聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为

合成一系列聚羧酸减水剂,探讨不同单体摩尔比对其吸附性能的影响。结果表明,当n(烯丙醇聚氧乙烯醚)∶n(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠)∶n(丙烯酸)∶n(马来酸酐)=1∶0.14∶3.6∶2.6时,产物吸附性能最优。并利用总有机碳分析技术,研究了不同温度、不同浓度下最优产物在水泥颗粒表面的吸附动力学和热力学。动力学研究结果表明：聚羧酸在水泥颗粒表面的吸附过程符合Lagergren吸附速率方程,吸附速率常数k=0.01594 min-1(30℃),表观活化能Ea=17.9647 kJ·mol-1。热力学研究结果表明：随温度升高,聚羧酸在水泥颗粒表面的吸附量增大;求得吸附热力学参数分别为ΔHad=-24.788 kJ·mol-1,ΔSad=0.050 kJ·mol-1·K-1,ΔGad=-39.886 kJ·mol-1(30℃),可知该吸附过程是自发的放热反应。理论上温度升高对吸附不利,但因放出的热量促进水泥水化,导致聚羧酸分子容易掺杂到水化产物中,从而使更多聚羧酸吸附到水泥颗粒表面,令其吸附量反而增大。     

聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附性能研究

通过水泥净浆流动度试验和TOC吸附试验研究了聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量与吸附时间和减水剂浓度之间的关系.研究表明,水泥对聚羧酸减水剂的吸附量随时间的延长而增加,最终达到平衡.通过Gibbs吸附等温式得出吸附量随浓度的增加存在饱和吸附量,并根据Langmuir等温吸附模型计算出其饱和吸附量.     

水泥和泥对聚羧酸减水剂的吸附性能研究

本文选用水泥、砂中泥和种植泥作为试验研究对象,利用紫外可见分光光度计法(UV),测定反应设定时间后的聚羧酸减水剂浓度,研究水泥和泥对聚羧酸减水剂的吸附性能.试验结果表明:聚羧酸减水剂在水泥和泥表面的吸附量随时间延长而增加,最后达到平衡;聚羧酸减水剂在泥颗粒表面的吸附存在优先选择性和亲和性,使得其在泥颗粒表面的吸附速率和吸附量大于水泥;泥种类不同,吸附量大小不同,对净浆流动度的影响程度不同;泥的掺入会大大降低水泥净浆的流动度,增大流动度经时损失量,且掺量越大影响越大,因此在工程应用中,对原材料泥含量进行控制,降低泥对聚羧酸减水剂的吸附量,对提高减水剂的减水率,保证混凝土坍落度保留值具有重要意义.     

聚羧酸减水剂对不同粒度粉煤灰掺和水泥工作性能影响

减水剂与粉煤灰共存是工程应用的实际情况,但究竟减水剂对不同粒度粉煤灰掺和水泥的工作性能影响如何,相关报道尚少.本文讨论了减水剂对不同粒度粉煤灰掺和水泥流动性、保坍性、减水率、抗折/抗压强度以及凝结时间的影响,并对水化产物的微观形貌进行比较与分析.结果表明:当粒度最小为13 μm时,粉煤灰掺和水泥的初始流动度最高达到275 mm,60 min后流动度基本保持不变;减水率可达36％;抗压强度不随粒度变化而变化,与空白试样相当;凝结时间结果表明减水剂的引入可减缓水泥水化速度;SEM结果与强度及凝结时间结果相一致.     

聚羧酸高效减水剂对分选和磨细粉煤灰作用差异研究

为揭示聚羧酸高效减水剂对分选和磨细粉煤灰的作用效果差异,采用净浆流动度法和吸光度法,研究了聚羧酸高效减水剂对两种粉煤灰浆体流动度的影响差异,以及在其表面吸附特征的差异.结果表明,在水灰比为0.4时,磨细粉煤灰浆体没有流动性,而分选粉煤灰净浆流动度为98 mm;但掺入聚羧酸高效减水剂后,磨细粉煤灰浆体的流动性明显高于分选粉煤灰;聚羧酸高效减水剂在两种粉煤灰颗粒表面的吸附均符合Langmuir等温吸附方程,且磨细粉煤灰颗粒表面的吸附量远大于分选粉煤灰.     

小分子羧酸聚合物对聚羧酸减水剂在水泥表面吸附机制的影响

通过净浆流动度、有机碳吸附(TOC)、Zeta电位以及电导率等试验方法,研究了小分子羧酸聚合物水解聚马来酸(HPMA)与聚羧酸减水剂(PCE)在水泥表面的相互作用机制.净浆流动度试验表明:单掺HPMA能够提高水泥浆体的流动度;但当HPMA、PCE复掺时,净浆流动度随HPMA掺量的提高先增加后降低.TOC、Zeta电位以及电导率试验表明:HPMA、PCE能够吸附在水泥表面,且HPMA吸附能力大于PCE.结果说明:HPMA对水泥浆体具有一定增塑效果,但对PCE分散能力产生双重影响.HPMA能够接枝在PCE的侧链上,增加其侧链长度,从而提高PCE侧链空间位阻效应;HPMA与PCE存在竞争吸附,能够降低PCE的有效吸附量.由此可知,侧链接枝效应和竞争吸附作用是影响净浆流动度的主要因素,HPMA掺量为0.0％～0.025％时,侧链接枝效应起主导作用,HPMA掺量为0.025％～0.20％时,竞争吸附起主导作用.     

两性型聚羧酸减水剂与粉煤灰的相容性研究

采用不同粉煤灰掺量混凝土,分别掺入两种减水剂—阴离子型聚羧酸减水剂(PCan)和两性型聚羧酸减水剂(PCam),粉煤灰取代水泥总量为10％ ～ 50％,设计塌落度在(200±20) mm,测试混凝土塑性阶段和硬化阶段性能,以及通过总有机碳(TOC)实验,探讨两性型聚羧酸减水剂PCam与粉煤灰的相容性.结果表明:掺入减水剂,能有效降低混凝土用水量,PCam作用效果甚与PCan,减水率超过30％,能有效改善因粉煤灰掺入而导致早期强度的不足,提高20％以上强度.TOC吸附量表明硅酸盐水泥颗粒表面的吸附规律不同于水泥颗粒,由于粉煤灰颗粒较为光滑并且表面动电位为负值,因此对高效减水剂的吸附能力较弱.PCam阳离子基团的引入,使得其饱和吸附量大于普通阴离子型聚羧酸减水剂(PCan),相同掺量下具有更高塌落度及较低塌落度损失.因此,PCam阳离子基团的引入,增大了减水剂对粉煤灰颗粒的吸附量,与粉煤灰具有更好的相容性.     

水泥与聚羧酸型混凝土减水剂适应性实验研究

针对聚羧酸型混凝土减水剂的生产工艺和原料配比,进行了不同配比生产的水泥与聚羧酸型混凝土减水剂的适应性试验。结果表明:熟料C_3A含量低于8.0%以下时,其进一步降低对聚羧酸型混凝土减水剂适应性影响较小;在生产1.0‰掺量的水泥助磨剂时,醇胺类有机物制得的水泥助磨剂,均具有明显的提高水泥早期强度和后期强度的作用;工业盐加入助磨剂后对水泥与聚羧酸型混凝土减水剂的适应性影响不明显;水泥中立磨粉磨的矿粉掺加量为70.0%时水泥与聚羧酸型混凝土减水剂的适应性急剧变差;掺加石灰石、炉渣、粉煤灰后水泥与聚羧酸型混凝土减水剂的适应性会随着掺加量的增加逐渐变差。     

聚羧酸减水剂对矿渣水泥性能影响的研究

将自制聚羧酸减水剂按照一定掺量掺入到不同配比的矿渣水泥中,比较了聚羧酸减水剂对不同矿渣掺量水泥的初始流动度、流动度经时损失、减水率、抗压与抗折强度以及凝结时间的影响,利用SEM技术对矿渣水泥水化产物的形貌进行表征.     

线状聚羧酸减水剂在陶瓷坯料颗粒表面的吸附行为

采用静态吸附实验,研究了陶瓷坯料吸附两种自制聚羧酸高效减水剂的动力学规律,用准二级动力学模型对其吸附过程进行拟合,并通过测定添加了两种自制不同分子结构聚羧酸高效减水剂的陶瓷坯体料浆黏度以评价其分散性能,结果显示,在陶瓷坯体料浆中,线状MA/AA/AMPS聚羧酸高效减水剂的平衡吸附量是梳状AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂的2倍以上,陶瓷坯料颗粒表面对两种聚羧酸高效减水剂的吸附均符合准二级反应动力学模型;线状MA/AA/AMPS聚羧酸高效减水剂的分散效能明显好于梳状AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂。     

双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土抗渗性能及干缩性能研究

采用双掺粉煤灰及聚羧酸系高性能减水剂技术,对再生混凝土进行改性处理,制备了C15、C20、C25、C30改性再生混凝土。研究了改性再生混凝土抗渗性能,干缩性能及微观性能。结果表明:28d抗渗等级达到W6以上,90d收缩率小于679×10~(-6),形成了0.2~0.8μm的CSH凝胶,提高了再生混凝土的抗渗性能与干缩性能。     

粉煤灰和矿粉对磷酸镁水泥性能的影响

磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)是一种新型气硬性胶凝材料,在其中掺入矿物掺合料可改善其性能.本文采用高纯度死烧MgO、磷酸二氢铵及硼砂配制了磷酸镁水泥,掺人一定量粉煤灰或矿粉,研究了这两种矿物掺合料对磷酸镁水泥凝结时间、力学性能及耐水性能的影响.结果表明:随着粉煤灰和矿粉掺量的增加,MPC凝结时间缩短;砂浆试件抗压强度呈先升高后降低趋势,当掺量为10％时,抗压强度最高,同等掺量的矿粉对MPC早期和后期强度的贡献均优于粉煤灰的贡献;粉煤灰的掺入提高了MPC的耐水性,而矿粉的掺入却有降低MPC的耐水性的趋势;XRD测试表明,不掺掺合料、掺粉煤灰、掺矿粉的MPC的主要反应产物均为MgNH4 PO4·6H2O和一些非晶相,掺矿粉的MPC试件浸水28 d后,表面浸出物主要为MgNH4 PO4·6H2O.     

纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用研究

采用红外光谱、紫外-可见分光光度计研究了纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用,并利用纳米粒度zeta电位仪、旋转粘度计研究了纳米SiO2吸附减水剂后对其分散性以及新拌水泥浆体流动性的影响.研究结果表明,纳米SiO2对聚羧酸减水剂存在吸附作用,吸附量随减水剂浓度的增大而增加,当减水剂浓度增加到5g/L时,吸附量趋近饱和.纳米SiO2对聚羧酸减水剂的吸附作用,使其团聚粒径增大,粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性大大降低.将纳米SiO2溶于拌和水中,先加入水泥搅拌,然后再加入减水剂搅拌,可减小纳米SiO2对减水剂的吸附,增大减水剂的利用效率,提高水泥浆体的流动性.     

线状聚羧酸高效减水剂在陶瓷坯料颗粒表面的吸附行为

采用静态吸附实验,研究了陶瓷坯料吸附两种自制聚羧酸高效减水剂的动力学规律,用准二级动力学模型对其吸附过程进行拟合,并通过测定添加了两种自制不同分子结构聚羧酸高效减水剂的陶瓷坯体料浆黏度以评价其分散性能,结果显示,在陶瓷坯体料浆中,线状MA/AA/AMPS聚羧酸高效减水剂的平衡吸附量是梳状AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂的2倍以上,陶瓷坯料颗粒表面对两种聚羧酸高效减水剂的吸附均符合准二级反应动力学模型;线状MA/AA/AMPS聚羧酸高效减水剂的分散效能明显好于梳状AMPS改性聚丙烯酸高效减水剂。     

粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度测试方法

确定粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度,对于研究复合水泥浆体中的反应动力学、评价粉煤灰和矿渣的反应活性及其对于浆体结构形成的贡献,评估水泥浆体的稳定性等具有重要意义.本文介绍了粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度的测试方法:化学选择性溶解法、图像分析法、核磁共振谱法、氢氧化钙含量法、差示扫描量热分析法、累积量热法、化学收缩法、碱溶液溶出法.比较了这些方法的优劣及适用范围.     

粉煤灰-矿渣微粉复合双掺对水泥砂浆抗酸雨侵蚀性能的影响

研究了粉煤灰、矿渣微粉复合双掺时对水泥砂浆的强度以及抗模拟酸雨侵蚀性能的影响。通过试验发现:随着粉煤灰、矿渣微粉总掺量的不断增加,砂浆强度逐渐下降;各不同配比的砂浆经pH值为4.0的模拟酸雨干湿交替循环腐蚀后的强度变化规律为先升高后下降;与纯水泥砂浆试件相比,如粉煤灰、矿渣微粉的掺入过高,则会降低试件的强度值,但是如以强度增长率来评价砂浆的抗酸雨侵蚀能力,则各不同比例的粉煤灰、矿渣微粉复合双掺等量取代水泥配制的砂浆的强度增长率均优于同等条件下纯水泥砂浆试件,即粉煤灰、矿渣微粉复合双掺对水泥砂浆试件在模拟酸雨条件下的强度发展有改善作用。     

掺粉煤灰对不同水泥品种钢渣混凝土基本力学性能试验研究

通过粉煤灰替代部分普通硅酸盐水泥和高抗硫水泥的试验,结果得出两种水泥配制钢渣混凝土抗压、抗折强度均随着粉煤灰掺量的增加呈递减趋势;但是当粉煤灰掺量一定时,两种水泥品种配制钢渣混凝土都表现出抗折、抗压强度随着龄期的增长而提高。在粉煤灰掺量相同情况下,两种水泥品种钢渣混凝土相同龄期的抗压强度均表现普通硅酸盐水泥钢渣混凝土高于高抗硫水泥钢渣混凝土;其抗折强度则大多表现出高抗硫水泥钢渣混凝土比普通硅酸盐水泥钢渣混凝土的高。