不同分子結(jié)構(gòu)聚羧酸系減水劑對(duì)水泥漿體早期性能的影響.pdf

1、聚羧酸系減水劑(Polycarboxylate ether type superplasticizer,PCE)具有摻量低、分散性好、分子結(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代混凝土中獲得了廣泛應(yīng)用。典型的聚羧酸系減水劑有陰離子型聚羧酸系減水劑(Anionic polycarboxylate ether type superplasticizer,anPCE)和兩性聚羧酸系減水劑(Amphoteric polycarboxylate ether typ

2、e superplasticizer,amPCE),其分子結(jié)構(gòu)對(duì)水泥漿體早期性能的影響很大。本文中合成了側(cè)鏈長(zhǎng)度、側(cè)鏈密度不同的anPCE,以及陽(yáng)離子含量、主側(cè)鏈橋接基團(tuán)、側(cè)鏈長(zhǎng)度不同的amPCE,并通過(guò)宏觀與微觀實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了不同分子結(jié)構(gòu)聚羧酸系減水劑對(duì)水泥漿體流動(dòng)性、早期強(qiáng)度、水化放熱速率等早期性能的影響。
　　對(duì)于陰離子型聚羧酸系減水劑,分子中吸附基團(tuán)數(shù)量、側(cè)鏈密度相同時(shí),長(zhǎng)側(cè)鏈anPCE的吸附量低,分散能力及分散

3、保持能力強(qiáng)。摻入質(zhì)量相同情況下,與摻短側(cè)鏈anPCE水泥漿體相比,摻長(zhǎng)側(cè)鏈anPCE水泥漿體的水化誘導(dǎo)期持續(xù)時(shí)間較短,早期水泥水化產(chǎn)物生成量較多,早期強(qiáng)度較高。根據(jù)Juilland、Nicoleau等提出的C3S早期水化礦相溶解機(jī)理,本文推測(cè)吸附在C3S表面的anPCE可能會(huì)提高此處產(chǎn)生新刻蝕點(diǎn)的能量,減緩C3S的溶解速率,從而延長(zhǎng)水泥水化誘導(dǎo)期持續(xù)時(shí)間。與短側(cè)鏈anPCE相比,長(zhǎng)側(cè)鏈anPCE的相對(duì)分子質(zhì)量較大,在質(zhì)量相同情況下,分子

4、數(shù)量較少,因此其延緩C3S溶解的程度較小。摻入分子數(shù)量相同情況下,摻不同側(cè)鏈長(zhǎng)度anPCE水泥漿體的水化誘導(dǎo)期差異較小。但在水化加速階段,摻長(zhǎng)側(cè)鏈anPCE水泥漿體的水化放熱速率比摻短側(cè)鏈的慢。因此anPCE在影響C3S溶解的同時(shí)可能也影響C3S水化產(chǎn)物成核及生長(zhǎng)過(guò)程。分子中吸附基團(tuán)數(shù)量、吸附基團(tuán)與側(cè)鏈的質(zhì)量比相同時(shí),側(cè)鏈較長(zhǎng)、側(cè)鏈密度較低anPCE的吸附量較多,初始分散能力較強(qiáng)。并且摻此類anPCE的水泥漿體較早進(jìn)入水化加速階段,早期

5、水泥水化產(chǎn)物生成量較多,水泥漿體早期強(qiáng)度較高。分子中吸附基團(tuán)數(shù)量、側(cè)鏈長(zhǎng)度相同時(shí),與高側(cè)鏈密度anPCE相比,低側(cè)鏈密度anPCE的吸附量較多,初始分散能力較強(qiáng),但分散保持能力較弱,并且會(huì)延緩C3A及C3S的水化過(guò)程,降低水泥漿體早期強(qiáng)度。
　　對(duì)于兩性聚羧酸系減水劑,隨著主鏈吸附基團(tuán)中陽(yáng)離子比例提高,amPCE的吸附量先增加后減少。含一定比例(10％,15％)陽(yáng)離子的amPCE能夠促進(jìn)水泥早期水化,提高水泥漿體早期強(qiáng)度。與橋接基

6、團(tuán)為醚鍵的amPCE相比,酯鍵橋接amPCE的吸附量較少、分散能力較弱。摻酯類amPCE水泥漿體水化速率較快,早期強(qiáng)度較高。隨著側(cè)鏈長(zhǎng)度的增加,amPCE的吸附能力及分散能力先上升后下降。側(cè)鏈較長(zhǎng)的amPCE能夠促進(jìn)水泥早期水化,從而提高水泥漿體早期強(qiáng)度。
　　本文系統(tǒng)研究了陰離子型和兩性聚羧酸系減水劑對(duì)水泥漿體早期性能的影響規(guī)律,研究結(jié)果有助于進(jìn)一步了解聚羧酸系減水劑分子結(jié)構(gòu)參數(shù)與水泥漿體性能的構(gòu)效關(guān)系,探明聚羧酸系減水劑在水泥