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聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥的作用研究

作　者: 齐怿
导　师: 张福强；王玲
学　校: 河北工业大学
专　业: 材料工程
关键词: 聚羧酸系高性能减水剂铝酸盐水泥水化过程工作性晶型转化
分类号: TU528.042.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

聚羧酸系高性能减水剂具有高减水率、高保坍、高增强、水泥适应性强和安全环保等优点,日益受到人们的广泛关注。铝酸盐水泥一种以Al2O3和CaO为主要成分的特种水泥,具有早强、快硬、高强、耐高温、耐硫酸盐及生物硫酸腐蚀等特点,在耐火浇注料、化学建材、污水管道以及特种混凝土等领域有着广泛的应用。本文通过大量试验,对聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥的作用和各项性能的影响进行了系统深入的研究。测定了不同掺量的市售聚乙二醇甲基丙烯酸酯类聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆减水率和净浆流动度的影响。结果表明,聚羧酸系高性能减水剂对于铝酸盐水泥适应性好,其砂浆减水率可以达到30%以上,净浆流动度显著提高。根据砂浆减水率和净浆流动度的结果确定聚羧酸系高性能减水剂的适宜掺量为水泥质量的0.1%~0.4%之间。通过超声波、放热反应和电导率测试,研究了聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥的水化过程影响。研究发现,聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥的水化过程有明显的延缓作用。电导率的测试结果表明,聚羧酸系高性能减水剂主要影响铝酸盐水泥矿物的成核过程,从而阻碍铝酸盐水泥的水化反应。研究了聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥的凝结时间、砂浆流动度及保持、收缩性能的影响。结果表明,聚羧酸系高性能减水剂可以显著延长铝酸盐水泥的凝结时间,在0.2%掺量下,可以使铝酸盐水泥砂浆流动度较空白砂浆提高97.9%,并且减少流动度的损失,120min仍然有初始流动值的60%多。测试了铝酸盐水泥在20℃和38℃条件下不同龄期的砂浆强度,研究了不同掺量减水剂对铝酸盐水泥强度及高温晶型转化引起的强度倒缩影响。研究发现,聚羧酸系高性能减水剂具有引气作用,减水剂的掺量越多,引气量就越多,砂浆的强度就越低;聚羧酸系高性能减水剂明显延缓铝酸盐水泥砂浆的早期强度发展,减水剂的掺量越多,强度发展的就越慢。聚羧酸系高性能减水剂具有较强的减水作用,选择适宜掺量,降低铝酸盐水泥砂浆的拌合用水量,其强度较空白砂浆有大幅度提高,虽然强度倒缩的情况依然存在,但在发生晶型转化反应后仍然有很高的强度。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章前言  10-47
  1.1 减水剂的种类与作用  11-26
    1.1.1 减水剂的发展历史概况  11-15
    1.1.2 减水剂的分类和特征  15-21
    1.1.3 减水剂的作用机理  21-26
  1.2 聚羧酸系高性能减水剂的结构与作用  26-31
    1.2.1 聚羧酸系高性能减水剂的特点  26
    1.2.2 聚羧酸系高性能减水剂的结构  26-28
    1.2.3 聚羧酸系高性能减水剂的合成  28
    1.2.4 聚羧酸系高性能减水剂的作用机理  28-30
    1.2.5 聚羧酸系高性能减水剂的发展  30-31
  1.3 铝酸盐水泥及其特点  31-46
    1.3.1 铝酸盐水泥的历史  31-35
    1.3.2 铝酸盐水泥的化学成分和矿物组成  35-38
    1.3.3 铝酸盐水泥的水化  38-40
    1.3.4 铝酸盐水泥的生产工艺  40-42
    1.3.5 铝酸盐水泥的性能与应用  42-46
  1.4 本文的主要研究内容  46-47
第二章聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥减水性能的研究  47-53
  2.1 前言  47
  2.2 实验材料及测试表征方法  47-50
    2.2.1 主要实验材料  47-48
    2.2.2 测试与表征方法  48-50
  2.3 结果及讨论  50-52
    2.3.1 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆减水率的影响  50-51
    2.3.2 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥净浆流动度的影响  51-52
  2.4 本章小结  52-53
第三章聚羧酸系高性能减水剂在铝酸盐水泥水化过程中的作用  53-63
  3.1 前言  53
  3.2 实验材料及测试表征方法  53-57
    3.2.1 主要实验材料  53
    3.2.2 测试与表征方法  53-57
  3.3 结果及讨论  57-62
    3.3.1 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆超声波传导速率的影响  57-59
    3.3.2 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆放热反应的影响  59-60
    3.3.3 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆电导率的影响  60-62
  3.4 本章小结  62-63
第四章聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥工作性能的影响  63-77
  4.1 前言  63
  4.2 实验材料及测试表征方法  63-68
    4.2.1 主要实验材料  63-64
    4.2.2 测试与表征方法  64-68
  4.3 结果及讨论  68-75
    4.3.1 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆凝结时间的影响  68-70
    4.3.2 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆流动度及其保持的影响  70-71
    4.3.3 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆密度的影响  71-72
    4.3.4 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆收缩的影响  72-75
  4.4 本章小结  75-77
第五章聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥强度的影响  77-86
  5.1 前言  77
  5.2 实验材料及测试表征方法  77-80
    5.2.1 主要实验材料  77
    5.2.2 测试与表征方法  77-80
  5.3 结果及讨论  80-85
    5.3.1 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆强度的影响  80-83
    5.3.2 聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥砂浆强度倒缩的影响  83-85
  5.4 本章小结  85-86
结论  86-87
参考文献  87-93
致谢  93-94
攻读学位期间所取得的相关科研成果  94

聚羧酸系高性能减水剂对铝酸盐水泥的作用研究

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