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高性能混凝土外加剂的试验研究

作　者: 于爱红
导　师: 许斌；逄鲁峰
学　校: 山东建筑大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 聚羧酸系减水剂 阻锈剂 复合效应
分类号: TU528.042
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


改革开放30多年来,混凝土外加剂在土木木建筑工程领域得到迅速发展。混凝土技术的发展趋势是大力发展高强度、高工作性能、高耐久性的高性能混凝土。混凝图高性能外加剂是为适应高性能混凝土的发展而研制的,它能给混凝土带来高减水率、高适应性、高耐久性和优良的施工性能。它不仅能大量减少混凝土拌和用水量,使新拌混凝土在运输和施工过程始终具有良好的和易性,而且能使硬化混凝土具有高的强度、抗渗、抗冻、抗腐蚀性能,并有助于节约资源,减少环境污染。本文研究了高性能混凝土外加剂-减水剂和阻锈剂的合成与应用问题。首先,根据分子结构设计原理和相容性机理,选择合适的单体和质量配比合成高性能减水剂。然后,对合成工艺进行改进,并对高性能减水剂进行性能测试。本课题对前期得到的阻锈剂做进一步的验证试验。将阻锈剂和减水剂加入到标准的混凝土块中,研究混凝土中钢筋的腐蚀情况及对混凝土的工作性、强度和耐久性的影响,确定阻锈剂对混凝土性能的影响。共聚合成减水剂的试验表明：加料方式、物料反应浓度、引发剂掺量对减水剂的性能有较大影响,掺量过低或过高,减水剂的保塑效果均不理想。通过试验发现,当底水、溶解引发剂所用水与溶解单体所用水的比例为60%/10%/30%时,减水剂与水泥的相容性达到最大值。引发剂掺量为2%-3%时,减水剂的性能最好。随着引发温度的升高,减水剂的颜色不断加深。引发反应温度在80℃时,保温时间为1.5h,减水剂性能达到最优。合成的聚羧酸系减水剂掺量低、减水率高。在掺量为0.38%(固含量)时,减水率为30%。用合成的聚羧酸系减水剂配制的C60混凝土坍落度损失小、不离析不泌水、粘聚性好,可广泛应用于高强和高性能混凝土工程。干湿冷热循环试验和模拟液中阻锈剂阻锈性能验证试验发现,自制的阻锈剂相对具有更好的耐蚀作用。自制的钼酸盐阻锈剂增加了砂浆和混凝土的流动性能,虽然砂浆和混凝土强度有所下降,但强度不低于基准混凝土的90%,阻锈剂的最佳掺量为水泥质量的3%。与基准混凝土相比,掺加阻锈剂的混凝土的凝结时间明显推迟。初凝时间推迟35分钟,终凝时间推迟45分钟。加阻锈剂后混凝土的减水率为29%。与单独使用聚羧酸系减水剂相比,复合适当阻锈剂剂能显著降低混凝土的56d氯离子扩散系数,使56d氯离子扩散系数由8.1×10-14m2/s降到3.3×10-14m2/s,抗渗性能明显提高。合成的聚羧酸减水剂生产成本为6800元/t,加上人工费与机器折旧费,总成本约7000元/t。与市场价格8000元/t相比,每吨利润1000元,有一定的价格优势。该产品综合性能稳定,达到国外同类产品水平,可以广泛应用于混凝土行业,具有广阔的市场前景。自制的钼酸盐阻锈剂价格低、掺量低,可以节约混凝土成本,产生可观的经济效益。并且,钼酸盐阻锈剂是一种无污染的绿色阻锈剂,具有巨大的推广价值,可广泛应用于土木工程建设。本文所取得的研究结果对提高聚羧酸系高效减水剂的复配及工程应用水平、降低复合外加剂的成本具有一定的指导作用。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 混凝土外加剂的发展史及分类  10-13
  1.2 混凝土外加剂的发展趋势  13-14
  1.3 减水剂应用于混凝土的重要意义  14-15
  1.4 减水剂的研究及应用现状  15-16
  1.5 阻锈剂的研究及应用现状  16-19
  1.6 课题研究的主要内容  19-20
第2章 试验原料、方法与仪器  20-28
  2.1 原料  20-23
  2.2 方法  23-26
  2.3 仪器  26-28
第3章 聚羧酸减水剂的合成与性能研究  28-42
  3.1 共聚原理  28
  3.2 合成方法  28-29
  3.3 装置和工艺流程  29-31
  3.4 结果与讨论  31-35
  3.5 聚羧酸减水剂的性能研究  35-40
  3.6 本章小结  40-42
第4章 混凝土阻锈剂的配制与性能研究  42-48
  4.1 阻锈剂的配制  42
  4.2 混凝土中钢筋的腐蚀机理  42-43
  4.3 钼酸盐系阻锈剂阻锈机理分析  43
  4.4 干湿冷热循环试验  43-44
  4.5 模拟液中阻锈剂阻锈性能验证试验  44-45
  4.6 对砂浆强度的影响  45-46
  4.7 对混凝土和易性、抗压强度的影响  46-47
  4.8 本章小结  47-48
第5章 阻锈剂与减水剂的复合试验研究  48-54
  5.1 对水泥净浆影响  48
  5.2 对砂浆强度的影响  48-50
  5.3 对混凝土性能的影响  50-53
  5.4 本章小结  53-54
第6章 工业化可行性分析  54-56
  6.1 减水剂的工业化可行性分析  54-55
  6.2 阻锈剂的工业化可行性分析  55-56
第7章 结论与展望  56-58
参考文献  58-62
后记  62-63
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况  63

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品 > 一般性问题 > 原料及辅助物料 > 外加剂
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