水下不分散混凝土抗分散剂的研究

摘要

本文以聚丙烯酰胺为水下不分散混凝土抗分散剂主剂，通过水泥净浆流变性能、砂浆抗分散性能以及混凝土的性能试验研究，在四种不同分子量的聚丙烯酰胺中，找出作抗分散剂的最优的分子量及对应掺量，并复配其他的辅助剂，对丙烯系水下不分散混凝土抗分散剂的组成进行研究，配制出符合工程需求的抗分散剂。 本文首先介绍了水下不分散混凝土的发展历史和研究现况，对水下不分散混凝土的应用技术做了简要的概括。其次通过对各种絮凝剂的介绍和比较，选择了四种不同分子量(分子量分别为400万、600万、800万、1000万)的聚丙烯酰胺作为抗分散剂主剂的原材料，拟在其中找到最适宜的分子量和掺量。同时，对试验方法和器材进行了选择。 为了研究絮凝剂对混凝土抗分散性的影响，首先选择水泥净浆作为基体，将不同分子量的聚丙烯酰胺以不同掺量掺入，测定聚丙烯酰胺对水泥净浆的流变性能以及扩展度的影响。试验研究表明，随聚丙烯酰胺掺量的逐渐增大，水泥浆体的扩展度先增大后减小，屈服剪切应力持续增大，塑性粘度先急剧增大、后减小、再稳步增长。在本文中同时对产生这一现象的原因进行了探讨，提出了水泥和絮凝剂相互作用模型。 为了选择聚丙烯酰胺的最优的分子量和最优掺量，选择砂浆作为基体，进行抗分散性试验。试验结果表明，水泥净浆的两个流变学参数屈服剪切应力和塑性粘度对砂浆的抗分散性有重要影响，其中高屈服剪切强度、低塑性粘度的情况下，抗分散性能大，而且砂浆的流动性能较好。此外，试验中减水剂的作为抗分散剂辅助剂的掺入，不仅可以改善拌和物的流动性，还能减少拌和物通过水层时的吸水量。最后根据砂浆抗分散性试验，确定抗分散剂主剂的最优分子量和最优掺量。 在水泥净浆流变性和水泥砂浆抗分散性试验的基础上，通过水下不分散混凝土的性能试验，确定了抗分散剂中其他辅助剂的组成和掺量。经过一系列的比较选择，确定早强剂三乙醇胺和无机材料硅灰为辅助剂。试验结果表明，5％硅灰和0.05％三乙醇胺早强剂的加入，可以明显的提高水下不分散混凝土早期强度。以此种配方所拌制的水下不分散混凝土，可以完全满足规范要求。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1水下不分散混凝土的发展历史

1.2国内外研究成果

1.2.1抗分散剂的种类及组成

1.2.2水下不分散混凝土抗分散剂的应用技术

1.3本文研究的内容

第2章试验设计

2.1絮凝剂的选择

2.1.1絮凝剂的分类

2.1.2抗分散剂主剂的选择

2.1.3水溶性高分子聚丙烯酰胺性质

2.2其他原材料

2.3试验方法

2.3.1水泥浆体流变性能试验

2.3.2砂浆性能试验

2.3.3水下混凝土性能试验

2.4本章小结

第3章聚丙烯酰胺对水泥净浆流变性能的影响

3.1水泥净浆的流变模型

3.2聚丙烯酰胺对水泥浆体扩展度的影响

3.3聚丙烯酰胺对水泥浆体流变参数的影响

3.3.1聚丙烯酰胺对屈服剪切强度和塑性粘度的影响

3.3.2聚丙烯酰胺对触变性能的影响

3.4机理分析

3.4.1絮凝机理

3.4.2聚丙烯酰胺与水泥浆体的相互作用

3.4.3高分子空间稳定作用理论

3.4.4水泥净浆流变参数变化的机理探讨

3.5本章小结

第4章聚丙烯酰胺对砂浆性能的影响

4.1辅助剂高效减水剂

4.1.1高效减水剂的作用

4.1.2高效减水剂的影响

4.1.3减水剂与絮凝剂作用机理探讨

4.2砂浆的抗分散性研究

4.2.1 τ0和η对抗分散性的影响

4.2.2 τ0和η对砂浆流动性的影响

4.2.3聚丙烯酰胺代表性掺量的比较

4.3聚丙烯酰胺对砂浆强度的影响

4.4 AP100最优掺量的确定

4.4.1 AP100不同掺量下砂浆的扩展度变化

4.4.2 AP100不同掺量下抗分散性能变化

4.5本章小结

第5章水下不分散混凝土抗分散剂组成的确定

5.1水下不分散混凝土的配合比设计要求

5.2辅助剂的选择

5.2.1早强剂的选择

5.2.2掺合料的选择

5.3辅助剂对混凝土强度影响

5.4抗分散剂配方的确定

5.5本章小结

结论及展望

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录及参与科研情况)