酶法制备不同分子质量糊精及其对水泥水化的影响

研究酶法制备玉米糊精的工艺条件,采用凝胶渗透色谱法分析玉米糊精的分子质量分布,并且对比了不同分子质量糊精对水泥水化的影响。结果表明,在其他条件一定的情况下,玉米糊精的分子质量(Mw)在只改变酶添加量时为14063~70948,在只改变反应时间时为12744~20526,在只改变反应温度时为14063~86179,在只改变淀粉乳质量浓度时为12635~111210。一定条件下制备的糊精Mw为48762,能够在几乎不延长缓凝时间的情况下,使得水化热峰值较空白样降低30%左右。

气泡外加剂在混凝土中的应用研究

随着我国市场经济的快速发展,建筑工程也是在不断的增加,而混凝土作为建筑行业中最主要的工程材料之一,也得到了广泛的应用。混凝土在成型的过程中会形成一定的有害气泡和有益气泡,因此我们需要通过一些技术手段来减少有害气泡的存在,增加有益气泡的数量,改善混凝土的性能。概述了引气剂、消泡剂以及发泡剂3种混凝土气泡调控外加剂的现状及发展情况,并且介绍了3种外加剂的分类、组成及特点,以及它们的发展趋势。

缓释技术在混凝土中的应用研究进展

近年来,随着我国基础设施建设的迅速发展,混凝土作为现代土木工程设施建设中最重要的工程材料之一,市场对其工作性、耐久性、施工性等综合性能的要求越来越高。目前混凝土在实际应用当中存在着一些问题,如混凝土因开裂而导致的钢筋锈蚀、结构强度和承载力下降等耐久性问题,混凝土坍落度损失问题,水泥水化过快等问题。因此,研究人员致力于研发具有缓释效果的混凝土外加剂以解决上述各类问题。缓释技术的出现引起人们的极大关注,在20世纪50年代首先应用于农业方面,随后应用于医学药物研发方面,并逐渐应用于化肥、农药、化工等领域。在混凝土领域,缓释技术目前已在水泥基材料的内养护、裂缝自修复、膨胀历程控制、阻锈与水化历程调控等方面被广泛应用。在混凝土领域已取得成功应用的缓释材料包括高吸水树脂(SAP)、微胶囊、缓释型聚羧酸减水剂等。SAP通过复杂的分子结构在水泥拌和过程中吸收大量水分,在后期硬化干燥过程中,及时缓慢释放出水分子,从而达到抑制水泥基材料变形开裂的效果。微胶囊将修复剂以复合材料的形式存储起来,使其在裂缝等外力作用下释放出来,发挥抑制裂纹的扩展并修复裂纹的作用。在混凝土坍落度研究领域,采用碱缓释的技术方案实现了分散剂分子在水泥环境中的持续释放,使得混凝土的流动度可以长时间保持稳定。本文根据缓释技术的类型和特点,分别从物理型缓释和化学型缓释两个方面介绍了缓释技术在混凝土领域中的应用及其进展,主要讨论了混凝土缓释技术在水泥基材料的内养护、裂缝自修复、阻锈与坍落度保持等性能调控中的应用,希望能为研发性能更优良的用于混凝土领域的缓释材料提供参考。

不同离子基团引气剂对混凝土性能的影响

研究了带有不同离子基团的4种单链引气剂:阴离子引气剂(K12)、阳离子引气剂(DTAB)、两性离子引气剂(OA)和非离子引气剂(AEO)的构效关系,对比了它们在溶液、新拌和硬化砂浆中的性能差异。结果表明:引气剂表面活性越高,在溶液中更易起泡且泡沫稳定性越好,在新拌和硬化砂浆中的起泡和稳泡性能也越优异;在溶液中,引气剂的起泡与稳泡能力从优到差依次为K12>OA>AEO-9>DTAB;在新拌和硬化砂浆中,气泡尺寸从小到大为K12<OA<AEO-9<DTAB;在砂浆中,引气剂的稳泡能力从优到差依次为K12>OA>AEO-9>DTAB。

新型改性萘系减水剂的制备与性能研究

以β-萘酚为原料,用三氯氧磷与其反应生成磷酰氯,再将其水解制得β-萘酚磷酸酯(P)。然后将制备的磷酸酯与萘磺酸进行缩合反应,合成新型改性萘系减水剂。采用了红外光谱仪(IR),核磁共振(NMR),并进行了减水和保坍性能的测试。结果表明,减水剂的最佳工艺参数为:β-萘酚磷酸酯(P)与萘(N)的摩尔比为4︰1,缩合酸度为25%,缩合温度为130℃,缩合时间为3h。与市售萘系减水剂相比,新型改性萘系减水剂初始减水和保坍性能都好。

混凝土气泡调控型表面活性剂的研究进展

随着我国基础设施建设的大力发展,目前在建的高速公路、铁路、大型桥梁、隧道、大型水利水电工程、高层建筑、地下工程的数量均居世界首位。这些重大工程的发展无一不与混凝土材料息息相关,因此对混凝土的耐久性提出了更高的要求。如何提高现代工程混凝土的耐久性、延长混凝土构筑物的安全服役年限是混凝土研究面临的重大问题。混凝土气孔结构直接影响混凝土的抗冻融、抗介质渗透以及结构稳定等耐久性性能,在混凝土搅拌过程中掺入气泡调控型表面活性剂,可以在新拌混凝土中引入适量细小、均匀、密闭的气泡,大大改善拌合物的和易性,从而提高混凝土的抗冻、抗渗、抗碳化等耐久性。因此,混凝土气泡调控型表面活性剂的研究和生产逐渐成为外加剂领域的热点。本文根据表面活性剂的定义、类型和特点,分别从表面活性剂的作用机理及其在混凝土中的失效原因等方面介绍了混凝土气泡调控表面活性剂的最新研究成果,主要讨论了新型双子表面活性剂在混凝土中的应用和表面活性剂的分子自组装行为及泡沫行为的作用机理,并分析了混凝土中的盐效应及吸附效应等对表面活性剂的影响,以期为将来研发性能优良的混凝土气泡调控型表面活性剂提供参考。

絮凝剂在机制砂中的应用及其对减水剂分散性的影响

研究了不同离子类型聚丙烯酰胺絮凝剂和不同分子质量聚丙烯酰胺絮凝剂在机制砂清洗过程中的应用效果以及对减水剂分散性的影响比较。结果表明,对于污泥絮凝效果,阴离子型絮凝剂的分子质量越大效果越优,不同电荷类型中以阳离子型的效果最优,在低掺量下即可获得良好的絮凝效果,且阳离子比例越高效果越优,阴离子次之,非离子最差;但是对于减水剂分散性的影响来说,相同掺量条件下,阳离子型絮凝剂对减水剂分散性的影响最大,非离子型絮凝剂对减水剂分散性的影响最小。

分散剂β-萘磺酸盐甲醛缩聚物对低阶煤制水煤浆成浆性的研究

低阶煤制备水煤浆成浆性能受到多方面因素影响,其中煤自身结构性质、自由水和电荷作用三者影响较大。分析了神木煤、哈密煤、榆林煤的微观结构,测试了分散剂β-萘磺酸盐甲醛缩聚物在3种煤上的吸附规律、分散剂不同掺量下煤中束缚水释放为自由水的量,研究了分散剂吸附量与束缚水释放量及水煤浆成浆性能之间的关系。结果表明:分散剂在低阶煤上的吸附量与比表面积不呈正相关;随着分散剂吸附量提高,变质程度偏高的煤质中自由水释放量快速下降,孔隙结构较多的煤质中则可能抑制自由水释放;低浓度分散剂吸附时,由电荷斥力和释放自由水同时作用提高成浆性能,高浓度分散剂吸附时,主要依靠电荷斥力提高成浆性能,自由水起次要作用;低阶煤制备水煤浆在表观黏度为500 mPa·s~1000 mPa·s内均符合Bingham流体特征。

两性离子聚合物的制备及其对酶活性的影响

以具有生物相容性的羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯(CBMA)为单体、过硫酸铵为引发剂、亚硫酸钠为还原剂,采用自由基聚合工艺制备了羧基甜菜碱两性离子聚合物PCBMA,并对其进行核磁氢谱和凝胶渗透色谱表征,结果显示聚合物具有预期结构。进一步以葡萄糖氧化酶(GOD)为模型酶,分别制备了添加和未添加聚合物PCBMA的GOD溶液,在四种不同温度下探究酶的活性与时间的关系。结果表明,添加PCBMA的GOD在65℃条件下经过12h后,其活性浓度是对照样GOD 1h时活性浓度的103%;未添加PCBMA的对照样12h后GOD活性浓度仅为1h时的35%。羧基甜菜碱两性离子聚合物能够有效地维持酶的活性,并且温度越高聚合物对酶活性维持的效果越明显。

消泡剂对引气剂的界面行为和作用效果的影响

研究了消泡剂与引气剂之间的界面行为,计算了其在混合界面处的分子组成、分子间作用力常数(β)及混合体系的附加自由能,对比了多种比例搭配的消泡剂与引气剂体系在溶液和硬化砂浆中的性能差异。结果表明:在引气型表面活性剂中引入消泡型组分时,会导致表面活性剂分子在界面排列的自由能增加,从而导致溶液泡沫稳定性和砂浆含气量稳定性明显下降,并且消泡剂可有效减小硬化砂浆气泡孔径和气泡间距系数,提高砂浆的抗压强度。

不同结构的引气剂对溶液及混凝土性能的影响

分别研究了不同疏水链长度(C8~C14)和不同阴离子基团(硫酸根、磺酸根和磷酸根)的表面活性剂的亲疏水性和离子基团对表面活性、泡沫行为和水泥砂浆中引气性能的影响规律。结果表明:表面活性剂分子的界面自组装行为越强,界面自由能降低越多,表面活性越强,其水溶液的泡沫性能越好,在水泥砂浆中的引气效果也越好。十二烷基硫酸钠具有最高的界面自组装排列密度和最低的界面自由能,在水溶液中具有最好的泡沫性能,在砂浆中具有最好的引气性能,同样具有最优的硬化砂浆气孔调节性能。

阳离子聚合物改善聚羧酸减水剂抗泥性能及作用原理

以不饱和季铵盐单体与不饱和非(阴)离子单体进行水溶液自由基共聚,合成了系列阳离子聚合物型牺牲剂(CSA)。采用水泥净浆流动度来评价牺牲剂对加蒙脱土水泥中聚羧酸减水剂(PCE)分散性能的影响。结合有机碳吸附、热重分析、X射线衍射等测试手段,不仅考察了聚合单体比例、季铵盐单体种类、非(阴)离子单体种类对牺牲剂作用效果的影响,确定了三甲基烯丙基溴化铵-丙烯酰胺(ATMA-AM2:1)为最佳结构,同时也探明了其作用原理。加入ATMA-AM(2:1)后,有效阻止了PCE分子聚醚侧链进入到蒙脱土层间,显著降低了PCE分子在蒙脱土上的吸附量,增加了其在水泥颗粒上的有效吸附,掺蒙脱土水泥中PCE的流动度由156 mm提升至225 mm,显著改善了蒙脱土对PCE分散性能带来的负面影响。

石墨烯对镍钛形状记忆合金耐腐蚀性能的影响

利用化学气相沉积法在镍钛形状记忆合金表面原位生长出石墨烯,拟提高镍钛形状记忆合金的抗腐蚀性能。通过X射线光电子能谱、拉曼光谱与扫描电镜等手段对其表征,分析石墨烯修饰后的合金表面结构和形貌。在人工唾液环境中探究了石墨烯对镍钛形状记忆合金的腐蚀速率、细胞毒性和金属释放的影响。结果表明,石墨烯在金属基体和腐蚀介质之间可以起到物理屏蔽作用,可明显地降低金属基体发生腐蚀的速率,对镍钛合金具有较强的保护能力。