水泥单矿物对超塑化剂吸附机理的研究

摘要

本论文从硅酸盐水泥四种单矿物(C3S、β-C2S、C3A、C4AF)的烧制及其对萘系UNF-5、氨基磺酸盐系AS、脂肪族系FAS、丙烯酸接枝共聚物系PC四种超塑化剂的吸附测试入手，结合四种超塑化剂的分子量、红外、表面张力及四种单矿物在有无超塑化剂情况下的表面电位等一系列分析测试，探索了四种单矿物对不同超塑化剂的吸附机理。 研究结果表明：硅酸盐水泥中的四种单矿物水化后表面电性不同，即硅酸盐单矿物(C3S、β-C2S)呈负电性，而铝酸盐单矿物(C3A、C4AF)呈正电性。在“矿物—水—超塑化剂”体系中，硅酸盐单矿物(C3S、β-C2S)对超塑化剂进行吸附时，起吸附作用的主要是硅酸盐单矿物(C3S、β-C2S)本身；而铝酸盐单矿物(C3A、C4AF)对超塑化剂进行吸附时，在体系中起吸附作用的主要是铝酸盐单矿物(C3A、C4AF)的水化产物。硅酸盐单矿物(C3S、β-C2S)对四种超塑化剂吸附时，吸附量同颗粒细度有关，随着颗粒比表面积的增大，吸附量呈增大的趋势；而铝酸盐单矿物(C3A、C4AF)对四种超塑化剂吸附时，颗粒细度对吸附量的影响不大。同时，吸附量也与单矿物本身的性质和超塑化剂的种类有关。不同单矿物对同种超塑化剂进行吸附时，吸附量大小基本呈现如下规律：C3A＞C4AF＞C3S＞β-C2S。同种单矿物对不同超塑化剂进行吸附时，吸附量不同，表现为对超塑化剂FAS、UNF-5的吸附量最大，对超塑化剂PC的吸附量最小，对超塑化剂AS的吸附量居中。超塑化剂FAS、UNF-5在颗粒或水化产物上以棒状平躺型吸附方式吸附在颗粒表面，对颗粒的分散主要以静电斥力为主；超塑化剂PC以非均匀链段吸附方式吸附在颗粒表面，分散作用主要以空间位阻为主；而超塑化剂AS以线圈及尾状吸附方式吸附在颗粒表面，主要以静电斥力和空间位阻的共同作用对颗粒进行分散。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1研究背景和意义

1.2硅酸盐水泥理论基础

1.2.1硅酸盐水泥熟料矿物组成与晶体结构

1.2.2水泥单矿物水化及双电层形成机理

1.3超塑化剂的种类与结构特征

1.4国内外水泥及其单矿物对塑化剂吸附的研究现状

1.4.1塑化剂在水泥上吸附的研究现状

1.4.2塑化剂在水泥单矿物上吸附的研究现状

1.5本文研究的目的

第2章试验内容

2.1试验原料

2.2试验内容及方案

2.2.1单矿物制备

2.2.2单矿物比表面积的测定

2.2.3单矿物游离钙滴定的测定

2.2.4吸附量的测定

2.2.5单矿物动电电位的测定

2.2.6超塑化剂表面张力的测定

2.2.7超塑化剂官能团的测定

2.2.8超塑化剂分子量的测定

2.3试验仪器与设备

第3章单矿物烧成结果及超塑化剂结构表征

3.1单矿物烧制和和化学分析

3.2单矿物的微观测试

3.3超塑化剂的分子量测定

3.4超塑化剂的官能团测定

3.5超塑化剂表面张力的测定

3.6本章小结

第4章单矿物对超塑化剂吸附

4.1超塑化剂吸附标准曲线的测定

4.2单矿物对超塑化剂的吸附

4.2.1 C3S对不同超塑化剂的吸附

4.2.2 β-C2S对不同超塑化剂的吸附

4.2.3 C3A对不同超塑化剂的吸附

4.2.4 C4AF对不同超塑化剂的吸附

4.3单矿物比表面积对超塑化剂吸附的影响

4.3.1 C3S比表面积对超塑化剂吸附的影响

4.3.2 β-C2S比表面积对超塑化剂吸附的影响

4.3.3 C3A比表面积对超塑化剂吸附的影响

4.3.4 C4AF比表面积对超塑化剂吸附的影响

4.4超塑化剂在不同单矿物上的吸附量

4.5对实践指导意义

4.6本章小结

第5章单矿物对超塑化剂吸附机理

5.1超塑化剂对水泥单矿物表面电位的影响

5.2水泥单矿物对超塑化剂吸附机理

5.3超塑化剂在水泥单矿物上的吸附形态

5.4本章小结

结论与展望

参考文献

附录

致谢