聚羧酸减水剂与陕西地区水泥的适应性研究

为了研究聚羧酸减水剂与陕西地区水泥适应性的影响,测试了不同品种、不同批次水泥的细度、比表面积、标准稠度用水量等参数,基于测试结果进一步研究了不同品种、不同批次水泥对C30混凝土工作性能及力学性能的影响。结果表明:随着水泥比表面积增大及C_(3)S和C_(3)A含量的提高,使得水泥放热速率和放热量增大,标准稠度用水量增大,凝结时间缩短,所拌制的C30混凝土外加剂掺量相应提高;对于四种品牌的夏冬季水泥,其拌制的混凝土外加剂掺量相差不大,混凝土坍落度损失均在10mm~30mm范围,混凝土强度均满足设计要求;不同厂家水泥物理指标差异较小,不同厂家水泥微观形貌均呈现粗糙不平,水化热与水泥前期强度有密切关系,随着水泥水化速率增大,混凝土抗压强度也随之提高。

新型中间相炭微球的制备及表征

采用甲醛对煤沥青进行聚合改性,然后经热聚合工艺制备中间相炭微球(MCMB),并对MCMB的结构及性能进行了研究.采用偏光显微镜和XRD对MCMB的结构进行分析,采用SEM对所制备的MCMB形貌进行分析,采用TGA对MCMB的热行为进行分析.结果表明,所制备的MCMB收率达35.1%,其平均粒径约为10μm,MCMB表面聚集了粒径小于0.5μm的小球;粒径较小的MCMB在偏光显微镜下不呈现各向异性;MCMB的平均微晶层间距d002为0.3420nm,平均微晶高度Lc为3.42nm,平均微晶大小La为2.38nm;MCMB的5%(质量分数)热分解温度为618℃,整个过程的总失重率为15.12%.

缓凝型葡萄糖酸钠的工艺及其应用研究

采用Pd-Bi/C作为催化剂,通过催化氧化葡萄糖制备葡萄糖酸钠水剂产品,并对催化氧化工艺进行了讨论。结果表明,催化氧化的最佳工艺为:反应温度50℃,反应时间7 h,葡萄糖的转化率可达到98%。经测试,该葡萄糖酸钠具有较好的缓凝作用和保塑效果,适应性良好,并且对混凝土的后期强度具有增强作用。

烯丙基COPNA树脂的合成与性能

以1-萘酚、对苯二甲醇、烯丙基氯等合成出新型缩合多核芳烃(COPNA)树脂。采用FT-IR和1H-NMR研究了COPNA树脂的化学结构;通过凝胶分析研究了COPNA与双马来亚酰胺的共聚反应性;采用TG-DTG研究了这种共聚树脂的热稳定性。研究表明,COPNA树脂结构中含有烯丙基活性基团,可与BMI发生共聚反应制备耐热性优良的树脂体系。

烯丙基COPNA-BMI树脂的流变特性

研究了一种可用于固体润滑的烯丙基COPNA-BMI树脂的流变特性。在黏度实验和差热分析(DSC)实验基础上,并根据双阿仑尼乌斯方程,建立了与实验数据较为相符的化学流变模型,同时对树脂黏度进行了预测。结果表明,在120℃～160℃范围内,树脂的相对黏度特性符合双阿仑尼乌斯黏度方程,所建立的模型较好地表征了树脂的流变特性;树脂在温度小于120℃时固化反应迟缓,初始黏度较高;随着温度的进一步提高,树脂初始黏度降低,黏度随时间增长加快,在170℃左右黏度急剧上升;树脂比较理想的成型温度应选择在150℃左右。

烯丙基COPNA-BMI树脂的力学性能

以1-萘酚为单体、对苯二甲醇为交联剂在对甲苯磺酸的催化作用下合成缩合多核芳烃(COPNA)树脂,经烯丙基化处理后与二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)反应制备烯丙基COPNA-BMI共聚树脂,并对这种共聚树脂的力学性能进行了研究。结果表明,共聚树脂具有优异的力学性能,当烯丙基COPNA树脂与BMI质量比为1:1时,其拉伸强度、断裂伸长率、硬度和弯曲强度分别达76.8MPa、3.1%、28HV、160.7MPa;共聚树脂的拉伸断口微裂纹扩展区处出现了韧窝,显示出一定的韧性。

预应力高强混凝土管桩用聚羧酸高性能减水剂的研制与应用

研制一种适用于预应力高强混凝土管桩的聚羧酸减水剂GS,通过正交实验探讨了合成减水剂母体的最佳工艺条件。并通过试验检验了该减水剂的应用性能,结果表明,该减水剂能满足管桩混凝土的工作性和力学性能要求,适用于预应力高强混凝土管桩的实际生产。

烯丙基COPNA-BMI共聚树脂的制备及性能

以对苯二甲醇为交联剂、1-萘酚为单体合成COPNA树脂,经烯丙基化处理后与BMI反应制备烯丙基COPNA-BMI共聚树脂。采用FT-IR研究预聚树脂的化学结构;采用黏度计分析预聚树脂的流变性能;采用DSC研究COPNA-BMI预聚树脂的固化工艺;采用TG-DTG研究了COPNA-BMI共聚树脂的热行为。研究表明,预聚树脂具有良好的流变性能,其固化反应平稳易于控制;共聚树脂具有优良的耐热性,经后处理过的固化树脂其热分解起始温度为450℃。

混合酸酯化法制备聚羧酸用大单体

以聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸、丙烯酸,在催化剂、阻聚剂存在的情况下,采用熔融酯化法制备聚羧酸类减水剂中间大分子单体。用核磁共振图谱和红外光谱对产物进行了表征。研究了聚乙二醇单甲醚和甲基丙烯酸及丙烯酸的摩尔比、不同催化剂及阻聚剂用量对反应的影响。在最佳合成条件下,可得到酯化率达95%,双键剩余率为97%的大单体。

一种酯醚共聚减水剂的制备及性能

以高活性乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)和聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEG(Mn=400)-MAA)为共聚单体,丙烯酸羟丙酯(HA)和丙烯酸(AA)为辅助功能单体,采用自由基共聚法合成了新型酯醚共聚减水剂(PCE-1)。红外光谱分析表明PCE-1分子中同时含有酯型与醚型支链,GPC测试表明,聚醚减水剂(PCE-3)分子量最大,酯型减水剂(PCE-2)分子量最小,而PCE-1分子量介于PCE-2与PCE-3之间。通过研究水泥水化热发现,PCE-1和PCE-2能显著抑制水泥水化过程中的放热速率。水泥净浆测试进一步表明,PCE-3对用水量和含泥量的波动敏感性最大,而PCE-1对用水量和含泥量波动的敏感性较小。混凝土试验表明,PCE-3的减水率最高,PCE-2最低,而PCE-1的减水率介于两者之间,但掺PCE-3的新拌混凝土和易性较差,坍落度经时损失大,掺有PCE-1与PCE-2的混凝土拌合物不但和易性好,而且坍落度经时损失更小。

降黏型管桩专用聚羧酸减水剂制备及机理研究

采用自由基溶液聚合法,合成一系列不同分子结构的聚羧酸减水剂,利用凝胶渗透色谱对其分子结构进行了表征,研究了聚羧酸减水剂的分子结构对流变、吸附性能的影响。结果表明,长短侧链纯EPEG合成的PC-2减水剂分子量和侧链分子量低、分子体积小,在孔隙溶液中分子自由度高,分子链拉伸更充分,短时间内在水泥颗粒表面的吸附速率高,有利于其在水泥表面形成致密吸附粒子,并进一步快速分散到水泥颗粒上,从而起到降黏效果;而长侧链纯EPEG合成的PC-3减水剂分子量和分子体积大,分子卷曲程度小,使其在水泥颗粒表面具有最大吸附量,分散性能最好;PC-2应用于管桩厂,相比STH-10具有较优的泵送速度和蒸养、蒸压强度,可以满足管桩生产的技术要求。

红外光谱一致性检验技术在聚醚及聚羧酸减水剂质量控制中的应用研究

采用红外光谱法取代混凝土外加剂和原材料常规质量合格测试尚缺乏系统研究及应用报道。研究采用红外光谱法进行基准和受检样品谱图测试,并进行了相关系数计算,通过统计分析相关系数分布情况,结合聚醚及聚羧酸减水剂样品的合格率、优等品率情况,确定了不同产品的质量控制值,并形成了质量控制方法。采用该质量控制方法,对聚醚JD54及聚羧酸减水剂M4和M10进行了质量控制。结果表明,该质控方法可以准确判定聚醚及聚羧酸减水剂的质量合格情况,并可以提高聚醚检测效率93.3%,节省水泥消耗,减少粉尘污染及固废后处理。

干燥温度对粉末状聚羧酸系减水剂性能的影响

以甲氧基聚乙二醇、马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠等为原料,合成一种聚羧酸系高效减水剂,并与聚乙烯醇和超细SiO2粉体进行搅拌配制成喷雾干燥料液,在离心式喷雾干燥塔中对料液进行干燥,制备一种粉末状聚羧酸系减水剂,探讨干燥温度对粉末状聚羧酸系减水剂性能的影响。结果表明:在雾化盘转速为14 000 r/min,进料速率为80 g/min的条件下,随着干燥温度的升高,粉末状聚羧酸系减水剂的含水率下降,而滤渣率和休止角先下降后升高;干燥温度对粉末状聚羧酸结构没有很大的影响;最佳干燥温度为160～200℃。

绿色环保型水性脱模剂的研制与应用

以植物油和聚醚多元醇单体为主要原料,在乳化剂作用下制备水性乳液脱模剂。初步探讨了乳化剂种类及其用量、稀释倍数等对脱模剂稳定性和脱模效果的影响。结果表明:选用Span80+PEG600复配作为乳化剂,在乳化剂用量为3%、乳化时间60min、搅拌速度1200 r/min的条件下制备的20%植物油乳液的贮存稳定性最佳。该脱模剂对钢模不产生锈蚀,脱模效果好,混凝土试件表面光滑平整,混凝土粘附量小;当稀释倍数为4时,混凝土粘附量为4.5 g/m2,符合JC/T 949—2005《混凝土制品用脱模剂》标准要求。

早强快凝型聚羧酸减水剂的制备与表征

采用异丁烯聚氧乙烯基醚(HPEG-4000)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)等主要原材料,通过自由基溶液聚合制备早强快凝型聚羧酸减水剂。通过正交试验进行工艺优化,确定最佳工艺配方。采用红外光谱和凝胶渗透色谱对其结构进行表征,并对产品的性能进行测试。结果表明,该减水剂的最佳单体用量为:DAC、AMPS、SHS、TGA用量分别为聚醚大单体质量的2.0%、1.5%、1.5%、1.15%。该减水剂对水泥的水化具有促进作用,缩短水泥的凝结时间,提高早期强度,可以替代国外同类产品。

MPEG系高性能减水剂分子结构对水泥颗粒分散性的影响

采用不同分子质量的MPEG合成出一系列聚羧酸系高性能减水剂,通过FT-IR、凝胶渗透色谱对其进行分子结构表征,探讨了聚氧乙烯基(PEO)侧链长度及其接枝密度和聚合物分子质量对水泥颗粒分散性能的影响。结果表明,PEO侧链长度和侧链接枝密度与水泥颗粒分散性密切相关;对于不同PEO侧链长度的减水剂,侧链接枝密度适中时,减水剂表现出较高的分散能力以及分散性保持能力;聚合物分子质量不宜过大或过小,只有适中分子质量的减水剂产品才具有最佳的分散效果;较高的大单体转化率相当于提高了聚羧酸产品的有效掺量,有利于提升聚羧酸减水剂的分散性能。

三元共聚羧酸盐减水剂的合成及应用

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和自制具有聚合活性的大单体甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(P)为原料,以过硫酸铵为引发剂,在水相体系中共聚,合成P-AA-AMPS三元共聚聚羧酸高性能减水剂。试验结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为:AMPS用量为大单体P质量的4%,过硫酸铵用量为单体总量的4%,反应温度75℃,反应时间为5 h。经测试该减水剂具有较好的分散性和分散性保持能力,并具有良好的增强效果。

高和易性聚羧酸减水剂的开发及其评价方法的建立

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸(AA)作为主要原材料,采用高活性低温引发剂进行溶液聚合,制备高和易性的聚羧酸减水剂,采用红外光谱和GPC对其结构进行表征,建立了和易性的评价方法,结果表明,该减水剂的绝对分子质量为27 832Da,PC-1分子呈线性的柔顺链结构,PC-1的和易性优于国内外同类产品,对今后的和易性评价具有重要的借鉴意义。

不饱和酯类单体对湿拌砂浆稳塑剂性能影响的研究

以聚4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚、丙烯酸作为主要原材料,引入不同酯类单体,在过硫酸铵-次磷酸钠引发体系作用下制备湿拌砂浆稳塑剂,研究不同酯类单体及其用量对湿拌砂浆稳塑剂性能的影响。结果表明,砂浆稳塑剂中引入酯类单体可以提高其保塑性能,其中以4-乙烯基苯磺酸酯和甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸单酯的效果较好,当用量为2%时,2h稠度最佳,当继续增加用量时,砂浆出现泌水现象。并采用4-乙烯基苯磺酸酯合成砂浆稳塑剂MS-11,并复配一定量的助剂,制得砂浆添加剂KZJ-MS。实际工程应用表明,所配制砂浆的施工性能好、易泵送,符合工程技术要求。

高保坍型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以常规聚醚大单体TPEG、丙烯酸(AA)作为主要原材料,引入新型不饱和小单体丙烯酸羟丙酯(HPA)和磷酸酯,在双氧水(HP)-次磷酸钠(SHP)引发体系下采用常温自由基溶液聚合反应制备高保坍型聚羧酸减水剂PC-0。研究AA、HPA、巯基乙醇和SHP用量对PC-0性能的影响。结果表明,该减水剂的最佳制备工艺为:m(TPEG)∶m(AA)∶m(HPA)∶m(磷酸酯)=100∶12∶2∶0.8,m(HP)∶m(SHP)=3∶1,SHP、巯基乙醇用量分别为大单体质量的2%、1%。经C30和C50混凝土验证试验表明,PC-0的初始、60 min和120 min坍落度保持性能都明显优于国内外同类市售的聚羧酸减水剂。