水泥专用丁苯胶乳的工业化和应用研究

摘要

聚合物水泥砂浆混凝土与普通水泥砂浆混凝土相比具有不易遭受腐蚀和固化后各种性能优异的特点,倍受青睐。聚合物以分散胶乳方式掺入水泥砂浆混凝土,不仅操作施工方便,而且容易均匀分散可有效改变水泥混凝土的孔隙结构,达到提高混凝土的抗折强度、抗渗、抗拉和抗压强度等性能的目的。掺混聚合物胶乳的水泥混凝土近年已迅速地应用于道路、桥梁和地下设施的建设以及防腐蚀面的处理等,随着我国现代化建设的不断发展,聚合物水泥混凝土的应用将日趋广泛,其中具有高性价比的水泥掺混用丁苯胶乳市场前景尤为喜人。为此,本文对水泥专用丁苯胶乳的工业化过程中的工程问题和工业化试验得到的水泥专用丁苯胶乳的应用特性进行了试验研究。全文主要工作包括:第一章主要对国内外丁苯胶乳的研究进展进行了综述和分析。通过分析讨论丁苯乳液聚合的工艺过程,从工程角度对工业聚合釜搅拌、传热和放大等工程因素进行了分析总结,并据此提出对水泥专用丁苯胶乳放大实现工业化的研究思路和计划。第二章主要对水泥专用丁苯胶乳工业化过程的相关工程问题进行了研究。着重分析了水泥专用丁苯胶乳的中试工艺配方和流程特点,在结合常规丁苯聚合工业放大规律的基础上,提出了采用以相同单位体积功为主的放大准则对水泥专用丁苯胶乳的聚合过程进行了工程放大试验,着重考察了搅拌转速、搅拌桨形式和内冷构件等因素对聚合过程稳定性和成品胶乳性能的影响,并分析讨论了20m3工业聚合釜的传热可行性问题。试验结果表明,以单位体积功PV和叶端速度相结合的放大准则是切实可行的,能够在20m3工业聚合釜中很好地重现2m3中试釜的工艺结果,连续性进料方式有效地缓和了聚合放热,20m3工业聚合釜的现有内冷管和夹套传热面积已足够满足工业生产要求。另外,基于水泥专用丁苯胶乳要求粒径小、分布窄和稳定性优的特征要求,改恒定转速为不同时段不同转速进行试验,结果表明随聚合时段的变搅拌转速的方式能够较好地控制胶乳粒径和提供胶乳稳定性。第三章主要对水泥专用丁苯胶乳的工业化试验产品的应用特性进行了研究。实验测定了掺用工业化试验得到的水泥专用丁苯胶乳的水泥混凝土的抗压、抗拉浙江大学硕士学位论文和抗渗等性能,考察了不同水泥专用丁苯胶乳的工业化产品的影响特点。实验结果表明,水泥专用丁苯胶乳的工业化试验产品对水泥混凝土的掺混增强效果与中试产品相当,说明了工业化试验己达到了预期目标。第四章对全文的研究工作进行了总结。

目录

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摘要

Abstract

前言

第一章 文献综述

1．1 丁苯胶乳的合成工艺概述

1．2 工业聚合釜的搅拌和传热

1．2．1 常用反应釜搅拌桨的形式

1．2．2 搅拌桨的特性

1．2．3 搅拌对乳液聚合的影响

1．2．4 传热及其影响因素

1．3 工业聚合釜的放大

1．3．1 工业放大准则

1．3．2 工业化试验评价方法

1．4 聚合物水泥混凝土的应用

1．4．1 水泥混凝土中聚合物的作用机理

1．4．2 水泥专用丁苯胶乳的基本要求

1．4．3 丁苯胶乳混凝土的应用和评价

1．5 研究计划

第二章 水泥专用丁苯胶乳的聚合工程研究

2．1 引言

2．2 试验部分

2．2．1 试验所用原料

2．2．2 2m~3中试试验

2．2．3 20m~3工业放大试验

2．2．4 试验分析测试

2．3 结果与讨论

2．3．1 搅拌转速的影响

2．3．2 搅拌桨式的讨论

2．3．3 工业聚合釜的传热问题

2．3．4 放大准则的筛选

2．3．5 工业试验的重现性

第三章 水泥专用丁苯胶乳的应用研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 聚合物水泥混凝土试样的制作

3．2．2 聚合物水泥混凝土性能的测定

3．3 结果与讨论

3．3．1 最适测试条件的筛选

3．3．2 中试品与工业化产品的比较

3．3．3 搅拌速度的影响

3．3．4 搅拌操作方式的影响

3．3．5 工业重现性试验

第四章 结论

参考文献

致谢