基于净浆扩展度的减水剂与水泥相容性分析

通过净浆扩展度试验,研究了不同减水剂和水泥的相容性。试验结果表明同种水泥与不同外加剂的相容性区别很大:比较而言,TL减水剂与GL水泥的相容性最好,且根据试验情况存在TLTKST。ST减水剂的工作性保持能力最好、饱和掺量点最低,TK减水剂的缓释能力最强。     

聚羧酸系减水剂对铝酸盐水泥性能的影响

测定了自制聚羧酸高效减水剂不同掺量对铝酸盐水泥净浆扩展度、凝结时间及胶砂强度的影响,通过扫描电镜测试了水化产物的形貌,对聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥早期结构的作用机理进行了分析。结果表明:使用自制聚羧酸高效减水剂在适宜掺量时能显著提高铝酸盐水泥的净浆扩展度,并且具有良好的扩展度保持性能;标准稠度时,聚羧酸高效减水剂的掺入使铝酸盐水泥净浆的初凝时间略有延长,随掺量的增大会显著延长终凝时间;相同水灰比时,较低掺量聚羧酸高效减水剂对铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度影响不大,掺量大于0.6%时,会显著降低铝酸盐水泥的1d抗折强度和抗压强度,但聚羧酸高效减水剂掺量不同,对铝酸盐水泥胶砂3d抗折强度和抗压强度影响不大。     

三元体系聚羧酸减水剂的制备与性能

在APEG-AA二元体系聚羧酸减水剂合成的基础上,通过改变单体构成合成了APEG-MMA-AA、APEG-SMAS-AA、APEG-MA-AA、APEG-AM-AA四种三元体系聚羧酸减水剂,并对合成的聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度、相容性、胶砂减水率以及水泥水化速率进行了测试。试验结果表明:5种不同体系聚羧酸减水剂掺量为0.2%时,胶砂减水率分别为37.6%、38.2%、38.5%、39.4%、37.5%,且四种三元体系聚羧酸减水剂对不同品种的水泥表现出较好的适应性。通过掺不同体系聚羧酸减水剂的水泥水化放热速率曲线可知,水化速率的大小顺序依次是APEG-AM-AA体系、APEG-AA体系、APEG-SMAS-AA体系、APEG-MMA-AA体系和APEG-MA-AA体系。APEG-AM-AA体系聚羧酸减水剂的水泥净浆流动度经时损失较大,APEG-AA、APEG-MMA-AA、APEG-MA-AA以及APEG-SMAS-AA四种体系聚羧酸减水剂控制水泥净浆流动度经时损失的能力较强。     

减水剂与复合胶凝材料相容性的试验研究

采用粉煤灰和矿粉双掺制备复合胶凝材料,并掺入不同掺量的萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂,对净浆的流动度及经时流动损失、砂浆的流动度和强度进行试验研究。试验结果表明,在相同减水剂掺量下,掺入聚羧酸减水剂的净浆初始流动度较大、流动度经时损失较小,砂浆流动度较大、早期强度较高,聚羧酸减水剂与复合胶凝材料的相容性优于萘系减水剂。     

一种聚醚型聚羧酸减水剂对石灰石粉复合胶凝材料的适应性研究

针对石灰石粉在掺合料混凝土中的应用所产生的外加剂与胶凝体系的适应性问题,采用减水剂掺量饱和点和净浆流动度的方法研究了聚醚型聚羧酸减水剂与不同复合胶凝材料体系的适应性影响规律。此试验结果表明:聚醚型聚羧酸减水剂对不同复合胶凝材料组成的体系适应性存在显著差异,石灰石粉的掺入能够降低聚羧酸高效减水剂的饱和点;粉煤灰和矿渣的掺入使得胶凝材料体系中的水泥含量减少,对改善聚羧酸高效减水剂与石灰石粉—水泥胶凝体系的适应性有利;硅灰由于其比表面积大,会吸附大量的减水剂与游离水,使得聚羧酸高效减水剂与石灰石粉—水泥胶凝体系的适应性变差。     

不同减水剂掺量对水泥体系流动收缩性及强度的影响研究

本课题以科之杰Point-M聚羧酸减水剂的掺量为变量,主要采用了Minislump微型坍落度仪法和水泥微结构模型法,研究不同减水剂掺量对水泥体系流动度,水泥胶砂强度以及收缩率的影响。结果表明,当减水剂掺量低于0.25%时,能够一定程度地提高水泥净浆流动度和水泥胶砂强度,并且抑制水泥胶砂的收缩;当聚羧酸减水剂掺量达到0.25%时,水泥体系的各项性能都达到了最优;当聚羧酸减水剂掺量超过0.25%时,1水泥净浆的流动性能基本与掺量在0.25%时一致;2水泥胶砂的抗压和抗折强度都发生明显的下降,甚至低于空白组;3水泥胶砂的收缩率明显增大,甚至超过空白组。     

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。     

外加剂中保水剂用量对水泥净浆和胶砂性能的影响研究

本文通过实验研究聚羧酸高效减水剂与不用掺量的保水剂复合时,保水剂对净浆及胶砂流动度的影响。研究了聚羧酸减水剂,保水剂对不同水泥的适应性。研究表明:掺入不同掺量的保水剂后净浆和胶砂的流动度、损失及凝结时间不会受到影响。     

硫酸盐对聚羧酸减水剂分散性能的影响

在胶凝材料中掺入不同类型的硫酸盐,采用净浆流动度、总有机碳（TOC）及ζ电位等试验,研究了硫酸盐种类及其掺量对不同结构聚羧酸减水剂分散性能的影响,探讨了硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性能的机理,并提出改善措施.结果表明：二水硫酸钙掺量达到胶凝材料质量的3.6%以上时,对不同结构聚羧酸减水剂的减水效果均有所降低.硫酸钠掺量对质量不同结构聚羧酸减水剂的净浆流动度均有很大影响,当其掺量为胶凝材料质量的1%时,相应浆体基本失去流动性;硫酸钠掺量为胶凝材料质量的3%时,溶液中有机碳的含量降低了23%;硝酸钡的加入能使溶液中的有机碳含量基本恢复到未掺硫酸钠时的程度,流动度得到改善.电泳试验表明：硫酸钠的加入对浆体ζ电位有很大影响,其掺量越高,ζ电位绝对值愈小,分散性愈差;当加入硝酸钡后,浆体ζ电位绝对值有较大提高.     

木质素、聚羧酸及其复配型和共聚型减水剂性能比较研究

将共聚型木质素-聚羧酸系高效减水剂、未聚合木质素磺酸钙的聚羧酸系高效减水剂、木质素磺酸钙和复配型木质素-聚羧酸系高效减水剂的性能进行比较,探讨了四种不同减水剂对水泥水化的影响。结果表明:共聚型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂可以使木钙中含有使水泥净浆产生闪凝现象的杂质得以减少或消除,使聚羧酸系高效减水剂的保水性提高,且成本远低于聚羧酸系高效减水剂。复配型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂随掺量增加,水泥净浆强度下降,产生负面叠加效果,共聚型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂随掺量增加,水泥净浆强度提高,改善了木钙造成水泥净浆强度降低的缺陷。共聚型的木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂相对于复配型对硅酸三钙水化有一定的促进作用。     

石灰石粉对水泥-粉煤灰胶凝体系与减水剂相容性的影响

针对掺入石灰石粉后粉煤灰混凝土中减水剂与胶凝体系的相容性问题,采用考查浆体饱和点和流动度的方法比较了不同类型减水剂与胶凝体系的适应性,研究了石灰石粉的掺量和细度变化对胶凝体系与减水剂相容性的影响规律。研究结果表明:不同类型减水剂与复掺石灰石粉和粉煤灰胶凝材料的相容性存在着显著的差异,其中聚羧酸系高效减水剂与其相容性最好,且相容性与石灰石粉掺量及细度的关系非单调增加的关系,而是存在最佳掺量和最佳细度,该成果对石灰石粉在粉煤灰混凝土中的有效利用有一定参考价值和指导意义。     

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.     

白云岩石粉对水泥净浆和砂浆流变性能影响及机理

研究了白云岩石粉对水泥净浆和砂浆流变性能的影响以及作用机理.结果表明:内掺白云岩石粉后,水泥净浆流动度随着石粉掺量的增加而增大,砂浆扭矩随着石粉掺量的增加而减小,内掺石粉质量分数超过12%后水泥净浆流动度增加更显著;含石粉砂浆的需水量比为93%,相同质量石粉的需水量比水泥小,使得水泥净浆流动度随石粉掺量增加而增大;石粉对减水剂具有吸附作用,能够增大水泥净浆流动度或砂浆流变性能;水泥颗粒和石粉颗粒表面Zeta电位分别为-1.76mV和-8.94mV,二者对阴离子型聚羧酸系减水剂的吸附能力不同,聚羧酸系减水剂会优先吸附于水泥颗粒表面上.     

聚羧酸系减水剂的缓释效应及机理

通过水溶液自由基聚合法,利用丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和马来酸酐取代部分丙烯酸合成了含有不同官能团的聚羧酸系减水剂.通过测试水泥净浆流动度、减水剂在水泥净浆中的吸附量和水解行为,研究了官能团对减水剂缓释效应的影响机理.结果表明:含4种官能团的聚羧酸系减水剂对水泥净浆经时流动性均有不同程度的增强...     

高性能缓释型聚羧酸减水剂的制备

为适应混凝土高性能化的发展需要,混凝土外加剂的高性能化也成为必然。研究了高性能缓释型聚羧酸减水剂合成条件对水泥净浆流动性能的影响,确定了适宜的合成反应条件。甲基丙烯酸甲酯掺量在8%左右,甲基丙烯磺酸钠掺量为2%~3%,引发剂掺量为6%,反应温度在70℃,反应时间为6h时,制备出了缓释性能较好的高性能缓释型聚羧酸减水剂。掺入该种缓释型聚羧酸减水剂的水泥试样,水泥水化温度峰值有明显的降低,峰值也有推迟现象。扫描电镜可以观察到掺入该种缓释型聚羧酸减水剂水泥水化产物形貌,表明其具有良好的缓释性能。     

BFJ聚羧酸高效减水剂与其他类减水剂复配研究

研究了聚羧酸系高效减水剂与氨基磺酸盐系、萘系、木钠系及脂肪族系4种减水剂的复合效应.氨基磺酸盐减水剂和聚羧酸减水剂复配,随着氨基磺酸盐减水剂掺量的增加,净浆流动度呈现出先降低后增加的趋势.在掺量是40%时,净浆流动度降低达到最小值100 mm,之后随着掺量的增加净浆流动度增大.萘系减水剂和聚羧酸减水剂复配.随着萘系减水剂掺量的增加,净浆流动度先明显降低,萘系减水剂30%掺量时达到最低140 mm,然后逐渐增加.复配后最佳减水率为21.3%.木钠减水剂与聚羧酸减水剂复配时,随着木钠减水剂掺量的增加,复配后减水能力先明显下降后急剧升高再逐渐下降.脂肪族减水剂与聚羧酸减水剂复配时,随着脂肪族减水剂掺量的增加,净浆流动度先降低后逐渐增加.当其掺量达60%以上时,净浆流动度达220 mm,减水率达到21.4%.     

新型缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

通过以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG),丙烯酸(AA)为主要原料合成缓释型聚羧酸减水剂,研究了反应温度、反应时间、酸醚比,以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和不同引发剂的用量等因素对缓释型聚羧酸减水剂性能的影响.结果表明,缓释型聚羧酸减水剂最佳合成工艺为:n (AA)∶n (AMPS)∶n (AM)∶n (TPEG) =3.25:0.27:0.40:1.00,引发剂用量为TPEG总质量的0.25％,反应温度为70℃,滴加反应时间为4h.所合成的缓释型聚羧酸减水剂,在水灰比为0.29,掺量为0.4％的条件下,水泥初始净浆流动度达280 mm,净浆流动度损失较小,混凝土坍落度损失小,1h几乎无损失,2h损失30 mm,与其它缓释型聚羧酸减水剂相比具有更好的缓释效果.     

聚羧酸减水剂与水泥适应性研究及机理探索

通过不同工艺合成4种聚羧酸减水剂,探索粉磨时间、石膏掺量、熟料来源等对净浆流动度及流动性损失的影响,并开展水泥与减水剂吸附机理探索。试验结果表明,延长粉磨时间、提高石膏掺量均有利于外加剂对水泥颗粒的吸附,但延长粉磨时间对净浆初始流动性不利,且粉磨时间、水泥中石膏掺量、熟料来源、聚羧酸减水剂性能等均会影响聚羧酸减水剂与水泥的适应性。     

减水剂对铬渣-水泥硬化浆体中Cr(Ⅵ)渗出的影响

在研究铬渣的胶凝活性以及不同掺量对水泥硬化浆体物理性能影响的基础上,选用了羰基焦醛系、聚羧酸系及萘系3类减水剂,并探讨了这3类减水剂对铬渣-水泥硬化浆体物理性能及Cr(Ⅵ)渗出的影响.试验表明,铬渣具有良好的胶凝活性,聚羧酸系减水剂对铬渣-水泥硬化浆体中Cr(Ⅵ)的浸出有一定的弱化作用.     

微波辐射β-环糊精改性APEG型聚羧酸减水剂合成

以烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、马来酸酐-β-环糊精共聚物、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠为原料,在引发剂过硫酸铵作用下,经微波辐射制备出含β-环糊精结构的醚类侧链型聚羧酸减水剂。结果表明,β-环糊精改性聚羧酸减水剂具有较好的分散、缓凝和增强作用,当减水剂掺量为0.5%时,水泥净浆初始流动度达325 mm,水泥的初凝、终凝时间差分别为202 min和420 min,水泥胶砂7 d、28 d抗压强度比分别为124.6%和121.4%。