粘土矿物对聚羧酸减水剂的吸附特性及相互作用机理研究

发布时间：2018-06-24 02:01

本文选题：混凝土 + 粘土矿　；参考：《武汉理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：聚羧酸减水剂(PC)对砂石中泥的敏感性及其作用机理是近年来混凝土技术研究的热点之一。本论文以粘土主要矿物高岭土、蒙脱土、伊利土对PC的吸附为研究对象,重点采用紫外吸收方法,定量测定了PC分别在三种矿物表面的吸附平衡及其影响因素,并探讨了机理。主要研究内容和结果如下:1.采用0.6%的PC3:1型聚羧酸减水剂,分别选用3:1、10:1、6:1固液比,室温下分别测得高岭土、蒙脱土、伊利土的吸附量和吸附平衡。结果表明,伊利土吸附达到平衡的时间最短,为5 min,高岭土为30 min,蒙脱土为60 min;对应的饱和吸附量分别为1.60 mg/g、25.8 mg/g、4.78 mg/g,吸附量大小排序为蒙脱土伊利土高岭土。三种矿物在水中的Zeta电位分别为-10 mV、-35 mV和-21 mV;减水剂吸附达到平衡后,Zeta电位分别为-25 mV、-51 mV和-29 mV。2.测定了温度对吸附的影响和吸附热。结果表明,温度从15℃升高到45℃,三种矿物对PC的吸附量都有所增加;它们的吸附热分别为-32.40 J/mol、-103.70J/mol、-63.47 J/mol,其大小排序为蒙脱土伊利土高岭土。进一步的研究表明高岭土的吸附曲线近似于Langnuir方程,而蒙脱土和伊利土的则近似于Freundlich方程。结合吸附达到平衡的时间,可以推断,聚羧酸减水剂在高岭土表面的吸附主要为单分子层吸附,属静电吸附主导。而蒙脱土和伊利土由于层间结合力较弱而具有较大层间距,晶体有很大的内表面积,以插层吸附主导。3.分别测定了溶液pH、SO42-和Ca2+离子浓度对吸附的影响。当溶液pH从5到12变化时,三种粘土对聚羧酸减水剂的吸附量逐渐减少;体系SO42-和Ca2+离子的存在也会对吸附产生抑制作用,且Ca2+比SO42-的抑制作用强。4.选取支链密度不同的聚羧酸减水剂PC2:1、PC3:1、PC6:1,分别测定它们在三种矿物表面的吸附量。结果表明,高岭土的吸附量分别为1.05 mg/g、1.60mg/g、0.83 mg/g,其大小顺序为:PC3:1PC2:1PC6:1。蒙脱土的吸附量分别为33.8 mg/g、25.8 mg/g、21.8 mg/g,其大小顺序为:PC2:1PC3:1PC6:1。伊利土的吸附量分别为6.47 mg/g、4.78 mg/g、0.79 mg/g;其大小顺序为:PC2:1PC3:1PC6:1。说明高岭土的吸附与蒙脱土、伊利土的吸附对减水剂分子的选择性有一定的不同。高岭土是外表面吸附为主,插层吸附为辅,故较容易吸附即具有较高支链密度又具有较高阴离子活性位点密度的PC3:1;而蒙脱土、伊利土主要是靠插层作用进行吸附,故较容易吸附具有最高支链密度的PC2:1。
[Abstract]:In this paper , the adsorption capacity and adsorption equilibrium of the three kinds of minerals on the surface of kaolin were studied . The results showed that the adsorption capacities of the three kinds of minerals in water were - 32.40 J / mol , - 103.70J / mol and - 63.47 J / mol , respectively . The results show that the adsorption capacity of kaolin is 1 . 05 mg / g , 1 . 60 mg / g and 0 . 83 mg / g , respectively . The order of size is : PC1 : 1PC3 : 1PC6 : 1 . The adsorption capacity of kaolin is 6.47 mg / g , 4.78 mg / g and 0.79 mg / g , respectively .
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU528.042.2

【参考文献】