基于配位效应的新型无碱液体速凝剂的研究
发布时间：2020-12-21 14:32
无碱液体速凝剂作为当前喷射混凝土中不可或缺的关键材料,对喷射混凝土的快速凝结硬化具有十分重要的作用。然而在实际应用中,无碱液体速凝剂目前主要存在掺量高,稳定性较差,早期强度比较低等影响喷射混凝土施工的突出问题。本文针对目前无碱液体速凝剂研究中遇到的几类问题展开了研究,并以此为基础,开发出一种新型无碱液体速凝剂,结合水泥水化和单矿水化,研究了硫酸铝型无碱液体速凝剂的促凝机理,为未来新一代无碱液体速凝剂的研究奠定基础。通过研究得到如下几点结论:（1）研究了醇胺类配位剂与铝离子的配位机理及pH值对速凝剂溶液稳定性的影响。采用XPS以及电导率等表征手段,研究了配位剂对提高硫酸铝溶解度的影响,分析了不同配位剂对铝离子配位机理以及不同配位键的形成难易程度。结果显示,醇胺与铝离子的配位反应,最先是由醇胺中心氮原子与铝离子形成配位键,但当其消耗完毕后,醇胺上的羟基也能够与铝离子发生配位反应,进一步增大铝离子的溶解度;另外,采用DLS以及宏观稳定性试验研究了不同pH值对速凝剂溶液稳定性的影响,结果显示,当pH值在3以下时,无碱液体速凝剂稳定性较好,在20±2℃条件下存放28天时不分层;（2）研究了速凝剂...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚羧酸减水剂分子结构示意图
3 章 醇胺与 Al3+的配位机理及溶液稳背景无碱液体速凝剂主要以硫酸铝为主要促凝组分，是因为的促凝作用。如图 3-1 所示，硫酸铝掺量(以无水硫酸铝6%之间时，水泥的凝结时间快速减小，初凝时间由最初28min，而终凝时间也随着硫酸铝加量的增大而迅速降低6%以上时，水泥的初、终凝时间缩短至只有几分钟，且对凝结时间的影响趋近平稳，表明硫酸铝在掺量达到 6促进作用达到最佳效果。但硫酸铝在水中的溶解度有限酸铝在水溶液中的溶解度如表 3-1 所示。
图 3-2 三种不同醇胺对铝离子结合能的影响从图 3-2 中可知，空白组硫酸铝中铝离子的结合能为 74.65eV，当与不同醇胺反应之后，铝离子的结合能发生了明显变化，其中以硫酸铝为存在形式的铝离子几乎全部消失，完全与醇胺发生了配位反应，生成了配位化合物，其结合能均呈现增大趋势，且二乙醇胺，三乙醇胺和三异丙醇胺三者与铝离子络合以后，铝离子的结合能相继增大，其中三异丙醇胺对铝离子的结合能增大幅度最高，为76.48eV；而二乙醇胺与铝离子结合以后，铝离子的结合能增长幅度最小，但同空白组相比，其结合能也增大至 75.16ev，增加了 0.51eV，说明硫酸铝溶液中加入二乙醇胺，两者发生了较为明显的配位反应，最终导致铝离子在溶液温度不变时，其在水溶液中的溶解度能够显著提高，从而增大了单位体积溶液中活性铝离子的含量，对制备含有高浓度硫酸铝的速凝剂溶液起到良好的增溶效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]喷射混凝土及速凝剂研究发展现状与趋势[J]. 王子明,贾琳,王庄,李慧群,刘晓. 混凝土世界. 2017(12)
[2]喷射混凝土液体速凝剂研究现状[J]. 杨力远,田俊涛,杨艺博,孙良. 隧道建设. 2017(05)
[3]隧道围岩喷护速凝增强效应试验研究及工程应用[J]. 张露晨,李树忱,路为,李术才,李育慧. 岩石力学与工程学报. 2016(10)
[4]无碱无氯液体速凝剂聚合硅酸硫酸铝的制备及机理研究[J]. 蒋敏,杨春明,尹成杰,邓翠芬,赵莉苹,申娉. 湖南师范大学自然科学学报. 2016(02)
[5]湿喷混凝土回弹率影响因素[J]. 姜波. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2016(03)
[6]新型ANS低碱液体速凝剂的研制与应用[J]. 马强,夏义兵,王万金,李晓飞,洪刚华,贾方方. 混凝土与水泥制品. 2015(11)
[7]液体速凝剂在铁路隧道喷射混凝土中的应用研究[J]. 杨富民,孙成晓,仇鹏,张雯,何军利,闫俊洁,李晨. 铁道建筑. 2015(09)
[8]硫酸铝系低碱液体速凝剂的研制[J]. 王稷良,宋敬亮,刘康,王大鹏. 混凝土. 2014(12)
[9]液体无碱速凝组分的速凝机理探讨[J]. 贺雄飞,张迅. 隧道建设. 2014(12)
[10]外加剂添加时间对水泥浆体吸附和分散性能的影响[J]. 马保国,夏永芳,谭洪波,汪杰. 硅酸盐学报. 2013(06)
硕士论文
[1]湿式混凝土喷浆机喷嘴的优化设计研究[D]. 王清强.河北工程大学 2017
[2]无氯无碱液体速凝剂的组成、性能及机理研究[D]. 甘杰忠.中国建筑材料科学研究总院 2014
[3]喷射混凝土用高性能速凝剂的研制与应用[D]. 宋敬亮.河北工程大学 2013
[4]低碱液体速凝剂的研究[D]. 肖国碧.湖南大学 2011
[5]调凝剂对水泥水化历程的调控及作用机理研究[D]. 李高明.武汉理工大学 2011
[6]新型喷射混凝土复合外加剂的研制[D]. 蒋爱玲.山东科技大学 2007
[7]无碱液态水泥速凝剂合成方法的研究[D]. 程建坤.南京工业大学 2005
[8]低碱液体混凝土速凝剂的研究[D]. 李琼.北京工业大学 2003
本文编号：2929988
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚羧酸减水剂分子结构示意图
3 章 醇胺与 Al3+的配位机理及溶液稳背景无碱液体速凝剂主要以硫酸铝为主要促凝组分，是因为的促凝作用。如图 3-1 所示，硫酸铝掺量(以无水硫酸铝6%之间时，水泥的凝结时间快速减小，初凝时间由最初28min，而终凝时间也随着硫酸铝加量的增大而迅速降低6%以上时，水泥的初、终凝时间缩短至只有几分钟，且对凝结时间的影响趋近平稳，表明硫酸铝在掺量达到 6促进作用达到最佳效果。但硫酸铝在水中的溶解度有限酸铝在水溶液中的溶解度如表 3-1 所示。
图 3-2 三种不同醇胺对铝离子结合能的影响从图 3-2 中可知，空白组硫酸铝中铝离子的结合能为 74.65eV，当与不同醇胺反应之后，铝离子的结合能发生了明显变化，其中以硫酸铝为存在形式的铝离子几乎全部消失，完全与醇胺发生了配位反应，生成了配位化合物，其结合能均呈现增大趋势，且二乙醇胺，三乙醇胺和三异丙醇胺三者与铝离子络合以后，铝离子的结合能相继增大，其中三异丙醇胺对铝离子的结合能增大幅度最高，为76.48eV；而二乙醇胺与铝离子结合以后，铝离子的结合能增长幅度最小，但同空白组相比，其结合能也增大至 75.16ev，增加了 0.51eV，说明硫酸铝溶液中加入二乙醇胺，两者发生了较为明显的配位反应，最终导致铝离子在溶液温度不变时，其在水溶液中的溶解度能够显著提高，从而增大了单位体积溶液中活性铝离子的含量，对制备含有高浓度硫酸铝的速凝剂溶液起到良好的增溶效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]喷射混凝土及速凝剂研究发展现状与趋势[J]. 王子明,贾琳,王庄,李慧群,刘晓. 混凝土世界. 2017(12)
[2]喷射混凝土液体速凝剂研究现状[J]. 杨力远,田俊涛,杨艺博,孙良. 隧道建设. 2017(05)
[3]隧道围岩喷护速凝增强效应试验研究及工程应用[J]. 张露晨,李树忱,路为,李术才,李育慧. 岩石力学与工程学报. 2016(10)
[4]无碱无氯液体速凝剂聚合硅酸硫酸铝的制备及机理研究[J]. 蒋敏,杨春明,尹成杰,邓翠芬,赵莉苹,申娉. 湖南师范大学自然科学学报. 2016(02)
[5]湿喷混凝土回弹率影响因素[J]. 姜波. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2016(03)
[6]新型ANS低碱液体速凝剂的研制与应用[J]. 马强,夏义兵,王万金,李晓飞,洪刚华,贾方方. 混凝土与水泥制品. 2015(11)
[7]液体速凝剂在铁路隧道喷射混凝土中的应用研究[J]. 杨富民,孙成晓,仇鹏,张雯,何军利,闫俊洁,李晨. 铁道建筑. 2015(09)
[8]硫酸铝系低碱液体速凝剂的研制[J]. 王稷良,宋敬亮,刘康,王大鹏. 混凝土. 2014(12)
[9]液体无碱速凝组分的速凝机理探讨[J]. 贺雄飞,张迅. 隧道建设. 2014(12)
[10]外加剂添加时间对水泥浆体吸附和分散性能的影响[J]. 马保国,夏永芳,谭洪波,汪杰. 硅酸盐学报. 2013(06)
硕士论文
[1]湿式混凝土喷浆机喷嘴的优化设计研究[D]. 王清强.河北工程大学 2017
[2]无氯无碱液体速凝剂的组成、性能及机理研究[D]. 甘杰忠.中国建筑材料科学研究总院 2014
[3]喷射混凝土用高性能速凝剂的研制与应用[D]. 宋敬亮.河北工程大学 2013
[4]低碱液体速凝剂的研究[D]. 肖国碧.湖南大学 2011
[5]调凝剂对水泥水化历程的调控及作用机理研究[D]. 李高明.武汉理工大学 2011
[6]新型喷射混凝土复合外加剂的研制[D]. 蒋爱玲.山东科技大学 2007
[7]无碱液态水泥速凝剂合成方法的研究[D]. 程建坤.南京工业大学 2005
[8]低碱液体混凝土速凝剂的研究[D]. 李琼.北京工业大学 2003
本文编号：2929988
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