聚羧酸对养护影响
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木质素磺酸钠能够提高混凝土拌合物和易性,提高混凝土耐久性和力学性能[1],但因其减水率低、引气性高,在混凝土中应用时往往需要大掺量,这样会导致混凝土含气量增大,强度下降,因此应用受限[2]。
而聚羧酸作为一类减水剂,减水率高,能在较低掺量下改善混凝土拌合物和易性,提高混凝土力学性能和耐久性[3-4],因此应用广泛,但是其保坍效果较差[5],敏感性较高。
因此,提高聚羧酸保坍性能,降低其敏感性是改善其性能的重要方向。
已有研究表明,采用木质素接枝聚羧酸能优化聚羧酸系减水剂的性能[6-7],降低其敏感性,改善混凝土拌合物和易性,但对木质素磺酸盐接枝聚羧酸减水剂在高含粉量和高含泥量用砂制备的混凝土中的应用研究较少。
因此,本文在已有研究的基础上,以木质素磺酸钠、丙烯基聚醚和丙烯酸为原料,常温合成木质素磺酸钠接枝聚羧酸系高性能减水剂(M-PCE),研究了其对高石粉含量和高含泥量用砂条件下制备的混凝土性能的影响,为工程应用提供借鉴。
1、试验部分1.1 原材料水泥:山东某水泥厂P·O 42.5水泥。
砂:包括河砂和机制砂,均为中砂,细度模数2.4,机制砂含粉量10%,河砂含泥量5%;石子:碎石,粒径5~25mm。
粉煤灰:山东黄台火电厂II级FA。
矿粉:鲁新S95级。
外加剂:聚羧酸系高性能减水剂(PCE),减水率25%,市售;M-PCE,减水率25%,自制;PCE-CK,减水率25%,自制,与M-PCE的合成工艺一致,但未进行木质素磺酸钠(MN)接枝的减水剂。
水泥、粉煤灰、矿粉的化学组成见表1。
表1 胶凝材料化学成分%1.2 木质素磺酸钠接枝聚羧酸系高性能减水剂的制备方法M-PCE的合成步骤如下:(1)固态大单体溶解:将甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、去离子水倒入四口烧瓶中,然后放置在加热套内,同时插入温度计以便于实时监测反应温度,然后在四口烧瓶内插入搅动棒搅拌至大单体全部溶解;(2)分别制作A瓶滴加液和B瓶滴加液并使液体均匀,A瓶为丙烯酸(AA)和纯净水,B瓶为VC、巯基乙酸(TGA)、MN和纯净水;(3)以双氧水为引发剂,10min后,缓慢滴加A液和B液,A液滴加2h,B液滴加2.5h,反应温度25~35℃;(4)滴加完毕后,保温反应1h;(5)NaOH溶液调节pH值至6~7,即得到M-PCE。
聚羧酸聚合物聚羧酸聚合物是一种重要的高分子化合物,具有广泛的应用领域。
本文将从定义、特性、制备方法以及应用等方面对聚羧酸聚合物进行详细介绍。
一、定义聚羧酸聚合物是由羧酸单体通过聚合反应得到的高分子化合物。
它的分子结构中含有大量的羧酸基团,这些羧酸基团赋予了聚合物很多独特的特性。
二、特性1. 高分散性:聚羧酸聚合物具有较小的粒径和较高的分散性,能够在水中形成稳定的胶体溶液。
2. 高分子量:聚羧酸聚合物的分子量通常较高,这使得它在一些应用中具有较好的黏附性和增稠性。
3. 高吸水性:聚羧酸聚合物具有很强的吸水性,能够吸收大量的水分,并形成凝胶状物质。
4. 温度敏感性:聚羧酸聚合物的溶胀性能受温度的影响较大,温度升高时溶胀度增加,降低时溶胀度减小。
三、制备方法聚羧酸聚合物的制备方法多样,常见的方法包括自由基聚合、离子聚合和缩合聚合等。
其中,自由基聚合是最常用的制备方法之一。
在自由基聚合中,通常使用过氧化物或有机过硫酸盐作为引发剂,通过引发剂引发自由基反应,使得羧酸单体发生聚合反应,最终形成聚羧酸聚合物。
四、应用1. 水泥减水剂:聚羧酸聚合物作为水泥减水剂的应用广泛。
它能够在水泥浆体中起到分散、增稠和黏附等作用,改善水泥的流动性和加工性能。
2. 医疗材料:由于聚羧酸聚合物具有良好的生物相容性和可降解性,因此在医疗材料领域有着广泛的应用。
例如,在缝合线和组织工程材料中常常使用聚羧酸聚合物。
3. 日化产品:聚羧酸聚合物也被广泛应用于日化产品中。
例如,在洗发水和护发素中,聚羧酸聚合物可以起到增稠和增湿的作用,使得洗发水更容易涂抹和冲洗。
4. 涂料和胶粘剂:聚羧酸聚合物在涂料和胶粘剂中具有良好的分散性和黏附性,能够提高涂料和胶粘剂的性能。
5. 油田化学品:由于聚羧酸聚合物具有较好的吸水性和保水性,因此被广泛应用于油田化学品中。
它可以用作增稠剂、减水剂和泡沫剂等。
聚羧酸聚合物是一种具有广泛应用的高分子化合物,具有高分散性、高分子量、高吸水性和温度敏感性等特性。
聚羧酸高性能减水剂在优化混凝土配合比中的应用摘要:文章基于新世界增城综合发展项目B标段总承包工程的混凝土配合比进行的研究,针对C60、C35高强高性能自密实混凝土,C50高强高性能水下桩混凝土施工,采用聚羧酸高性能减水剂进行优化设计和试验。
详细分析了聚羧酸高性能减水剂的作用机理和优点,通过实验验证和理论分析相结合的方法,确定了不同配合比下的最佳使用量。
试验结果表明,采用的聚羧酸高性能减水剂的混凝土在流动性、保塌性、抗离析性、抗压强度等方面表现出色,为项目实际要求提供了有力支持。
关键词:聚羧酸高性能减水剂;混凝土配合比;优化应用工程概况新世界增城综合发展项目B标段总承包工程位于广州市增城区新塘镇永宁街长岗村。
该项目难点在于对C60自密实、C35自密实、C50主体水下工程桩混凝土施工,该项目具有强度高、施工难度高等特点。
但目前预拌混凝土行业多数使用普通聚羧酸高效减水剂,其各项指标远不能满足高性能混凝土的需要。
所以,此次的文章就在混凝土当中应用聚羧酸高性能减水剂来进行配合比的优化设计和相关试验研究,并进行现场模拟施工试验工作,以达到工程的实际要求。
1引言混凝土是建筑工程中广泛应用的材料之一,其性能直接影响到结构的耐久性和安全性[1]。
近年来,随着聚羧酸高性能减水剂的引入,其在混凝土工程中的应用逐渐引起了研究者的关注。
聚羧酸高性能减水剂以其优越的分散性和流动性能,对混凝土的性能调控起到了关键作用[2]。
然而,在不同配合比下,聚羧酸高性能减水剂的最佳使用量和效果仍然存在着一定的研究空白。
本文旨在通过对聚羧酸高性能减水剂的性能特点、应用机理以及实际工程中的应用案例进行深入研究,系统分析聚羧酸高性能减水剂在不同混凝土配合比下的优化效果。
通过实验验证与理论分析相结合的方法,探讨聚羧酸高性能减水剂在混凝土中的最佳使用条件,为混凝土配合比的合理设计提供科学依据。
研究结果对于提高混凝土工程的性能、延长结构使用寿命具有重要的实际意义。
聚羧酸系减水剂是继萘系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后的一种新型高效减水剂,其掺量较低时(固体掺量0.15%~0.25%),减水率高、坍落度损失小。
聚羧酸减水剂作为一种新型的高效减水剂,人民总希望其具有比传统萘系、脂肪族减水剂更安全、更高效,使用更方便的优点。
但聚羧酸减水剂和其他减水剂一样也有自身的缺点和不足,有时看似简单的问题却难以克服。
如对某种原材料不适应,造成坍落度损失快,有时超出想象;或者混凝土拌合料分层严重、泌水量惊人等。
由于现阶段对聚羧酸减水剂认识的不足,应用方面经验较少,要有效解决这些问题不能一蹴而就。
1.影响聚羧酸减水剂减水率的因素聚羧酸减水剂是一种在低掺量的情况下可以获得较高减水率的高性能减水剂,其掺量仅是萘系、脂肪族减水剂掺量的四分之一,但减水率却大大高于萘系和脂肪族高效减水剂。
(1)胶凝材料对聚羧酸减水剂减水率的影响一般来说,减水剂与胶凝材料适应时,其减水率通常较高,反之较低。
聚羧酸减水剂和传统减水剂一样存在与胶凝材料适应的问题,例如某种水泥使用这种聚羧酸减水剂,却对另一种减水剂存在严重的不适应。
或者一种品种的聚羧酸减水剂对一个品牌的水泥有很好的适应性,而还一个品牌的水泥就会有严重的不适应。
因此,在配制混凝土时,应加强对胶凝材料与聚羧酸减水剂的适应性的试验。
其次,有研究表明聚羧酸减水剂的减水效果与胶凝材料用量的多少关系也很大。
采用相同的掺量对同一种减水剂进行试验,当基准混凝土水泥用量分别为330、350、380 和420kg/m3时,测得的“减水率”分别为18%、22%、28%和35%。
胶凝材料中矿物掺合料的品种、品质、掺量对聚羧酸减水剂的减水效果也有较大的影响,在混凝土生产中应给予重视。
此外,混凝土的搅拌工艺也对聚羧酸减水剂的减水率产生较大的影响。
采用机械搅拌的混凝土性能好于手工搅拌,其原因是,手工搅拌的混凝土聚羧酸的减水剂往往比机械搅拌低2~4 个百分点。
(2)聚羧酸减水剂掺量对减水率的影响在低于饱和掺量时,聚羧酸减水和传统减水剂一样,随着掺量的增加减水率相应增加。
浅谈养护条件对混凝土碳化深度的影响摘要:本文对比研究了混凝土在三种不同的养护条件下的碳化深度。
试验结果表明:养护条件对碳化深度影响尤为明显,随着时间的推移,良好的养护不仅能提高混凝土强度,还能大大地改善混凝土的抗碳化性能。
关键词:养护条件;混凝土;碳化深度1、试验材料及方法1.1原材料胶凝材料分别有:赞皇金隅P.O42.5水泥;河北冀能环保新材料有限公司F类粉煤灰;邯郸县诚达建材有限公司S95级矿渣粉;集料分别有:慈河砂场河砂,细度模数为2.8,II级配区;碎石为井陉县碎石,压碎指标7%,针片状含量6%,级配5-31.5mm。
试验用聚羧酸高性能减水剂,减水率为28%,含固量25%;拌合水为井水。
2.2试验配合比及养护条件混凝土采用强制式搅拌机搅拌,搅拌时间180秒后,采用尺寸为150mm×150mm×150mm 的混泥土试模成型,24小时后脱模,随后分别采用三种养护方式:标准养护(温度为20±2℃,相对湿度不低于95%)、覆膜养护(模拟施工现场洒水养护并覆膜养护,再在温度为25±5℃,相对湿度不低于60±5%条件下自然养护)、风干养护。
2.3碳化深度及力学参数测试2.3.1碳化深度依据JGJ/T 23-2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》规定操作程序,用浓度为1%~2%的酚酞酒精溶液滴在混凝土试件孔洞内壁的边缘处,当已碳化和未碳化界线清晰时,用碳化深度测量仪测量混凝土试件表面至深部变色边缘处与测量面相垂直的距离,测试碳化深度值。
2.3.2抗压强度混凝土抗压强度试件尺寸为150mm×150mm×150mm,抗压强度试验参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)相关方法进行。
3结果及分析3.1试验结果图2 C35混凝土在标准养护条件下的碳化深度及强度统计表从图4中,可以看出C35混凝土在风干养护条件下,混泥土强度随着龄期增加而增加,碳化深度在第3天龄期的时候达到了0.5毫米,在第56天龄期的时候达到了4.5毫米。
三元聚羧酸的用途
三元聚羧酸是一种高性能水泥减水剂,具有优良的分散性和减水性能,广泛用于建筑、化工、冶金等领域。
在建筑领域,三元聚羧酸主要用于混凝土的制作,其用途包括:增强混凝土的流动性、提高混凝土的强度、改善混凝土的耐久性等。
首先,三元聚羧酸可以增强混凝土的流动性。
在混凝土制作过程中,三元聚羧酸可以使混凝土中的水分子与水泥颗粒分散均匀,从而使混凝土变得更加流动。
使用三元聚羧酸可以使混凝土在浇注时更易流动,填满钢筋和模板的空隙,从而达到更加紧密的结构。
同时,增强流动性也有利于降低混凝土的水灰比,提高混凝土的质量。
其次,三元聚羧酸可以提高混凝土的强度。
混凝土的强度是其最基本的性质之一,而三元聚羧酸可以通过改善混凝土的颗粒级配、调整水泥浆体中的空隙结构等方式,提高混凝土的强度。
同时,三元聚羧酸还可以影响混凝土的硬化过程,使其在一定程度上加快,从而提高混凝土的强度和早期强度。
最后,三元聚羧酸可以改善混凝土的耐久性。
在混凝土中,水泥、砂子、石子等粗细颗粒相互作用,易形成空隙,进而引发混凝土的龟裂、脱落等现象,降低混凝土的强度和使用寿命。
三元聚羧酸可以调整颗粒分散度,使粒子间作用减弱,从而有效减少混凝土中的空隙,改善混凝土的耐久性。
此外,三元聚羧酸还可以改善混凝土硬化后的孔结构,提高混凝土的抗渗、抗冻融性能。
综上所述,三元聚羧酸的用途非常广泛,在水泥和混凝土制作行业中发挥着重要作用。
在使用过程中,需要充分考虑其理化性质和施工条件,合理配比,选择适合的添加剂才能充分发挥其性能。
抗泥型聚羧酸在当今的建筑材料领域,聚羧酸作为一种高性能的混凝土外加剂,被广泛应用于各种混凝土工程中。
然而,在实际应用中,聚羧酸常常会受到泥土的干扰,导致其性能的下降。
为了解决这一问题,抗泥型聚羧酸应运而生。
本文将详细介绍抗泥型聚羧酸的作用原理、优势、制备方法及其在实际工程中的应用。
一、抗泥型聚羧酸的作用原理抗泥型聚羧酸的作用原理主要基于其特殊的分子结构和性能。
与传统的聚羧酸相比,抗泥型聚羧酸在分子结构中引入了特定的抗泥基团,这些基团可以与泥土中的离子形成离子键或共价键,从而有效地阻止泥土对聚羧酸的干扰。
同时,抗泥型聚羧酸还具有较好的耐久性和稳定性,能够在各种环境条件下保持其性能的稳定。
二、抗泥型聚羧酸的优势与传统的聚羧酸相比,抗泥型聚羧酸具有以下优势:1. 抗泥性能强:由于其特殊的分子结构,抗泥型聚羧酸能够有效抵抗泥土的干扰,保证混凝土外加剂的性能不受影响。
2. 稳定性好:抗泥型聚羧酸具有较好的耐久性和稳定性,能够在各种环境条件下保持其性能的稳定。
3. 环保友好:抗泥型聚羧酸无毒无害,对环境友好,符合当今绿色环保的发展趋势。
三、抗泥型聚羧酸的制备方法抗泥型聚羧酸的制备方法主要包括以下步骤:1. 选择合适的单体:选择具有特定抗泥基团的单体作为聚合原料,这些单体可以在聚合过程中形成具有抗泥性能的聚合物。
2. 聚合反应:将选择的单体进行聚合反应,形成高分子聚合物。
在聚合过程中,可以通过控制反应条件(如温度、压力、催化剂等)来调节聚合物的分子结构和性能。
3. 抗泥基团引入:在聚合反应结束后,通过特定的化学反应将抗泥基团引入聚合物分子中,以提高其抗泥性能。
这一步可以通过加成反应、取代反应等方法实现。
4. 聚合物后处理:在得到抗泥型聚羧酸聚合物后,需要进行后处理,如洗涤、干燥等,以去除其中的未反应单体和催化剂等杂质。
5. 产品包装:最后,将处理后的抗泥型聚羧酸进行包装,以供实际应用。
包装材料应选择密封性好、防潮、耐腐蚀的材料,以保证产品的质量。
聚羧酸酸碱度对混凝土的影响聚羧酸是一种常用的高性能减水剂,广泛应用于混凝土工程中。
聚羧酸的酸碱度对混凝土的性能具有重要影响。
本文将从酸碱度的角度探讨聚羧酸对混凝土的影响。
聚羧酸的酸碱度会影响其分散性能。
聚羧酸是通过酸碱中和反应合成的,酸碱度的不同会导致聚羧酸分子结构的差异。
在不同酸碱度下,聚羧酸分子中的羧基含量、羧基的空间排布以及分子链的长度都会发生变化。
这些变化将直接影响聚羧酸与水泥颗粒之间的相互作用,从而影响混凝土的分散性能。
一般来说,酸性聚羧酸具有较好的分散性能,能够有效地降低混凝土的黏度,提高流动性。
而碱性聚羧酸则具有较弱的分散性能,容易导致混凝土的凝结,降低流动性。
聚羧酸的酸碱度还会影响混凝土的凝结和硬化过程。
在混凝土中,聚羧酸分子与水泥颗粒之间存在着吸附作用。
酸性聚羧酸的羧基在水泥颗粒表面形成了较强的吸附层,能够有效地抑制水泥颗粒间的胶凝反应,延缓混凝土的凝结过程。
而碱性聚羧酸的吸附层较弱,无法有效地抑制胶凝反应,导致混凝土的凝结加快。
因此,在混凝土的施工中,根据需要控制聚羧酸的酸碱度,可以有效地调节混凝土的凝结时间和硬化速度。
聚羧酸的酸碱度还会影响混凝土的强度和耐久性。
在混凝土中,聚羧酸的添加可以改善混凝土的力学性能和耐久性。
但是,不同酸碱度的聚羧酸对混凝土的影响是不同的。
一般来说,酸性聚羧酸在混凝土中的分散效果较好,能够使混凝土中的水泥颗粒更加均匀地分散,提高混凝土的强度和耐久性。
而碱性聚羧酸的分散效果较差,可能导致混凝土中的水泥颗粒聚集,降低混凝土的强度和耐久性。
聚羧酸的酸碱度对混凝土的影响是多方面的。
酸碱度的不同会影响聚羧酸的分散性能、混凝土的凝结和硬化过程,以及混凝土的强度和耐久性。
因此,在混凝土工程中,根据需要选择合适酸碱度的聚羧酸,对于优化混凝土的性能具有重要意义。
同时,也需要注意聚羧酸的使用量和掺入时间,以充分发挥其优良性能,提高混凝土的施工质量和工程效益。
聚羧酸共聚物延缓水泥水化过程的作用机理
黄雪红
(福建师范大学化学与材料学院,福建,福州 350007)
摘要:采用傅利叶变换红外光谱、紫外可见分光光度计及电导法,研究聚羧酸共聚物与Ca2+作用情况,采用PH计及电导仪跟踪水泥水化过程中电导率、PH值变化,以及共聚物对水泥初、终凝时间影响,通过以上几方面研究结果表明,聚羧酸共聚物在与水泥水化产生的钙发生配位,延缓了水泥水化进程。
关键词:聚羧酸类共聚物配位减水剂
紫外光谱分析:图1在相同实验浓度下,PAM- Ca2+的最大吸收峰发生了明显了紫移现象,这可能是PAM分子中N原子上的孤对电子与Ca2+发生配位,形成了新的化学键,从而导致了配合物的紫外光谱发生了紫移。
同样情况下,PAA与Ca2+也发生了配位,使PAA的最大紫外吸收峰由193nm紫移至190nm以下。
红外光谱分析:共聚物与Ca2+配位物主要吸收峰的归属。
配位体的νCOOH、νCONH特征吸收峰从1719cm-1、1665cm-1红移至1721 cm-1,这是由于羧基和酰胺基上氧、氮的孤对电子向Ca2+部分转移,使氮周围电子云密度减少,与之相连的C=O上电子云密度减少,致使特征吸收峰发生漂移。
在1243 cm-1、1174 cm-1、1116 cm-1的δ=C-O-、νC-O-C吸收峰依次蓝移至1213 cm-1、1169 cm-1、1101 cm-1。
以上波谱变化说明N→Ca2+、O→Ca2+配位键存在,有Ca2+配合物生成。
聚羧酸共聚物对水泥净浆的液相电导率的影响:从图2可以看出,加入聚羧酸共聚物的水泥的电导率低于对照样,这说明聚羧酸共聚物阻碍了水泥的初期水化。
从图可以看出,随着添加减水剂的量的增加,水泥净浆液相的电导率下降越明显,这可能是由于聚羧酸共聚物中的羧基、酰胺基与液相中的Ca2+形成配合物,使液相离子浓度降低,从而降低了液相电导率。
从上述分析可知,所合成的聚羧酸共聚物在一定程度上延缓了水泥的初期水化,提高了体系的分散性和分散稳定性。
聚羧酸共聚物对净浆水泥凝结时间的影响:与空白比较,掺加聚羧酸减水剂
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的水泥净浆凝结时间延长,且初、终凝时间随其掺量的增加而延迟。
这是由于(1)减水剂吸附在未水化的水泥颗粒表面,产生屏蔽作用而妨碍水分子的靠近,因而阻碍水化反应;(2)减水剂的-COOH 、-CONH 与Ca 2+形成络合物,使浓度降低,Ca (OH )2不能迅速达到其饱和度,从而抑制了Ca (OH )2 的结晶过程。
减水剂掺量
[[图1 聚羧酸共聚物、PAA 、PAM 与Ca 2+紫外光谱图 图2 不同掺量的水泥浆体电导率 a . PAM (209) b. Ca-PAM (209,191)
c. PAA (193) d . Ca-PAA。