聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)及緩凝組分對C3A-石膏體系吸附行為及水化行為的影響.pdf

1、本論文依托國家973項目（2009CB623201）子課題“現(xiàn)代混凝土膠凝漿體微觀結(jié)構(gòu)形成機理”，通過測定C3A-CaSO4?2H2O體系對聚羧酸減水劑分子的吸附量、二元體系的水化熱，并結(jié)合XRD、SEM等測試手段，系統(tǒng)的研究了聚羧酸分子結(jié)構(gòu)對C3A-CaSO4?2H2O體系吸附量及水化歷程的影響規(guī)律以及三種調(diào)凝組分（三聚磷酸鈉（STPP）、硼砂（BS）和硫酸鈉（Na2SO4））對C3A-CaSO4?2H2O體系吸附量及水化歷程的影響及

2、其作用機理，并建立相關(guān)吸附模型。本文具體內(nèi)容如下：
　　1.研究了聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)對C3A-CaSO4?2H2O體系吸附行為及水化歷程的影響規(guī)律
　　聚羧酸減水劑對于C3A-CaSO4?2H2O體系水化反應(yīng)的調(diào)控與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。隨著聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)中羧基（-COOH）的增加、酯基（-COOR）的減少，體系對聚羧酸減水劑的吸附量逐漸增加，體系的第一、第二放熱峰的延遲和寬化效應(yīng)逐漸增強，水化反應(yīng)的延緩效應(yīng)也逐漸增強。隨

3、著聚羧酸減水劑溶液濃度的增加，體系吸附量逐漸增加，在溶液濃度達到1.0％左右時，體系逐漸達到吸附飽和狀態(tài)。隨著液相溫度的升高，體系的吸附量也隨之增加：環(huán)境溫度從5℃升高到45℃時，體系吸附量增加依次為49.6％、37.8％、26.9％，37.5％、19.2％、30.3％。
　　2.研究了聚羧酸減水劑與緩凝組分協(xié)同作用對C3A-CaSO4?2H2O體系吸附行為及水化調(diào)控機理
　　聚羧酸減水劑與緩凝劑之間存在競爭吸附：緩凝劑會降

4、低聚羧酸減水劑在C3A-CaSO4?2H2O體系中的吸附量，如當(dāng)緩凝劑的摻量達到0.05％時，體系吸附量就急劇下降：摻加0.05％STPP時，六種聚羧酸減水劑吸附量依次降低39.6％、54.3％、55.0％、47.0％、46.6％、50.4％；摻加0.05％BS時，六種聚羧酸減水劑吸附量依次降低33.6％、28.7％、48.5％、114.0％、43.4％、156.4％；摻加0.05％Na2SO4時，六種減水劑的吸附量依次減少了56.1％

5、、55.0％、44.6％、37.7％、40.9％、31.9％。三種緩凝組分對聚羧酸減水劑吸附量的影響程度依次為：Na2SO4＞STPP＞BS；緩凝組分對C3A-CaSO4·2H2O體系的水化放熱曲線的延緩和寬化的作用強弱依次為：STPP＞BS＞Na2SO4。在水化反應(yīng)的初期，緩凝組分的摻入對水化反應(yīng)進程影響不大，其中摻入Na2SO4會一定程度的促進早期鈣礬石的生成。
　　3.建立了聚羧酸減水劑以及聚羧酸和緩凝劑協(xié)同作用的吸附模型，

6、并闡述了聚羧酸減水劑及聚羧酸和緩凝劑協(xié)同作用的機理：
　　STPP、BS、Na2SO4這三種外加劑對體系吸附行為影響的機理各不相同。緩凝組分均會與聚羧酸減水劑在C3A顆粒表面形成競爭吸附：三聚磷酸鈉與溶液中的Ca2+反應(yīng)生成的絡(luò)合物具有較強的負電性，很容易吸附到C3A顆粒的表面；硼酸分子則與溶液中的鈣離子形成硼酸鈣絡(luò)合物，并在顆粒表面形成一層包覆層；SO42-由于其電負性要比羧基強，會優(yōu)先于羧基吸附在C3A顆粒表面，并迅速反應(yīng)生成