新型磷酸基减水剂的合成与性能研究

以聚乙二醇单甲醚为主链,以磷酸基为末端吸附基团,合成了新型磷酸基减水剂PE,对其进行了红外吸收光谱、凝胶渗透色谱分析,并研究了PE的分散性能、黏土敏感性、水泥对其吸附性的影响及在混凝土中的应用效果。结果表明:新型磷酸基减水剂PE分子在30~120 min时,受水泥水化的影响小,表现出了较强的分散保持能力,且黏土敏感性更低。在蒙脱土存在时,混凝土中掺入PE,对初始分散及保持性均具有一定的提升作用,而且不会造成强度损失。

硅灰对聚羧酸减水剂的吸附作用

快速、高效分散含有大掺量硅灰、微珠等超细粉体的胶凝材料是制备超高性能混凝土的关键技术。本文通过Zeta电位和总有机碳方法研究了硅灰与聚羧酸减水剂(PCE)的作用关系。结果表明,在纯水溶液中,硅灰表面呈负电性,对PCE及其侧链单体甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)有极强的吸附能力,而对带有负电荷的主链结构聚丙烯酸钠(PAANa)吸附能力较弱。在水泥浆体孔隙溶液中,硅灰的表面仍然呈负电性,但绝对值明显降低,对PCE及其侧链的吸附量有一定的降低,对主链结构的吸附能力增强。根据Langmuir等温吸附方程对吸附测试结果的拟合以及理论计算,可以推断出硅灰在纯水中对聚羧酸侧链结构的吸附性主要来源于氢键作用,这种作用在水泥孔隙溶液中有所减弱。

改性环氧灌浆材料的制备与性能研究

研究了糠醛丙酮活性稀释体系环氧灌浆材料中糠醛与丙酮的比例,促进剂DMP30用量,固化剂T31用量等对环氧树脂灌浆材料性能的影响。结果表明,当m(糠醛)∶m(丙酮)=110∶50,DMP30用量为6~9份,T31用量为25份时,灌浆材料的综合力学性能最佳。针对环氧灌浆材料脆性较大的问题,研究并比较了3种增韧剂对灌浆材料的改性效果,采用SEM对断裂面形貌进行了表征,BC增韧剂用量为10~14份时增韧改性效果最佳,灌浆材料的物理力学性能可符合行业标准要求。

有机膦酸盐缓凝剂的合成及其对聚羧酸减水剂性能的影响

采用有机胺单体通过曼尼希反应合成有机膦酸盐缓凝剂。通过与聚羧酸减水剂PCE复配后,考察了不同环境温度及含泥量(蒙脱土)下对PCE性能的影响。水泥净浆试验结果显示,合成的有机膦酸盐缓凝剂在低温下会降低PCE的初始分散性,在常温及高温条件下能提高PCE的初始分散和保坍性。吸附性能测试表明,有机膦酸盐缓凝剂能与PCE产生竞争吸附,在高温及含蒙脱土条件下,可以减少PCE的吸附,提高减水剂的分散、保坍性及抗黏土性能。有机膦酸盐缓凝剂的掺入延长了水泥的凝结时间。

聚丙烯酰胺对水泥浆体流动度的影响机理研究

研究了聚丙烯酰胺(PAM)对水泥浆体流动度的影响规律,测试了水泥颗粒的粒径分布、水泥浆体的流变参数和水泥颗粒对减水剂的吸附率,分析了PAM影响机理。结果表明:微量的PAM可使水泥浆体的流动度显著下降;PAM促进了水泥浆体絮凝、提升了水泥浆体的黏度是造成水泥浆体流动度不良的主要原因。

有机膦缓凝剂的合成及其性能研究

采用二乙烯三胺、亚磷酸、甲醛在硫酸催化下通过曼尼希反应合成了两种有机膦缓凝剂(HR-1和HR-2),并通过与聚羧酸减水剂(PCE)复配研究了其对水泥砂浆及混凝土性能的影响。结果表明:合成的有机膦缓凝剂均能有效延缓水泥水化,具有较好的缓凝性能,且HR-2的缓凝效果比HR-1更好;有机膦缓凝剂与PCE复掺,虽降低了PCE的初始分散性能,但提高了保坍性能;有机膦缓凝剂的加入能减小机制砂对PCE分散性能的影响,提高PCE对机制砂的适应性。

功能型聚羧酸外加剂在混凝土预制构件中的应用

从降低生产能耗、自动化生产等方面入手,提出了预制构件生产急需解决的问题,并详细介绍了功能型聚羧酸外加剂在混凝土预制构件中的应用及其在混凝土预制构件行业发展中的作用。

柔韧性渗透型环氧防水涂料开发与研究

研究首先通过三官能度氨基聚醚T5000增韧剂对环氧树脂基体进行增韧改性,将其冲击强度从1.8 k J/m^2提升至4.8 k J/m^2左右,并且材料的拉伸强度并未出现大幅下降。将增韧后的树脂基体用于渗透型环氧防水涂料的开发。对比有T5000改性前后的防水涂料柔韧性测试表明,改性后防水涂料可绕20 mm弯曲无裂纹,材料柔韧性得到提升。试验同时发现,随着溶剂用量的增加,涂料对混凝土渗透性能、涂料的表干时间、实干时间都逐渐增加,结合样品的粘结性能,溶剂含量为70 phr时,涂料的综合效果最佳。

单组份聚氨酯防水涂料性能研究及在猴子岩水电站的应用

为了验证KLJ~?-P302s单组份聚氨酯材料作为坝面防水涂料的可靠性,参照猴子岩水电站坝面防水涂料的设计要求测试了其拉伸性能、粘结强度、抗渗压力、不透水性、离子渗透性、抗冻性及耐腐蚀性等指标。实验结果表明:未涂刷聚氨酯涂料的试件抗冻性经过100次冻融循环后显著劣化,涂刷聚氨酯涂料后经过300次冻融循环后未见混凝土有劣化趋势;涂刷单组份聚氨酯后,常温混凝土电通量从326C下降为0,隔绝了氯离子等侵蚀性介质锈蚀钢筯的通道,显著提升了混凝土及钢纤维的耐久性。实际应用表明,单组份聚氨酯涂层施工操作时间合理,涂料固化时间约2 h,避免了阳光曝晒导致溶剂急剧挥发形成鼓包和突然降雨冲击涂膜形成坑洞等病害。该材料在20 000 m^2的施工过程中表现出良好的施工性和合理的固化速度,充分证明了其是水工大坝防水涂料的优异选择。

循环水洗机制砂残留絮凝剂对混凝土性能的影响

通过测试不同聚丙烯酰胺类絮凝剂残留量机制砂的MB值及掺该机制砂混凝土拌合物施工性能、力学强度、干燥收缩率以及电通量,研究了循环水洗机制砂中残留的聚丙烯酰胺类絮凝剂对机制砂混凝土性能的影响规律。结果表明:机制砂中残留的聚丙烯酰胺会劣化混凝土的流动性,优化混凝土的和易性和保水性,增大混凝土的含气量和黏度,对混凝土的力学性能、干燥收缩和抗渗透性无显著影响。

含蔗糖侧链对聚羧酸减水剂抗泥性能的影响

以马来酸酐与蔗糖酯化反应制得马来酸酐-蔗糖酯单体,并进一步与马来酸酐及异戊烯基聚氧乙烯醚水溶液自由基共聚合成侧链含蔗糖基团的减水剂。系统考察了马来酸酐、马来酸酐-蔗糖单体及异戊烯基聚氧乙烯醚三者比例对减水剂分散性能及抗蒙脱土性能的影响。结果表明:由于侧链引入了空间位阻较大的蔗糖结构,难以与蒙脱土形成插层吸附,使其更易吸附于水泥颗粒表面,从而对蒙脱土的忍耐性显著提高;混凝土试验显示,合成减水剂大大改善了混凝土的黏土忍耐性,同时对混凝土的后期抗压强度略有提升。

短侧链磷酸基减水剂的合成与性能评价

以Mw=650的聚乙二醇单甲醚(MPEG)作为主链,以磷酸作为末端吸附基团,合成了低分子磷酸基减水剂。通过红外光谱和凝胶渗透色谱分析分别确定其分子结构和分子质量,并对该减水剂的分散性、黏土敏感性、吸附性能、水泥水化热及混凝土应用性能进行了测试。结果表明,与聚羧酸减水剂相比,该短侧链磷酸基减水剂的掺量及黏土敏感性低,分散保持性好,且具有一定的延缓水泥水化的效果。该减水剂可与聚羧酸减水剂复配使用来提高其应用性能。

嵌段聚羧酸侧链长度对水泥浆体分散性能的影响

采用可逆加成-断裂链转移聚合成功制备了主链与侧链重量比相一致,重均分子量相当的,仅侧链长度不同的嵌段结构聚羧酸(PC)。系统的研究了不同侧链长度的嵌段结构PC对水泥基材料分散性能、吸附性能以及溶液构象的影响规律,结果表明:随着侧链长度的增加,嵌段PC在水泥表面的吸附量增加,流体力学半径变大,蜷缩的溶液构象导致其在水泥基材料表面单位占有面积减小,因而其对水泥的分散性能呈现先增加后减小的趋势。