减缩型聚羧酸减水剂的制备与作用机理研究

发布时间：2017-04-28 12:06

  本文关键词：减缩型聚羧酸减水剂的制备与作用机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高性能混凝土是具有高工作性、优异的力学性能和耐久性的混凝土。实现混凝土的高性能化最难解决的问题是混凝土体积稳定性问题，即收缩引起的裂缝问题。混凝土裂缝不仅影响了建筑物的外观，严重的可能会降低建筑物的安全性和使用寿命。因此,如何减少混凝土的塑性收缩是多年来混凝土学术界和工程技术人员致力于研究的课题。 减缩型聚羧酸减水剂是具有减缩功能的聚羧酸减水剂，主要是减少混凝土的干燥收缩。本论文首先分析了混凝土的干燥收缩机理，确定了影响混凝土干燥收缩的关键因素，，基于此设计了几种不同结构的低分子醇，然后将低分子醇分别与丙烯酸、马来酸酐进行酯化反应，制备出具有聚合活性的减缩单体。采用制备的减缩单体与其他共聚单体丙烯酸，马来酸酐等聚合制成减缩型聚羧酸减水剂。通过优化减缩单体的酯化工艺及减缩型聚羧酸减水剂的合成配方，最终合成出减水和减缩效果良好的减缩型聚羧酸减水剂。 利用红外光谱仪、凝胶色谱仪（GPC）等分析测试手段对酯化单体及合成出的减缩型聚羧酸减水剂进行分子结构表征和分子量测定，分析结果表明产物中包含预先设计的官能团，GPC测试结果表明重均分子量均在5万左右，数均分子量均在两万左右。 对合成的减缩型聚羧酸减水剂进行了水泥、砂浆等应用性能的实验。由水泥净浆流动度可知，合成出的减缩型聚羧酸减水剂的减水效果很好，且水泥净浆的流动保持性也不错；由水泥砂浆干燥收缩实验可知，合成出的减缩型减水剂可以有效的减少水泥砂浆的干燥收缩，28天水泥砂浆干燥收缩率相比空白样降低了21%左右，比普通聚羧酸系减水剂减少7%左右；水泥砂浆的自由收缩实验表明，合成出的减缩型聚羧酸减水剂也可有效降低水泥砂浆的自由收缩，28天水泥砂浆自收缩率相比空白样降低了16%左右。探究了减缩型聚羧酸减水剂的作用机理，测试了水泥砂浆干燥收缩与表面张力、用水量、蒸发速率等的关系，对减缩型聚羧酸减水剂的减缩机理有了进一步的认识。
【关键词】：聚羧酸减水剂 减缩机理 减缩型 干燥收缩 自由收缩
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU528.042.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 混凝土的收缩11-13
• 1.2.1 混凝土的收缩类型11-12
• 1.2.2 混凝土的干燥收缩机理12-13
• 1.3 减缩型聚羧酸系减水剂的发展现状13-18
• 1.3.1 国外研究进展13-15
• 1.3.2 国内研究进展15-18
• 1.4 本论文的研究意义18
• 1.5 本论文的主要内容18-20
• 第2章 原材料与实验方法20-28
• 2.1 实验原料20-22
• 2.1.1 实验用主要原料20-21
• 2.1.2 性能测试主要原材料21-22
• 2.2 减缩型聚羧酸减水剂合成方法22-25
• 2.2.1 酯化实验22
• 2.2.2 聚合制备及其表征22
• 2.2.3 表面张力测试22-23
• 2.2.4 分子量测试23-25
• 2.2.5 红外吸收光谱测试25
• 2.3 性能实验及方法25-28
• 2.3.1 水泥净浆流动度实验25
• 2.3.2 水泥胶砂干缩试验方法25-26
• 2.3.3 水泥胶砂自由收缩试验方法26
• 2.3.4 蒸发速率测试26-27
• 2.3.5 水泥浆体水化热的测定27-28
• 第3章 减缩型聚羧酸减水剂的合成与表征28-40
• 3.1 减缩单体的选择原则28
• 3.2 减缩单体类型及其表面张力28-30
• 3.3 减缩单体的酯化反应30-32
• 3.3.1 酯化反应原理30-31
• 3.3.2 酯化反应工艺31
• 3.3.3 减缩单体的结构表征31-32
• 3.4 减缩型聚羧酸减水剂的合成32-34
• 3.4.1 聚合单体的选择32-33
• 3.4.2 聚合反应的机理33-34
• 3.4.5 聚合反应工艺34
• 3.5 减缩型聚羧酸减水剂的分子结构表征34-39
• 3.5.1 红外光谱分析35-37
• 3.5.2 分子量及其分布37-39
• 3.5.3 自制的减缩型减水剂的理论分子结构39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 减缩型聚羧酸减水剂应用性能的研究40-56
• 4.1 SRPCA-1 的应用性能研究40-43
• 4.1.1 SRPCA-1 对水泥净浆流动度的影响40
• 4.1.2 SRPCA-1 对溶液表面张力的影响40-41
• 4.1.3 SRPCA-1 对水泥砂浆干燥收缩的影响41-42
• 4.1.4 SRPCA-1 对水泥砂浆自由收缩的影响42-43
• 4.2 SRPCA-2 的应用性能研究43-46
• 4.2.1 SRPCA-2 对水泥净浆流动度的影响43-44
• 4.2.2 SRPCA-2 对溶液表面张力的影响44
• 4.2.3 SRPCA-2 对水泥砂浆干燥收缩的影响44-45
• 4.2.4 SRPCA-2 对水泥砂浆自由收缩的影响45-46
• 4.3 SRPCA-3 的应用性能研究46-50
• 4.3.1 SRPCA-3 对水泥净浆流动度的影响46-47
• 4.3.2 SRPCA-3 对溶液表面张力的影响47-48
• 4.3.3 SRPCA-3 对水泥砂浆干燥收缩的影响48-49
• 4.3.4 SRPCA-3 对水泥砂浆自由收缩的影响49-50
• 4.4 SRPCA-4 的应用性能研究50-53
• 4.4.1 SRPCA-4 对水泥净浆流动度的影响50
• 4.4.2 SRPCA-4 对表溶液面张力的影响50-51
• 4.4.3 SRPCA-4 对水泥砂浆干燥收缩的影响51-52
• 4.4.4 SRPCA-4 对水泥砂浆自由收缩的影响52-53
• 4.5 对水泥水化的影响53-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第5章 减缩型聚羧酸减水剂作用机理的研究56-60
• 5.1 溶液表面张力对收缩的影响56-57
• 5.2 砂浆用水量对收缩的影响57
• 5.3 掺加 SRPCA 对溶液蒸发速率的影响57-58
• 5.4 本章小结58-60
• 结论60-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间发表的学术论文66-68
• 致谢68

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