缓凝型水泥添加剂的制备及应用研究

发布时间：2020-03-20 10:51

【摘要】：缓凝剂在水泥混凝土领域发挥着重要的作用。本文分别考察了两种硅烷偶联剂改性微米级二氧化硅工业产品(mSiO_2),磷酸2-羟乙基甲基丙烯酸酯(EGMP)和磷酸酯型共聚改性聚羧酸缓凝剂(PPCE)对水泥浆体的流动性和流动度保持性等性能的影响规律。并结合水化过程中的水化热及各阶段水化产物的XRD、ATR-FTIR、SEM等的表征结果,研究了硅烷化改性mSiO_2,EGMP和PPCE等在水泥浆中的缓凝作用及内在机制。主要内容如下:(1)以氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MOPTMS)改性微米级二氧化硅(mSiO_2),分别得到了APTES@mSiO_2(AS)和MOPTMS@mSiO_2(MS)。考察了AS和MS在饱和Ca(OH)_2(CH)中的分散性和稳定性,探讨了AS与MS对水泥浆性能和水化历程的影响,评价了AS和MS对水泥砂浆机械性能的影响。结果表明,AS和MS在碱性环境和水溶液中表现出优异的分散性和稳定性。与mSiO_2相比,添加AS和MS的CH溶液中钙离子浓度下降趋势变缓。水泥净浆流动度分别提高了41.67%和33.33%,且水泥浆标准稠度用水量减少,缓凝效果显著,初凝时间分别延长80和146min,终凝时间分别延长101和279min。对水泥浆水化热及水化产物的分析表明,AS和MS对水泥浆水化历程的延缓作用主要表现为对水化诱导期。硅烷化二氧化硅有利于硬化砂浆28d强度的发展。(2)探讨了EGMP应用于水泥浆体中对水泥浆的分散性及浆体溶液中阳离子浓度的影响规律,考察了EGMP对水泥浆水化历程的影响。结果表明,水泥浆初始流动度随EGMP掺量的增多逐渐下降,当EGMP含量增加到0.35%时,初始流动度已低于175mm,但浆体流动度保持性仍然表现良好,3h后流动度与初始相比略有上升。添加EGMP后水泥浆抽滤液中的阳离子浓度下降率较PCE独立存在时更为迅速。水化结果表明,掺EGMP对水泥浆体显著的缓凝效果,主要表现在水泥浆水化的诱导期。当W/C为0.29,在0.2%PCE掺量下,EGMP的最佳添加量为0.15%~0.35%。(3)以EGMP、AA、TPEG为单体,巯基乙酸为链转移剂,在H_2O_2-V_c氧化还原引发体系下,合成了磷酸酯共聚改性的磷酸酯型聚羧酸缓凝剂(PPCE),优化合成反应条件,考察了PPCE对水泥浆性能以及水化过程的影响。确认了PPCE应用于水泥浆体中具有低掺量、高分散、高保坍的效果。PPCE对水泥浆体中的阳离子络和能力高于PCE,因而较PCE缓凝性能显著,其中PPCE-1(1:3.5:0.5)体系的分散性能高于PCE。水泥降水化产物的分析结果表明,PPCE对水泥浆体的缓凝作用依然表现在水化诱导期。
【图文】：

自聚,二氧化硅

二氧化硅的自聚

二氧化硅,泥浆,超高性能混凝土,波特兰水泥

纳米二氧化硅对超高性能混凝土的发展有非常重要的影响。且 SiO2也具变波特兰水泥的性能，如缩短终凝时间[35]。然而，在使用 SiO2时发现由于其的特性很容易发生团聚[36]，如图 1.1 所示[37]。当 SiO2发生自聚后，团簇内部的 SiO2很难被水浸湿，从而降低了水泥浆散性[38]，，增加了水泥混凝土的孔隙率，影响水泥砼和易性和机械性能，使得[39]
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ172.4

【参考文献】