喷射混凝土用速凝剂的研究进展

综述了喷射混凝土用速凝剂的组成、制备、性能与应用方面取得的研究成果,分析了各类速凝剂的特性与速凝机理,在此基础上,提出了尚需解决的问题以及进一步研究与发展的方向。

低泥土敏感性聚羧酸减水剂的制备

为解决聚羧酸减水剂对泥土的敏感性问题,先采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)为反应单体,过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应制备了未改性聚羧酸减水剂,并通过正交试验设计确定了最优减水率的合成条件,再以甲基丙烯磺酸钠(MAS)、磷酸类功能单体(PFM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH)作为功能性单体材料,与以上原材料制备了具有不同单种官能团的改性聚羧酸减水剂。采用含泥与未含泥水泥净浆试验测试各改性减水剂的分散保持性,得出了不同减水剂对泥土的敏感性。实验结果表明,与未用功能性单体改性的减水剂相比,除经AMPS改性后的减水剂对泥土敏感性提高外,其余三种减水剂对泥土的敏感性均降低,其中经β-环糊精改性的减水剂对泥土敏感性显著降低,采用红外光谱对β-CD-MAH和β-环糊精改性减水剂的结构进行了表征。

抗泥型聚羧酸减水剂的研究(Ⅱ)——保坍型

利用丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、磷酸类功能单体(PFM)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH),以过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应合成抗泥基础分散剂,再与普通型抗泥聚羧酸减水剂SK1以1:1比例复配,制得保坍型抗泥聚羧酸减水剂。水泥净浆和混凝土试验结果表明,当各单体质量比为AA:HEA:PFM:β-CD-MAH:HPEG=4.75:13.5:2:2:80时,所制保坍型抗泥聚羧酸减水剂具有明显的抗泥和长效保坍效果。

抗泥型聚羧酸减水剂的研究(Ⅰ)——普通型

利用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、磷酸类功能性单体(PFM)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH),以过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应合成了抗泥型聚羧酸减水剂。研究了掺该减水剂的水泥净浆和混凝土的性能,并采用凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)和总有机碳分析测试(TOC)对减水剂的抗泥机理进行了研究。结果表明,经PFM和β-CD-MAH改性后的减水剂具有明显的抗泥保坍效果,并能有效改善含泥混凝土的工作性和长期性能。

聚羧酸减水剂复合无碱速凝剂对水泥浆体凝结时间和早期强度的影响

研究了不同聚羧酸减水剂与自制无碱液体速凝剂复合后对水泥浆体凝结时间与早期强度的影响。结果表明:当无碱速凝剂掺量为水泥质量的6%时,复合推荐掺量的不同类型减水剂会显著延缓水泥净浆的凝结时间;当速凝剂掺量提高至7%时,凝结时间会缩短-延长。掺入市售聚羧酸减水剂的水泥净浆在静置30、60 min后再加入速凝剂,与同掺减水剂和速凝剂的水泥净浆相比,凝结时间延缓明显;但采用复合了保坍组分的自制聚羧酸减水剂再加入速凝剂,对水泥浆体的凝结时间影响不大。添加自制聚羧酸减水剂还会对掺无碱速凝剂水泥砂浆的1 d强度有一定的提高。

氟铝络合物对硫酸铝型速凝剂性能的影响

本工作研究了硫酸铝型速凝剂中氟铝络合物含量对速凝剂凝结时间和胶砂强度性能的影响。结果表明,在硫酸铝型速凝剂中,氟铝络合物增加,速凝剂促凝效果增加,但胶砂1 d抗压强度则总体降低。热分析和XRD测试结果表明,氟铝络合物能促进水泥钙矾石形成,缩短凝结时间,同时可能生成某种含氟的水化产物,抑制水泥1 d水化程度,且该产物不一定是CaF2。