粘土对聚羧酸减水剂分散性能影响综述

掺加聚羧酸减水剂能明显改善新拌水泥浆体的流动性,而粘土的存在会降低聚羧酸减水剂对水泥、混凝土的分散能力。本文主要分析骨料中粘土矿物的种类及性质,概述了粘土对聚羧酸减水剂分散性能的影响,并解释了作用机理。通过阐述粘土对聚羧酸减水剂吸附能力的影响因素,进而提出改善粘土对减水剂劣化作用的措施,对生产实践起一定的指导作用。     

合成工艺对聚羧酸系减水剂性能的影响

对于聚羧酸减水剂的合成,本文研究了合成工艺对于聚羧酸减水剂性能的影响,并且得到分散性能优异的减水剂合成配方和生产工艺过程,而且研究了市场上所关注的高性能减水剂与水泥的复合性能。本研究是以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(又称改性聚醚—TPEG)、丙烯酸(AA)为原料,以5%的双氧水(H2O2)为引发剂,采用原位聚合与接枝的合成方法合成聚羧酸系减水剂。以水泥净浆流动度来进行实验对比,通过调整方案,确定合成聚羧酸减水剂的较优方案:n(TPEG):n(AA)=1:3.27,双氧水掺量为2.0%。最佳合成工艺的反应条件,反应温度为60℃,反应时间为4h~5h。合成的聚羧酸减水剂在低掺量(2.0%,固含量为10%),初始水泥净浆流动度为302mm,30min后298mm。最佳的条件下合成的聚羧酸减水剂水溶液的固含量为40.32%,pH值为7.3。     

粘土对聚羧酸减水剂性能影响的研究

因为混凝土粗细骨料中粘土对聚羧酸系减水剂减水效果影响显著,该文研究了不同粘土含量对掺加聚羧酸减水剂的砂浆流动度,3d、28d抗压强度和抗折强度的影响。结果表明,当粘土含量为3%、6%及9%时,砂浆初始流动度分别比不掺粘土砂浆降低了20%、40%和52%,3d龄期时的抗压强度分别降了10.7%、17%和19.7%,28d龄期时的抗折强度分别降低了8%、14.6%和27%,试验结果说明了粘土的存在会降低聚羧酸减水剂的减水效果以及制备的砂浆抗压和抗折强度。     

聚羧酸减水剂分子结构对含膨润土水泥砂浆流动性的影响

研究了聚羧酸减水剂分子结构变化对其在膨润土表面的吸附量的影响,考察了膨润土颗粒的Zeta电位、含膨润土水泥净浆的流变性能和砂浆的流动度随聚羧酸减水剂分子结构的变化。结果表明,增大羧基密度和延长聚氧乙烯侧链长度均有利于减小膨润土对聚羧酸减水剂的吸附量,醚类聚羧酸减水剂的吸附量远低于酯类聚羧酸减水剂。提高醚类聚羧酸减水剂的羧基密度和侧链长度均有利于改善含膨润土砂浆的流动性。     

聚羧酸系减水剂与萘系减水剂对比试验

通过净浆黏度试验、砂浆流动度试验及混凝土试验,对聚羧酸系减水剂与萘系减水剂的性能进行了比较。结果表明:与萘系减水剂相比,聚羧酸减水剂具有减水率高、保塑能力强、混凝土坍落度经时损失少、所配制的混凝土强度增长显著等特点。     

聚羧酸系减水剂性能的比较研究

选取了国内外三种不同品牌的聚羧酸系减水剂母液为研究对象,分别从水泥净浆流动度,砂浆的含气量,水泥胶砂强度等方面进行试验。研究了掺有聚羧酸系减水剂的水泥基材料的性能,并探讨了其作用机理。     

聚羧酸减水剂与其他减水剂相容性试验研究

聚羧酸与脂肪族的复配性很好,可以以任意比例复配,随着聚羧酸所占比例的减少,减水剂的效果逐渐降低,但复配后的效果都要好于单独使用脂肪族高效减水剂的效果.复配的较优比例为聚羧酸∶脂肪族=1∶1,此时水泥净浆初始流动度为270 mm,30 min后的流动度为190 mm.聚羧酸系与脂肪族及氨基磺酸盐系减水剂的复配效果良好,最佳比例为聚羧酸∶脂肪族∶氨基=32∶48∶20.此时净浆的初始流动度为320 mm,30 min后的流动度为265 mm.但3种复配的减水剂中氨基的含量不能超过60％.聚羧酸系与脂肪族及萘系减水剂的复配效果良好,最佳比例为聚羧酸∶脂肪族∶萘系=32∶48∶20.此时净浆的初始流动度为300 mm,30min后的流动度为205 mm.但萘系所占比例不宜过大,萘系所占比例在40％时会使减水剂失去保塑性.萘系所占比例在60％时会使减水剂失去减水作用.     

新型聚羧酸系减水剂在建筑石膏中的应用研究

研究了聚羧酸系减水剂对建筑石膏流动度及石膏晶体形貌的影响.采用大分子单体法合成了新型聚羧酸减水荆PC-1,并与2种市售同类减水剂PC-S、PC-B进行比较.结果表明,聚羧酸型减水剂可以提高建筑石膏的流动性和强度.其中,PC-1掺量为1.5%时,减水率达21.4%;掺量为0.7%时,建筑石膏的抗折强度提高31%、抗压强度提高76%.其多种活性基团提高了螯合能力和分散稳定性,促使建筑石膏形成网状结构.     

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.     

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。     

聚醚型聚羧酸系减水剂的性能研究

采用改性聚醚F-108、HZ-004、丙烯酸为单体,在水溶液中通过氧化还原引发体系自由基聚合合成了一系列聚醚型聚羧酸减水剂.研究了不同分子量的主、侧链分子结构、不同聚合温度及引发剂加入方式等对减水剂水泥净浆分散性的影响关系.研究结果表明,最佳合成工艺条件为丙烯酸与活性大单体HZ-004的摩尔比为5:1,改性聚醚HZ-0...     

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.     

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。     

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.     

酯类聚羧酸系减水剂的合成与性能研究

采用酯化工艺合成了一种含聚醚长链的聚乙二醇单甲醚单甲基丙烯酸酯(MPEGMAA),以此大单体和丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙基磺酸钠(SAS)、马来酸酐(MAn)等进行自由基聚合,合成了酯类聚羧酸系减水剂.并确定了合成该类减水剂的最佳配比为:n(AA):n(MAA):n(MPEG600MAA):n(MAn):n(SAS)=10.5:3.5:7.0:2.0:7.0,引发剂过硫酸铵用量为1.0％.当减水剂掺量为0.25％时,水泥净浆初始流动度为345mm,120min内水泥净浆流动度基本无损失.     

不同分子量聚羧酸减水剂的结构分析及性能研究

本文使用核磁氢谱对PC、 PC30000、 PC50000和PC70000的分子结构进行剖析,并结合水泥净浆流动度结果,揭示了不同相对分子质量范围的PC组分分散性能各异的结构本质。试验表明:随着聚羧酸减水剂相对分子量的提高,聚羧酸减水剂分子结构中的酸醚比逐渐下降;随着聚羧酸减水剂相对分子量的提高,其初始净浆流动度逐渐下降,净浆流动度经时损失变小。因此,得出以下结论:聚羧酸减水剂组分的分子量越高,其分子结构中的酸醚比越低,初始分散性能也越低,保坍性能越高。     

聚羧酸系减水剂对水泥砂浆干燥收缩的影响

通过保持配合比不变,改变减水剂的品种,研究了聚羧酸系减水剂对水泥砂浆干缩性能的影响,并通过压汞仪研究了孔结构。收缩试验结果表明,在相同配合比的情况下,聚羧酸系减水剂都不同程度的增大了砂浆的干燥收缩;孔结构测试表明,总孔体积与孔径分布都对干燥收缩有较大影响。     

水泥碱含量对聚羧酸系减水剂作用效率的影响研究

该文通过试验研究了水泥碱含量对普通型和缓释型聚羧酸减水剂的作用效率的影响。结果表明,在0.67%~1.13%Na2Oeq范围内,随着水泥碱含量增大,两种聚羧酸减水剂对水泥浆体的塑化作用效率降低,表现为水泥浆体流动度减小,凝结时间缩短。水泥中碱含量提高导致普通型聚羧酸减水剂羟基、羧基的基团数量减少,缓释型减水剂酯基、羟基、羧基的基团数量减少,是其作用效率降低的主要原因。此外,碱含量提高加速水泥水化也是导致聚羧酸减水剂作用效率变差的原因之一。     

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.     

聚羧酸系高性能减水剂的合成试验研究

将甲氧基聚乙二醇、甲基丙烯酸、磺酸单体进行水溶液聚合,合成了聚羧酸系高性能减水剂。对产品进行了红外光谱分析,探讨了引发剂用量、聚合温度、聚合浓度对减水剂性能的影响。