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保坍型聚羧酸系减水剂的合成及性能研究

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目录

摘要

第一章 综述

1.1 混凝土外加剂简介

1.2 减水剂简介

1.2.1 减水剂的概念、分类及机理

1.2.2 减水剂的发展历程及研究现状

1.3 聚羧酸系减水剂简介

1.3.1 聚羧酸系减水剂的概念

1.3.2 聚羧酸系减水剂的作用机理

1.3.3 聚羧酸系减水剂的国内外研究现状及存在问题

1.3.4 聚羧酸系减水剂的合成方法

1.4 研究的目的意义

1.4.1 课题研究的目的

1.4.2 课题研究的意义

第二章 分子结构的设计及技术方案的确定

2.1 分子结构的设计

2.1.1 坍落度损失简介

2.1.2 理论基础

2.1.3 结构设计

2.2 技术方案、主要研究进程、关键技术及创新点

2.2.1 技术方案

2.2.2 主要研究进程

2.2.3 关键技术和创新点

第三章 APEG-AM-M保坍型聚羧酸系减水剂的合成

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 主要试剂及仪器

3.2.2 实验原理

3.2.3 合成工艺

3.2.4 测试与表征

3.3 聚合反应工艺参数的确定

3.3.1 单体摩尔比对减水剂性能的影响

3.3.2 引发剂用量对减水剂性能的影响

3.3.3 共聚反应温度对减水剂性能的影响

3.3.4 反应时间对减水剂性能的影响

3.3.5 反应浓度对减水剂性能的影响

3.3.6 投料方式对减水剂性能的影响

3.4 APEG-AM-M保坍型聚羧酸系减水剂的表征

3.4.1 凝胶色谱的表征

3.4.2 红外光谱的表征

3.5 本章小结

第四章 TPEG-AM-MA保坍型聚羧酸系减水剂的合成

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 原材料

4.2.2 仪器设备

4.2.3 实验装置与工艺流程

4.2.4 实验原理

4.2.5 实验方法

4.2.6 测试与表征

4.3 结果与讨论

4.3.1 TPEG链长对减水剂性能的影响

4.3.2 共聚单体组成对减水剂性能的影响

4.3.3 引发剂种类及用量对减水剂性能的影响

4.3.4 反应温度对减水剂性能的影响

4.3.5 投料方式对减水剂性能的影响

4.4 TPEG-AM-MA保坍型聚羧酸系减水剂的表征

4.4.1 凝胶色谱分析

4.4.2 红外光谱分析

4.5 本章小结

第五章 保坍型聚羧酸系减水剂的性能及应用研究

5.1 实验材料及设备

5.2 保坍型聚羧酸系减水剂自身性能的研究

5.2.1 pH值的测定

5.2.2 起泡、稳泡性能的测定

5.2.3 电导率的测定

5.2.4 固含量的测定

5.3 保坍型聚羧酸系减水剂对水泥净浆性能的影响

5.3.1 BT-1、BT-2在水泥表面吸附性能的研究

5.3.2 BT-1、BT-2对水泥凝结时间影响的研究

5.3.3 BT-1、BT-2与不同水泥相容性的研究

5.4 保坍型聚羧酸系减水剂对水泥砂浆性能的研究

5.4.1 水泥砂浆减水率的测定

5.4.2 BT-1、BT-2对胶砂强度的影响

5.5 保坍型聚羧酸系减水剂对混凝土性能的影响

5.5.1 BT-1、BT-2对混凝土含气量的影响

5.5.2 BT-1、BT-2对混凝土泌水率的影响

5.5.3 BT-1、BT-2对混凝土强度的影响

5.5.4 BT-1、BT-2对混凝土坍落度及其保持性的影响

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 研究展望

参考文献

作者简介

硕士期间发表的论文

致谢

声明

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摘要

聚羧酸系减水剂作为一种新型的高性能减水剂,因其掺量低、减水率高、分散性能好、坍损度小、对环境友好等特点,日渐成为混凝土外加剂行业的研究热点。本文着重介绍了混凝土外加剂中减水剂的发展历程及研究现状,深入探讨了聚羧酸系减水剂的作用机理。结合高聚物的坍落度损失机理,设计出新型保坍型聚羧酸系减水剂。
  本研究根据分子设计原理,分别选用烯丙基聚氧乙烯基醚(APEG)和异戊二烯基聚氧乙烯基醚(TPEG)两类大单体,与功能小单体马来酸酐(MA)和丙烯酰胺(AM)水溶液聚合,得到两种分子结构中含有羧基(-COOH)、酰胺基(-CONH2-)、聚氧乙烯基醚基团[-(OCH2CH2)h-]等官能团的保坍型聚羧酸系减水剂(BT-1、BT-2)。通过对各聚合因素的讨论,得出合成保坍型聚羧酸系减水剂的最佳工艺参数:合成BT-1、BT-2的最佳摩尔比分别为n(APEG)∶n(MA)∶n(AM)=1∶1.8∶1.2,n(TPEG)∶n(AM)∶n(MA)=1∶1.6∶1.9,引发剂用量为单体总质量的3.5~4%,反应浓度为40%,反应温度为75℃,活性单体AM溶液和引发剂溶液分别滴加,且活性单体溶液先于引发剂溶液0.5h滴完。采用水相凝胶色谱、红外光谱等检测手段对保坍型聚羧酸系减水剂分子进行相应的结构表征。通过对水泥吸附量、与不同水泥相容性、砂浆减水率、抗压强度及混凝土坍落度保持性等试验,明确自制保坍型聚羧酸系减水剂的各项性能指标。结果表明,本文所制的保坍型减水剂符合相关标准,在实际应用中具有良好的的保坍效果。

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