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磺化丙酮甲醛缩合物（SAF）的合成与性能研究

作　者: 张秀芝
导　师: 裴梅山
学　校: 南京工业大学
专　业: 应用化学
关键词: 磺化丙酮-甲醛缩合物(SAF) 高效减水剂 粘度 减水率 混凝土
分类号: O623
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


磺化丙酮—甲醛缩合物（SAF）是一种脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂。由于它减阻效果好，抗温性能好，一直在油田钻探中起着重要的作用。考虑到油井水泥与建筑水泥的相似之处，且反应产物具有用量小分散性能高，并且原料易得，减水效果不受温度影响等优点，所以本论文选择此课题作为研究对象，以丙酮、甲醛和亚硫酸氢钠为主要原料合成了水溶性磺化丙酮—甲醛缩合物（SAF），并系统研究了原料配比和反应条件对产物性能的影响，进一步地探讨了分散机理，并系统研究SAF作为高效减水剂对混凝土性能的影响；首次研究了不同类型的金属离子对SAF分散性能的影响。主要内容包括以下几个方面： 1．研究了原料配比、反应温度、反应时间和pH值对所合成的SAF性能的影响，并通过测定产物的分散性能提出了其作为减水剂的最佳原料配比和最佳工艺条件； 2．通过红外光谱表征SAF，并通过测定SAF的表面张力、在CaCO3固体表面的吸附量，Zeta电位等证实SAF是一种非引气型减水剂，其减水作用是通过分子中-OH、-C=0、-SO2等基团在固体颗粒上的吸附、润滑、空间阻碍以及静电斥力而产生的； 3．研究了分子量和S／C对SAF减水性能的影响，并得出当分子量为1.8×104、S／C为0.29时磺化缩合物的减水效果最好； 4．通过对SAF处理的混凝土的减水率、抗压强度、抗渗透性能、钢筋锈蚀的研究证实：在w／C相同的情况下，掺入这种高效减水剂的新拌混凝土的流动性比未掺加减水剂的混凝土的流动性增加，且抗压强度、抗渗透性能也都比空白混凝土得到了改善。 5．对空白混凝土和掺加SAF减水剂混凝土的电镜微观结构分析，证实：SAF的掺入可以有效改善混凝土的微观结构； 6．通过SAF掺加方法和掺加量的实验，发现不同的掺加方法对SAF的用量和分散效果影响较大；在与水同时掺加时，掺入水泥用量的0.7％的SAF就可显著改善新拌混凝土的和易性，提高硬化混凝土的力学性能和耐久性能； 7．通过离子交换方式，改变SAF分子中金属离子的价态，并通过对其性能测定，摘要发现金属离子的价态对SAF减水性能的影响较大，金属离子的价态越高，其磺化缩合物SAF减水性越小，而且分散保留性能越差。 8.金属离子种类化对磺化丙酮一甲醛缩合物性能影响，主要是由于金属离子的价态和离子半径的变化使得其对水泥水化产物胶体的影响而产生的。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章 前言  10-18
  1.1 高效减水剂的发展概况  10-11
  1.2 高效减水剂对混凝土性能的影响  11-13
    1.2.1 对新拌混凝土性能的影响  11-12
    1.2.2 对硬化混凝土性能的影响  12-13
    1.2.3 对混凝土耐久性的影响  13
  1.3 高效减水剂在混凝土生产中的作用和意义  13-15
    1.3.1 高效减水剂促进了高强、超高强混凝土的发展  13-14
    1.3.2 高效减水剂促进了高性能混凝土的发展  14
    1.3.3 高效减水剂促进了混合材的应用  14-15
    1.3.4 高效减水剂是免振捣混凝土的制备与发展的关键  15
  1.4 高效减水剂的种类和特点  15-16
  1.5 课题研究目的和意义  16-17
  1.6 课题研究内容  17-18
第二章 磺化丙酮-甲醛缩合物(SAF)的合成和性能影响  18-36
  2.1 磺化丙酮-甲醛缩合物(SAF)的合成及表征  18-20
    2.1.1 药品和仪器  18
    2.1.2 实验步骤  18
    2.1.3 加料顺序的选择  18-19
    2.1.4 红外光谱的测定  19-20
  2.2 SAF的性能测试  20
  2.3 影响SAF性能的因素分析  20-26
    2.3.1 物料比对SAF性能的影响  20-23
    2.3.2 反应条件对SAF性能的影响  23-26
  2.4 影响SAF中S／C的因素  26-28
    2.4.1 反应时间的影响  26-27
    2.4.2 反应温度的影响  27-28
    2.4.3 反应pH值的影响  28
  2.5 S／C与SAF溶液性能的关系  28-30
    2.5.1 S／C与SAF溶液粘度的关系  28-29
    2.5.2 S／C与SAF分散性能的关系  29-30
  2.6 凝胶化现象的产生及预防  30
  2.7 反应机理的探讨  30-34
  2.8 小结  34-36
第三章 SAF的表面性能及影响因素  36-44
  3.1 溶液表面张力的分析  36-37
  3.2 碳酸钙表面的吸附量的分析  37-38
  3.3 水泥净浆电镜扫描分析  38-39
  3.4 zeta电位的测定  39-41
  3.5 水泥净浆流动度  41-42
  3.6 SAF分散机理探讨  42-43
  3.7 小结  43-44
第四章 SAF对混凝土性能的影响  44-57
  4.1 前言  44
  4.2 实验  44-48
    4.2.1 药品与仪器  44
    4.2.2 SAF减水率的测定  44-45
    4.2.3 混凝土坍落度的测定  45
    4.2.4 混凝土抗压强度测定  45
    4.2.5 SAF对混凝土抗渗性的影响  45-47
    4.2.6 SAF对钢筋的锈蚀作用  47-48
  4.3 SAF对混凝土性能影响分析  48-55
    4.3.1 SAF的掺入对混凝土减水率的影响  48-50
    4.3.2 SAF掺入量对混凝土坍落度的影响  50-51
    4.3.3 SAF的掺入对混凝土抗压强度的影响  51-54
    4.3.4 SAF的掺入对混凝土耐久性的影响  54
    4.3.5 SAF的掺入对混凝土的钢筋锈蚀的影响  54-55
  4.4 小结  55-57
第五章 金属离子对SAF性能的影响  57-64
  5.1 前言  57
  5.2 实验  57-58
    5.2.1 仪器与药品  57
    5.2.2 磺化丙酮-甲醛缩合物相应盐类的制备  57-58
    5.2.3 金属离子对SAF的外观和水溶性的影响  58
  5.3 金属离子对SAF分散性能影响分析  58-63
    5.3.1 金属离子对水泥净浆流动度的影响  58-59
    5.3.2 金属离子对分散保留性能的影响  59-60
    5.3.3 金属离子对混凝土减水率的影响  60
    5.3.4 金属离子对混凝土抗压强度的影响  60-63
  5.4 小结  63-64
总结  64-66
参考文献  66-69
在读期间撰写和发表的言章  69-70
致谢  70

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 脂肪族化合物（无环化合物）
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