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过去,有关超塑化剂的研究大多为萘系结构,即使出现聚羧酸系结构的超塑化剂,研究工作也局限在合成、作用机理及混凝土的工作性等方面,而有关聚羧酸超塑化剂在水泥颗粒表面的吸附特性、对水泥流变行为的影响等研究甚少。本文从聚羧酸超塑化剂的合成、吸附特性、对水泥流变学的影响和适应性四个方面对聚羧酸超塑化剂进行了较为系统的研究。
本文第一部分合成了一种新型的聚羧酸类高效超塑化剂,并对合成中影响超塑化剂性能的各种因素进行了探讨,获得了合成该类超塑化剂的最佳工艺条件和原料配比。通过对该超塑化剂应用性能的研究,证明该产品是一种用量少、分散性能好、流动保持性能佳,与不同水泥的相容性好的超塑化剂。
本文第二部分应用回转粘度计测定未掺超塑化剂水泥浆体(空白)、掺聚酯类聚羧酸超塑化剂(ZL)和掺聚醚类聚羧酸系超塑化剂(ML)水泥净浆的流变参数,对比三者的流变参数曲线,并计算了恒定剪切速率时各个浆体的屈服应力和粘度。同时,对掺不同比例的粉煤灰(高钙)、粉煤灰(低钙)、微硅粉、铁矿粉对水泥净浆流变参数的影响进行了研究。相同水灰比下,各个试样剪切应力、粘度以及上升和下降阶段屈服应力由大到小排列如下:空白>ML>ZL;剪切力作用下,各试样屈服应力均有所下降,且空白和ZL/ML试样粘度也下降,但是当超塑化剂的添加量达到某一临界值时粘度变为上升。
本文第三部分研究了水泥颗粒对ZL和ML聚羧酸超塑化剂极限吸附量的影响因素,测量了基准水泥和海螺水泥对ZL和ML聚羧酸超塑化剂的极限吸附量和吸附曲线,其吸附行为基本符合Langmuir吸附等温线。同时,研究了基准水泥和海螺水泥在掺加这两种超塑化剂时的沉降特性,发现聚羧酸超塑化剂对水泥的沉降速度、极限吸附量和超塑化剂对水泥净浆流动度、流变参数的影响有很好的对应关系,极限吸附量大的流动度差,沉降速度快。
本文第四部分主要研究ZL和ML的水泥适应性。从混凝土外加剂和水泥两方面讨论了产生超塑化剂与水泥相适应性问题的原因。