硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附—分散行为的影响研究
本文选题：硫酸盐 + 分散性 ； 参考：《重庆大学》2013年硕士论文
【摘要】：聚羧酸减水剂作为一种具有优异减水分散性能的混凝土外加剂，被广泛用于混凝土工程。然而，水泥、掺合料中的硫酸盐会导致聚羧酸减水剂与混凝土原材料之间出现相容性问题，对聚羧酸减水剂分散性的发挥产生负面影响。硫酸盐被公认为影响聚羧酸减水剂分散性的最显著因素之一，但对其分散性的影响机理认识还不够清晰。 为研究硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散行为的影响，本文研究了易溶性Na_2SO_4和微溶性CaSO_4·2H_2O对掺不同分子量聚羧酸减水剂水泥净浆流动度、水泥砂浆扩展度等宏观分散性指标的影响及变化规律；硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附层厚度、空间构象、水化直径、聚集行为、浊点、吸附量的影响；以及硫酸盐对水化硅酸钙颗粒表面动电电位及离子溶出特性的影响。 通过测定硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥净浆流动度及水泥砂浆扩展度的影响，发现硫酸盐对聚羧酸减水剂的减水分散性能有不利影响，Na_2SO_4对聚羧酸减水剂分散性的负面影响较CaSO_4·2H_2O更显著。此外，侧链分子量较大的聚羧酸减水剂对Na_2SO_4更为敏感。 通过X射线光电子能谱、荧光光谱、纳米粒度仪等分析测试手段，研究了硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附层厚度、空间构象、聚集行为、水化直径、浊点、微结构变化的影响。发现硫酸盐不但使聚羧酸减水剂的吸附层厚度显著降低，而且对聚羧酸减水剂的链构象也有一定影响，Na_2SO_4对聚羧酸减水剂构象的影响略显著于CaSO_4·2H_2O；硫酸盐通过盐析作用降低聚羧酸减水剂溶液浊点的同时还改变其分子的微结构，使其构象发生一定程度的蜷曲；硫酸盐对聚羧酸减水剂水化直径的影响不显著。 通过总有机碳分析仪、紫外可见分光光度计、纳米粒度及Zeta电位仪、原子吸收光谱、离子色谱等分析手段，研究了硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附量及静电斥力的影响。发现硫酸盐与聚羧酸减水剂的竞争吸附、硫酸盐使聚羧酸减水剂分子发生聚集、硫酸盐增大体系Ca_2+溶出浓度均是导致硫酸盐降低聚羧酸减水剂吸附量的内在原因；硫酸盐还通过压缩颗粒表面的双电层降低聚羧酸减水剂的静电斥力效应，且Na_2SO_4对聚羧酸减水剂静电斥力的降低程度比CaSO_4·2H_2O更显著。
[Abstract]:Polycarboxylic acid superplasticizer is widely used in concrete engineering as a kind of concrete admixture with excellent water reducing and dispersing properties. However, the compatibility between polycarboxylic acid superplasticizer and concrete raw materials will be caused by sulfate in cement admixture, which has a negative effect on the dispersity of polycarboxylate water reducer. Sulfate is recognized as one of the most significant factors affecting the dispersity of polycarboxylic acid superplasticizer, but the mechanism of its dispersion is not clear enough. In order to study the effect of sulphate on the adsorption-dispersion behavior of polycarboxylic acid superplasticizer, the fluidity of easily soluble Na_2SO_4 and micro-soluble CaSO_4 2H_2O on cement paste with different molecular weight polycarboxylic acid superplasticizer was studied. The influence of sulfate on the adsorption layer thickness, spatial conformation, hydration diameter, aggregation behavior, cloud point and adsorption capacity of polycarboxylic acid superplasticizer; And the effect of sulfate on the surface electrokinetic potential and ion dissolution characteristics of calcium silicate hydrated particles. The effect of sulphate on the fluidity of cement paste and the expansion of cement mortar with polycarboxylic acid superplasticizer were measured. It is found that sulphate has a more negative effect on the dispersion of polycarboxylic acid superplasticizer than that of CaSO_4 2H_2O, and that the negative effect of S _ 2SO _ 4 on the dispersion of polycarboxylic acid superplasticizer is more significant than that of CaSO_4 2H_2O. In addition, polycarboxylic acid superplasticizer with high side chain molecular weight is more sensitive to Na_2SO_4. By means of X-ray photoelectron spectroscopy, fluorescence spectroscopy and nano-particle size analyzer, the effects of sulfate on the changes of adsorption layer thickness, spatial conformation, aggregation behavior, hydration diameter, cloud point and microstructure of polycarboxylic acid superplasticizer were studied. It is found that sulfate not only reduces the thickness of the adsorption layer of polycarboxylic acid superplasticizer, Moreover, the chain conformation of polycarboxylic acid superplasticizer was also affected to some extent by Na2SO4. The effect of Na _ 2SO _ 4 on the conformation of polycarboxylic acid superplasticizer was slightly more significant than that of CaSO_4 _ 2H _ 2O, and the sulfate reduced the cloud point of polycarboxylate water reducer solution by salting out and also changed its molecular microstructure. The conformation was curled up to a certain extent, and the effect of sulfate on the hydration diameter of polycarboxylic acid superplasticizer was not significant. The effects of sulfate on the adsorption capacity and electrostatic repulsion of polycarboxylate water reducer were studied by means of total organic carbon analyzer, UV-Vis spectrophotometer, nanometer particle size and Zeta potentiometer, atomic absorption spectrum and ion chromatography. It was found that the competitive adsorption of sulphate and polycarboxylic acid superplasticizer resulted in the aggregation of polycarboxylic acid superplasticizer molecules, and the increase of Ca_2 dissolution concentration of sulfate system was the internal cause of reducing the adsorption capacity of polycarboxylic acid water reducer. Sulfate also reduces the electrostatic repulsion effect of polycarboxylic acid superplasticizer by compressing the double electric layer on the surface of particles, and the reduction of electrostatic repulsion of polycarboxylic acid superplasticizer by Na_2SO_4 is more significant than that of CaSO_4 2H_2O.
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU528.042.2
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，本文编号：1822402
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