聚羧酸高性能减水剂的制备及其与水泥相容性的研究

摘要

聚羧酸高性能减水剂由于具有掺量低、减水率高、分散性好、绿色环保、适应性好等特点,被广泛应用在各种混凝土建筑,但在实际工程应用中,聚羧酸减水剂与混凝土的原材料存在相容性问题,硫酸盐对聚羧酸减水剂与水泥相容性的影响十分显著。本论文通过分子结构设计,使得聚羧酸减水剂分子结构中含有羧基、磺酸基、聚氧乙烯基等官能团,制备高性能聚羧酸减水剂,并研究硫酸钾和配浆水pH值对含聚羧酸高性能减水剂的水泥应用性能的影响。具体研究内容与结果如下:
　　(1)以丙烯酸(AA)、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(MPEGAA)和烯丙基磺酸钠(SAS)为原料,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基共聚法制备聚羧酸减水剂,并用红外光谱和高效液相色谱进行表征。系统研究单体配比对聚羧酸减水剂的分散性能和分散稳定性能的影响,结果表明,当单体摩尔配比为n(AA):n(MPEGAA):n(SAS)=3.0:1.0:1.0时制备得到的聚羧酸减水剂的分散性能和分散稳定性能最佳。
　　(2)通过Zeta电位和流变性测试,初步对聚羧酸减水剂的分散机理进行研究,将聚羧酸减水剂加入水泥浆体中,聚羧酸减水剂吸附到水泥颗粒表面,水泥浆体的絮凝结构被破坏,释放出被包裹的游离水,从而降低了水泥浆体的表观粘度。
　　(3)通过对水泥净浆流动度、净浆减水率、抗压强度和凝结时间进行测试,研究硫酸钾和pH值对含聚羧酸减水剂的水泥应用性能的影响,研究发现与长短支链聚羧酸减水剂相比,长支链聚羧酸减水剂有较好的耐硫酸盐和耐酸碱性能。采用扫描电子显微镜对不同掺量硫酸钾和不同pH值的含聚羧酸高性能减水剂的水泥试块的水化进程进行了表征,结果表明:硫酸钾和配浆水pH值均使得含聚羧酸减水剂的水泥试块中存在大量的片层和孔隙结构,水泥结构难以整体化,降低了含聚羧酸减水剂的硬化水泥的强度。

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第一章 绪论

1.1 聚羧酸高性能减水剂

1.1.1 聚羧酸高性能减水剂简述

1.1.2 聚羧酸高性能减水剂的作用机理

1.1.3 聚羧酸高性能减水剂的制备方法

1.1.4 聚羧酸高性能减水剂的研究进展

1.1.5 聚羧酸高性能减水剂的应用现状及存在问题

1.2 聚羧酸高性能减水剂的相容性研究

1.2.1 聚羧酸高性能减水剂的相容性问题

1.2.2 硫酸盐对聚羧酸高性能减水剂与水泥的相容性的影响研究

1.3 课题研究的技术路线和主要内容

1.3.1 技术路线

1.3.2 主要研究内容

第二章 聚羧酸高性能减水剂的制备及分散机理研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料与仪器

2.2.2 聚羧酸减水剂的合成

2.2.3 测试内容与表征方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 单体配比对聚羧酸减水剂性能的影响

2.3.2 聚羧酸高性能减水剂的结构表征

2.3.3 聚羧酸高性能减水剂的分散机理的探讨

2.3.4自制聚羧酸高性能减水剂的稳定性实验

2.4 本章小结

第三章 硫酸钾和pH值对聚羧酸减水剂与水泥相容性的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料与仪器

3.2.2 测试内容与表征方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 硫酸钾和pH值对含长支链聚羧酸减水剂的水泥性能的影响

3.3.2 硫酸钾和pH值对含长短支链聚羧酸减水剂的水泥性能的影响

3.4 本章小结

参考文献

附录 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢