助剂改善聚羧酸减水剂抗泥性能研究

发布时间：2017-04-08 05:09

  本文关键词：助剂改善聚羧酸减水剂抗泥性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着聚羧酸系减水剂研究领域的不断深入和应用领域的不断扩大,发现混凝土原材料对聚羧酸系减水剂应用性能的影响非常明显,特别是砂石中含泥量对聚羧酸系减水剂的性能发挥影响显著。目前关于系统的研究改善聚羧酸减水剂抗泥性能的规律和机理较少,为了更好的指导聚羧酸系减水剂的推广应用,迫切需要提出解决改善聚羧酸减水剂抗泥性能措施,并系统而全面的研究改善聚羧酸减水剂抗泥性能措施的规律和影响机理。本研究发现在蒙脱土、膨润土、高岭土和自筛土等粘土矿物中蒙脱石对PCA的影响最为严重。在常用化学物质抗泥助剂探究实验中,就净浆和砂浆实验并综合其对混凝土性能的影响来看,有机阴离子类牺牲剂型抗泥剂中最好的为对氨基苯磺酸钠;有机阳离子类牺牲剂型抗泥剂中最好的为四甲基氯化铵;有机中性类牺牲剂型抗泥剂中最好的抗泥剂为聚乙二醇2000;无机盐类抗泥剂中最好的抗泥剂为无水偏硅酸钠。通过自制抗泥剂的正交设计实验得到了抗泥剂的最佳合成配比,且发现各化学物质对抗泥剂抗泥性能影响的大小顺序依次为:SMAS引发剂总量AM。再通过单因素优化实验,制备的抗泥剂性能得到进一步提升。红外光谱分析合成的抗泥剂发现,酰胺基团很有可能存在于其中,并拥有羧基、羟基、C-C等减水剂相关的官能团。相对分子量分析发现,所合成的抗泥剂具有比聚羧酸减水剂更小的分子量,大致的分布区间应该是分子量18000左右。而且,具有较小分子量、更均匀的分子量分布和较高的目标分子量聚合物占比的抗泥剂才具有较好的实际应用效果。自制抗泥剂KN的混凝土实验发现,其明显改善了含有一定量粘土矿物的混凝土初始坍落度和坍落度经时损失,并且7d和28d强度也有改善提高,其中7d强度提高得更高。从复配和适应性研究结果来看:当PCA-KN与对氨基苯磺酸钠、四甲基氯化铵、聚乙二醇2000和无水偏硅酸钠四种常用化学物质抗泥助剂达到最佳配比时,PCA-KN与四种抗泥助剂复配更多的是改善了复配减水剂的经时损失,对流动度的提高有少量的改善;PCA-KN对掺合料粉煤灰、矿粉和硅灰没有表现出不适应性;PCA-KN对基准水泥、拉法基P.O 42.5R水泥和富皇P.O 42.5R水泥没有表现出不适应性,与上述水泥的相容性较好;PCA-KN对萘系高效减水剂、脂肪族减水剂和脂肪族减水剂没有表现出不适应性。
【关键词】：粘土矿物 聚羧酸减水剂 助剂 抗泥性能 适应性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.042.2
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-10
• 1 绪论10-24
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 几种常用的减水剂及其性能11-14
• 1.2.1 萘系高效减水剂11-12
• 1.2.2 脂肪族高效减水剂12-13
• 1.2.3 氨基磺酸盐高效减水剂13-14
• 1.2.4 聚羧酸系高性能减水剂14
• 1.3 减水剂的减水分散作用机理研究概述14-17
• 1.4 国内外研究现状17-21
• 1.4.1 国内研究现状17-19
• 1.4.2 国外研究现状19-21
• 1.5 本论文的研究目的和内容21-24
• 1.5.1 研究目的与意义21-22
• 1.5.2 主要研究内容22-24
• 2 试验原材料与试验方法24-30
• 2.1 试验原材料24-26
• 2.1.1 抗泥剂合成原料24
• 2.1.2 水泥24-25
• 2.1.3 矿物掺合料25
• 2.1.4 粗集料25
• 2.1.5 细集料25-26
• 2.1.6 粘土矿物26
• 2.1.7 减水剂26
• 2.1.8 水26
• 2.2 试验主要仪器26-27
• 2.2.1 合成试验26-27
• 2.2.2 性能检测试验27
• 2.3 实验技术与测试方法27-30
• 2.3.1 抗泥剂及减水剂固含量测定27
• 2.3.2 水泥净浆流动度及其分散保持性能测定27-28
• 2.3.3 水泥胶砂流动度及其分散保持性能测定28
• 2.3.4 水泥胶砂减水率测定28
• 2.3.5 新拌混凝土工作性能检测28
• 2.3.6 混凝土力学性能检测28-30
• 3 常用抗泥化学物质的抗泥性能研究30-66
• 3.1 聚羧酸减水剂分散性能及试验粘土矿物的选择30-35
• 3.1.1 聚羧酸减水剂A及粘土矿物对净浆流动度的影响30-32
• 3.1.2 聚羧酸减水剂A及粘土矿物对砂浆流动度的影响32-35
• 3.2 有机阴离子类牺牲剂型抗泥助剂对抗泥效果的影响35-39
• 3.2.1 硬脂酸钠对抗泥效果的影响35-37
• 3.2.2 对氨基苯磺酸钠对抗泥效果的影响37-39
• 3.3 有机阳离子牺牲剂型抗泥助剂对抗泥效果的影响39-44
• 3.3.1 苄基三甲基氯化铵对抗泥效果的影响39-41
• 3.3.2 四甲基氯化铵对抗泥效果的影响41-42
• 3.3.3 四乙基氯化铵对抗泥效果的影响42-44
• 3.4 有机中性类牺牲剂型抗泥助剂对抗泥效果的影响44-50
• 3.4.1 聚乙二醇2000对抗泥效果的影响44-46
• 3.4.2 聚乙二醇1500对抗泥效果的影响46-48
• 3.4.3 尿素对抗泥效果的影响48-49
• 3.4.4 聚乙烯醇1788对抗泥效果的影响49-50
• 3.5 无机盐类抗泥助剂对聚羧酸减水剂抗泥效果的影响50-57
• 3.5.1 无水偏硅酸钠对抗泥效果的影响50-52
• 3.5.2 磷酸三钠对抗泥效果的影响52-53
• 3.5.3 氯化钾对抗泥效果的影响53-55
• 3.5.4 无水氯化钙对抗泥效果的影响55-57
• 3.6 减水剂与各抗泥型助剂复配后的匀质性57
• 3.7 减水剂试样红外光谱分析57-58
• 3.8 粘土与抗泥助剂对混凝土性能的影响58-60
• 3.9 粘土影响水泥分散性能机理的探讨60-63
• 3.9.1 粘土矿物在水中的特性60-62
• 3.9.2 粘土自身的吸水膨胀62
• 3.9.3 粘土对聚羧酸减水剂的吸附62-63
• 3.10 本章小结63-66
• 4 抗泥助剂合成研究66-84
• 4.1 实验原理66-67
• 4.2 聚合反应过程67-68
• 4.3 抗泥剂正交实验设计68-70
• 4.3.1 正交实验设计原理68-69
• 4.3.2 正交实验设计方案与结果69-70
• 4.4 抗泥剂单因素优化实验70-79
• 4.4.1 浓度对抗泥剂性能的影响70-74
• 4.4.2 聚合温度对抗泥剂性能的影响74-75
• 4.4.3 反应各阶段时间控制对抗泥剂性能的影响75-78
• 4.4.4 最终产物pH对抗泥剂性能的影响78-79
• 4.5 抗泥剂的红外光谱分析79
• 4.6 抗泥剂的分子量分布79-82
• 4.7 抗泥剂的性能82-83
• 4.7.1 抗泥剂的匀质性能82
• 4.7.2 混凝土性能82-83
• 4.8 本章小结83-84
• 5 抗泥剂的复配与适应性研究84-96
• 5.1 各抗泥型助剂与合成抗泥剂复配试验84-88
• 5.1.1 对氨基苯磺酸钠与合成抗泥剂复配试验85-86
• 5.1.2 四甲基氯化铵与合成抗泥剂复配试验86-87
• 5.1.3 聚乙二醇2000与合成抗泥剂复配试验87
• 5.1.4 无水偏硅酸钠与合成抗泥剂复配试验87-88
• 5.2 矿物掺合料对抗泥剂性能的影响88-91
• 5.2.1 粉煤灰对抗泥剂性能的影响88-89
• 5.2.2 矿粉对抗泥剂性能的影响89-90
• 5.2.3 硅灰对抗泥剂性能的影响90-91
• 5.3 水泥对抗泥剂性能的影响91-92
• 5.4 减水剂种类对抗泥剂性能的影响92-94
• 5.4.1 萘系高效减水剂对抗泥剂性能的影响92-93
• 5.4.2 脂肪族减水剂对抗泥剂性能的影响93-94
• 5.4.3 氨基磺酸盐高效减水剂对抗泥剂性能的影响94
• 5.5 本章小结94-96
• 6 结论与展望96-98
• 6.1 结论96-97
• 6.2 展望97-98
• 致谢98-100
• 参考文献100-104

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