变化及抗碳化性能,并与萘系减水剂配置的大流动度混凝土的相同性能进行了对比．结果表明,改性聚羧酸减水剂拌制的混凝土保坍性能优越,对低于50％机制砂替代率有较好的适应性;这种混凝土与用萘系减水剂配制出的自密实混凝土的抗碳化性能相当．     

Adsorption mechanism of polycarboxylate-based superplasticizer in CFBC ash-Portland cement paste

Circulating fluidized bed combustion （CFBC） ash exhibits the desirable pozzolanic activity which makes it a potential supplementary cementitious material to replace cement for concrete production. However, the high unburnt carbon content and porous surface structure of CFBC ash may adsorb water reducer and thereby significantly reduce the efficiency of water-reducing agents. The adsorption mechanism of polycarboxylate superplasticizer in CFBC ash-Portland cement paste was investigated by ultraviolet-visible spectrophotometer, and the conception of ＂invalid adsorption site＂ of CFBC ash was presented. The results show that the adsorption behavior of polycarboxylate superplasticizer in coal ash-Portland cement paste can be described by Langmuir isothermal adsorption equation. The adsorption capacity of CFBC ash-Portland cement paste is higher than that of pulverized coal combustion （PCC） fly ash-Portland cement paste. Moreover, the adsorption amount of polycarboxylate superplasticizer increases with the ratio of ash-to-cement in the paste. At last, the fluidity of CFBC ash-Portland cement paste is lower than that of the PCC fly ash paste. This work suggests that when CFBC ash is used as concrete admixture, the poor flowability of the cementitious system due to the high adsorption of water and water-reducing agent should be taken into consideration.     

硅灰与氧化石墨烯对硬化水泥浆体的复合增强效应

研究了硅灰与氧化石墨烯复掺时对硬化水泥浆体力学性能的影响. 分别进行了普通水泥浆体、内掺质量分数10%的硅灰水泥、外掺质量分数0.8%的氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂（GOPCs）水泥浆体以及同时内掺硅灰与外掺GOPCs的水泥浆体的配制. 对4种硬化水泥浆体的抗折强度、抗压强度以及90 d龄期孔隙率进行了测定,同时采用X射线衍射仪及扫描电子显微镜对水泥水化产物进行分析,并将4种样品的力学性能进行比较. 结果表明,当掺10%硅灰时,硬化水泥浆体90 d抗压强度比空白样提高了3.6%,抗折强度提高了9.6%;当只使用氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂而不掺硅灰时,抗压强度提高了11.9%,抗折强度提高了15.3%;当硅灰与氧化石墨烯复掺时,抗压强度提高了22.7%,抗折强度提高了38.6%. 孔隙率的变化以及XRD、SEM分析证实了这一结果. 因此,硅灰与氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂对硬化水泥浆体具有复合增强作用.