有机膦酸盐缓凝剂的合成及其对聚羧酸减水剂性能的影响

采用有机胺单体通过曼尼希反应合成有机膦酸盐缓凝剂。通过与聚羧酸减水剂PCE复配后,考察了不同环境温度及含泥量(蒙脱土)下对PCE性能的影响。水泥净浆试验结果显示,合成的有机膦酸盐缓凝剂在低温下会降低PCE的初始分散性,在常温及高温条件下能提高PCE的初始分散和保坍性。吸附性能测试表明,有机膦酸盐缓凝剂能与PCE产生竞争吸附,在高温及含蒙脱土条件下,可以减少PCE的吸附,提高减水剂的分散、保坍性及抗黏土性能。有机膦酸盐缓凝剂的掺入延长了水泥的凝结时间。     

有机膦缓凝剂的合成及其性能研究

采用二乙烯三胺、亚磷酸、甲醛在硫酸催化下通过曼尼希反应合成了两种有机膦缓凝剂（HR-1和HR-2）,并通过与聚羧酸减水剂（PCE）复配研究了其对水泥砂浆及混凝土性能的影响。结果表明：合成的有机膦缓凝剂均能有效延缓水泥水化,具有较好的缓凝性能,且HR-2的缓凝效果比HR-1更好;有机膦缓凝剂与PCE复掺,虽降低了PCE的初始分散性能,但提高了保坍性能;有机膦缓凝剂的加入能减小机制砂对PCE分散性能的影响,提高PCE对机制砂的适应性。     

抗泥型聚羧酸减水剂的研究进展

该文综述了近年来国内外抗泥型聚羧酸减水剂的研究方法,根据聚羧酸减水剂(PCE)分子结构可以设计的特点,在PCE链上引入磷酸基、含氮官能团以及具有空间位阻的大分子,从而提高PCE的抗泥效果的研究进展。同时对不同方法合成抗泥型聚羧酸减水剂的优缺点进行了分析,并针对目前该领域存在的一些问题以及未来的研究方向提出了建议。     

抗泥剂改善聚羧酸减水剂抗泥性的研究

结合混凝土工作性能及净浆流动度测试分析了膨润土存在条件下,对减水剂发挥减水分散作用的影响,结合XRD、红外光谱以及总有机碳吸附仪等测试手段,分析了KN型抗泥剂对改善聚羧酸减水剂黏土适应性的影响机理。结果显示,KN型抗泥剂对改善黏土对减水剂的减水分散性能有显著作用,XRD、IR及TOC分析结果显示,KN能够封堵黏土的层空间,从而减少黏土对PCE的吸附,提高PCE的分散性,改善高含泥量骨料对减水剂作用效果的影响。     

抗泥型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

聚羧酸减水剂（PCE）中的PEO侧链对黏土非常敏感，而骨料中难免会掺杂较多黏土，尤其是钠基膨润土。通过自由基聚合在PCE的分子结构中引入抗泥功能单体全氟辛基三乙氧基硅烷，合成一种抗泥型聚羧酸减水剂（PCE-c）。通过红外光谱分析表征了PCE的分子特征；通过红外光谱、热失重分析、XRD等分析表征了PCE在黏土上的吸附能力；通过净浆、混凝土等试验，评价了PCE对混凝土性能的影响。结果表明，与市售抗泥保坍型聚羧酸减水剂相比，合成的PCE-c具有更优的保坍效果，在钠基膨润土表面的吸附量更少，对水泥具有更好的吸附性和分散性。     

聚羧酸高效减水剂与缓凝剂复合对混凝土耐久性能的影响

通过氯离子(Cl-)渗透试验和碳化试验,系统地研究了单掺聚羧酸高效减水剂(J)、聚羧酸系高效减水剂与三聚磷酸钠(S)以及聚羧酸系高效减水剂与葡萄糖酸钠(P)这两种缓凝剂复合后对混凝土抗Cl-渗透和抗碳化性能的影响.结果表明:与空白混凝土相比,单独使用聚羧酸系高效减水剂的混凝土抗Cl-渗透性能明显降低;但与缓凝剂复合使用混凝土抗Cl-渗透性能却明显提高.聚羧酸系高效减水剂与缓凝剂复合使用可以明显改善混凝土抗碳化性能.     

新型磷酸基缓凝剂的合成及性能评价

以尿素、亚磷酸和甲醛溶液为原料,以质子酸硫酸为催化剂,在一定温度下发生类曼尼希反应,采用一步法制备了一种新型结构磷酸基缓凝剂HN-101,其单分子结构含有4个磷酸根。通过净浆、砂浆和混凝土试验,考察了该缓凝剂与减水组分聚羧酸减水剂复配时的应用性能.结果表明:该缓凝剂具有耐黏土的特点,对机制砂具有良好的适应性,同时,该缓凝剂能大幅延长缓凝时间,并不影响水化后期混凝土的强度,对大体积混凝土具有潜在的应用价值。     

黏土对聚羧酸减水剂应用性能的抑制机理

测试了4种黏土的吸附率、吸水率和膨胀容,测定了蒙脱石的层间距,研究了不同黏土对聚羧酸减水剂(PCE)的吸附作用和吸附方式,分析了黏土吸附PCE后混凝土拌和物固液相体积的变化,探索了黏土对PCE应用性能的抑制机理.结果表明：黏土对PCE的吸附率远大于水泥,其中蒙脱石的吸附作用最强.PCE分子侧链嵌入蒙脱石的层间,使得蒙脱石层间距d(001)由1443nm增加到1863nm.黏土吸附PCE分子,使得产生分散作用的有效PCE含量降低;黏土吸附水后体积膨胀,导致混凝土拌和物中固相体积增大、液相体积减小,最终引起混凝土拌和物工作性能劣化.     

单矿物黏土对聚羧酸减水剂分散性的影响与机理

研究了4种单矿物黏土(钠基蒙脱土、钙基蒙脱土、伊利土、高岭土)对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度的影响,测定了单矿物黏土的水-黏土质量比及其对聚羧酸减水剂的吸附量,以及在此基础上单独补偿水或减水剂后单矿物黏土对聚羧酸减水剂分散性能的影响.结果表明:补偿水或聚羧酸减水剂之后,基本可消除伊利土、高岭土对水泥净浆流动度的影响,但蒙脱土的影响仍显著存在;对吸附了聚羧酸减水剂的单矿物黏土进行的红外光谱、X射线衍射分析表明,蒙脱土对聚羧酸减水剂的层间吸附是导致其对聚羧酸减水剂吸附量和聚羧酸减水剂分散性的影响比其他单矿物黏土大的主要原因.     

黏土对聚羧酸减水剂性能影响的研究进展

简要分析了聚羧酸减水剂与黏土的作用机理,并对近年来国内外聚羧酸减水剂在黏土耐受性方面的研究进行了总结。可以通过以下几种方式对聚羧酸进行设计与调节,提高聚羧酸减水剂对黏土的耐受性:增大侧链的空间位阻;引入特殊官能团或结构,如磺酸基、磷酸基、酰胺基、季铵阳离子等;引入不含聚乙二醇结构的聚醚。这些方法可以在一定程度上减弱黏土对聚羧酸减水剂的吸附,从而表现出对黏土的耐受性。同时对现阶段的研究中仍需解决的问题进行了归纳,并对未来聚羧酸减水剂在黏土耐受性方面的研究进行展望。     

磷酸酯型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以马来酸酐、2-羟基膦酰基乙酸、异戊烯醇聚氧乙烯醚、丙烯酸为主要原料,通过两步反应合成3种不同磷酸酯浓度的磷酸酯型聚羧酸减水剂,并通过水泥净浆、水泥胶砂和混凝土性能试验,与市售普通聚羧酸减水剂进行对比。结果表明,磷酸酯型聚羧酸减水剂相比于普通聚羧酸减水剂具有良好的分散性、抗黏土吸附性能,同时在对硫酸根离子的竞争吸附中表现出一定的优势,在黏土环境下具有良好的适应性。     

磷酸盐与高效减水剂复掺对水泥的缓凝作用研究

通过磷酸盐与聚羧酸高效减水剂复掺的水泥净浆流动度和标准稠度凝结时间的实验研究,分析了磷酸盐与聚羧酸高效减水剂复掺对水泥分散性能的影响,指出磷酸盐与聚羧酸高效减水剂对水泥工作性能影响甚微,焦磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠均可单独作为缓凝剂与聚羧酸复配使用。     

聚氨基酸衍生型膦酸基减水剂的合成与性能研究

通过聚琥珀酰亚胺（PSI）与氨基开环反应，成功合成了一种新型聚氨基酸衍生型膦酸基减水剂（PSI-gPEGAP），研究了该减水剂对水泥基材料的影响规律，并与聚羧酸减水剂（PCE）在硫酸盐耐受性方面进行了比较。此外，根据吸附测试、动态光散射表征等，分析了PSI-g-PEGAP与水泥颗粒的相互作用。结果表明：通过引入膦酸基，明显提升了减水剂的减水、保坍性能，且平衡吸附量可增大1倍；与PCE相比，流体力学直径明显增大约10倍，对硫酸盐耐受性也有显著提高。     

含AMPS组元的聚羧酸减水剂对黏土敏感性的研究

在传统丙烯酸-异戊烯基聚氧乙烯醚(AA-TPEG)聚羧酸减水剂(PCE)基础上引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸(AMPS)单体,合成了AA-TPEG-AMPS聚羧酸减水剂(ATS),研究了其在水泥-蒙脱土浆体系统中的分散性.结果表明:ATS减水剂在蒙脱土上的吸附行为与PCE无明显差别,但在水泥颗粒上的吸附量较小,吸附层厚度较大,能显著降低水泥颗粒表面的Zeta电位,对水泥-蒙脱土浆体系统仍具有较好的分散性及分散保持性,降低了聚羧酸减水剂对蒙脱土的敏感性.     

磷酸基团改性聚羧酸减水剂的合成及其性能研究

针对砂石骨料含泥量对聚羧酸减水剂的影响,采用醚型不饱和磷酸单体(UPM)、丙烯酸和聚醚大单体HPEG为原料,通过水相自由基聚合方法合成了3种含有不同量磷酸基团的改性PCEs。净浆和混凝土试验结果表明,磷酸基团改性PCEs具有较好的黏土耐受性;吸附量测试和Zeta电位测试结果表明,磷酸基团改性PCEs能优先吸附到水泥颗粒表面并能有效降低水泥颗粒的Zeta电位,阻碍PCEs在水泥颗粒上的进一步吸附,从而改善PCEs的黏土耐受性。     

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.     

单组份β石膏基自流平砂浆配制关键问题研究

以级配较为单一的工业副产β石膏作为基本材料,研究聚羧酸减水剂、三聚氰胺减水剂、羟丙基甲基纤维素醚、蛋白类缓凝剂、有机酸类缓凝剂、碱性磷酸盐缓凝剂对单组份β石膏基自流平砂浆的扩展度、30min流动度损失、凝结时间、抗折强度、抗压强度等主要性能的影响。以及通过合理填料的复配,进而制备符合建材行业标准《石膏基自流平砂浆》JCT 1023-2007的石膏基自流平砂浆。     

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.     

含膦基聚羧酸减水剂的合成及性能研究

在聚羧酸减水剂分子主链上插入磷酸基官能团不但可以提高减水剂的减水率,而且能改善减水剂保坍性和适应性。通过正交试验,采用次亚磷酸钠(SHP)-过硫酸铵氧化还原引发体系,以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)及丙烯酸(AA)为单体,通过自由基聚合反应,合成有机磷类聚羧酸系高性能减水剂。其最佳聚合工艺参数为:反应温度60℃,m(HPEG)∶m(AA)=12,过硫酸铵、链转移剂SHP用量分别为HPEG质量的1.0%、0.8%。红外光谱分析和性能测试结果表明,所制备的膦基醚类聚羧酸减水剂(HPCE-3),在结构上引入了磷酸根基团,对水泥具有良好的分散性能,具有较高的减水率。     

混凝土用磷酸基缓凝剂的制备与性能研究

通过调整反应原料配比,合成不同缓凝剂,采用凝胶渗透色谱和高效液相色谱监测反应情况,在净浆中通过掺入聚羧酸减水剂,测定缓凝剂使用性能和黏土敏感性,参考国标对单独缓凝剂在混凝土中的性能进行了测定。