本文關(guān)鍵詞：聚合物表面接枝改性機(jī)制砂及其在混凝土中的應(yīng)用

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【摘要】：隨著建筑用河砂需求量的增加及河砂開采的限制,機(jī)制砂因具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保的作用將成為河砂的有效替代品。機(jī)制砂是一種混凝土理想的細(xì)骨料,然而目前機(jī)制砂應(yīng)用在混凝土中會(huì)減小混凝土的流動(dòng)性,增加需水量,導(dǎo)致混凝土容易出現(xiàn)較大地自收縮和脆性骨折,極大的影響混凝土的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。近年來(lái),無(wú)機(jī)粒子與聚合物通過(guò)化學(xué)鍵相結(jié)合進(jìn)行表面修飾取得了快速發(fā)展。在這里,機(jī)制砂粒子通過(guò)聚合物進(jìn)行修飾,減弱機(jī)制砂粒子對(duì)混凝土流動(dòng)性及需水量的影響,從而改善工作性和提高抗折強(qiáng)度。機(jī)制砂粒子通過(guò)化學(xué)鍵與高分子進(jìn)行鍵合,使得機(jī)制砂粒子與混凝土漿體之間的界面結(jié)合力增強(qiáng)。主要的研究?jī)?nèi)容如下：(1)首先使用氫氧化鈉溶液在機(jī)制砂表面進(jìn)行羥基化處理,然后通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑KH-570對(duì)羥基化后的機(jī)制砂進(jìn)行偶聯(lián)改性得到偶聯(lián)改性的機(jī)制砂(AS-MPS),被偶聯(lián)改性的機(jī)制砂粒子通過(guò)傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)、熱重分析(TGA)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：硅烷偶聯(lián)劑KH-570成功的接枝在機(jī)制砂的表面。(2)偶聯(lián)劑KH-570接枝在機(jī)制砂上后,與丙烯酸、烯丙基聚乙二醇(APEG)進(jìn)行共聚合,得到一種新的機(jī)制砂復(fù)合材料即聚羧酸減水劑改性機(jī)制砂(AS-MPS-PS)。傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、凝膠滲透色譜儀(GPC)、熱失重分析儀(TGA)、掃描電鏡(SEM)被用來(lái)表征改性機(jī)制砂復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、分子量、接枝量以及產(chǎn)品的其他性能。改性機(jī)制砂復(fù)合材料的工作性能和機(jī)械性能通過(guò)混凝土實(shí)驗(yàn)和水泥靜漿實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。研究發(fā)現(xiàn),改性機(jī)制砂加入到砂漿中,可以顯著提高砂漿的流動(dòng)性,混凝土強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)改性機(jī)制砂的摻量從0%增加到100%時(shí),混凝土的抗折和抗壓強(qiáng)度有很大提高。(3)通過(guò)丙烯酸與蔗糖的酯化反應(yīng)制得了丙烯酸蔗糖酯,然后與丙烯酸一起通過(guò)自由基聚合反應(yīng)接枝在機(jī)制砂粒子的表面得到聚丙烯酸蔗糖酯改性的機(jī)制砂。傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、熱失重分析儀(TGA)被用來(lái)表征復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、分子量、接枝量以及產(chǎn)品的其他性能。改性機(jī)制砂復(fù)合材料的工作性能和物理特性通過(guò)混凝土實(shí)驗(yàn)和砂漿流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)來(lái)完成。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用改性后的機(jī)制砂應(yīng)用在混凝土中,混凝土保塌能力得到顯著提高,并且抗壓和抗折強(qiáng)度也有較大的增加。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)制砂 砂漿 混凝土 抗折強(qiáng)度 接枝
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU528;O631
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-27
• 1.1 超細(xì)粉體的表面改性16-19
• 1.1.1 超細(xì)粉體表面改性的目的及作用16
• 1.1.2 超細(xì)粉體的表面物理吸附改性16-17
• 1.1.3 超細(xì)粉體的表面化學(xué)接枝改性17-19
• 1.2 硅烷偶聯(lián)劑19-22
• 1.2.1 硅烷偶聯(lián)劑的作用機(jī)理19-20
• 1.2.2 硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用20-21
• 1.2.3 硅烷偶聯(lián)劑的選擇21-22
• 1.3 機(jī)制砂的應(yīng)用現(xiàn)狀22-25
• 1.3.1 機(jī)制砂石粉含量對(duì)混凝土的影響22
• 1.3.2 機(jī)制砂級(jí)配對(duì)混凝土的影響22-23
• 1.3.3 聚羧酸減水劑對(duì)機(jī)制砂混凝土工作性能的影響23-24
• 1.3.4 纖維增強(qiáng)混凝土24-25
• 1.4 課題的提出與主要研究?jī)?nèi)容25-27
• 1.4.1 課題的提出25-26
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容26-27
• 第二章 KH-570改性機(jī)制砂的制備27-37
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備28
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料28
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)步驟28-31
• 2.3.1 機(jī)制砂的預(yù)處理28-29
• 2.3.2 機(jī)制砂的羥基化29
• 2.3.3 滴定法測(cè)機(jī)制砂表面羥基數(shù)29-30
• 2.3.4 羥基化機(jī)制砂與偶聯(lián)劑反應(yīng)30-31
• 2.4 結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試31-32
• 2.4.1 傅里葉紅外光譜測(cè)試31
• 2.4.2 X射線衍射(XRD)測(cè)試31
• 2.4.3 熱失重分析(TGA)測(cè)試31
• 2.4.4 X-射線光電子能譜(XPS)測(cè)試31-32
• 2.5 結(jié)果與討論32-36
• 2.5.1 反應(yīng)條件對(duì)偶聯(lián)效率的影響32-34
• 2.5.2 偶聯(lián)機(jī)制砂的紅外吸收光譜分析34-35
• 2.5.3 偶聯(lián)機(jī)制砂的X射線光電子能譜分析35-36
• 2.5.4 偶聯(lián)機(jī)制砂的X射線衍射分析36
• 2.6 結(jié)論36-37
• 第三章 聚羧酸減水劑表面接枝改性機(jī)制砂及其在混凝土中的應(yīng)用37-47
• 3.1 引言37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備37-38
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料37-38
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備38
• 3.3 實(shí)驗(yàn)步驟38-39
• 3.3.1 聚羧酸減水劑接枝機(jī)制砂的合成38-39
• 3.3.2 將聚合物從機(jī)制砂微粒表面劈裂下來(lái)39
• 3.4 結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試39-40
• 3.4.1 傅里葉紅外光譜測(cè)試39-40
• 3.4.2 熱失重分析(TGA)測(cè)試40
• 3.4.3 凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試40
• 3.4.4 砂漿流動(dòng)度測(cè)試40
• 3.4.5 混凝土抗壓和抗折強(qiáng)度測(cè)試40
• 3.5 結(jié)果與討論40-45
• 3.5.1 聚羧酸減水劑改性機(jī)制砂的紅外吸收光譜分析40-41
• 3.5.2 聚羧酸減水劑改性機(jī)制砂的凝膠滲透色譜分析41-42
• 3.5.3 聚羧酸減水劑改性機(jī)制砂的熱失重分析42
• 3.5.4 聚羧酸減水劑改性機(jī)制砂的SEM分析42-43
• 3.5.5 聚羧酸減水劑改性機(jī)制砂的砂漿流動(dòng)度研究43-44
• 3.5.6 聚羧酸減水劑改性機(jī)制砂的抗壓強(qiáng)度研究44-45
• 3.5.7 聚羧酸減水劑改性機(jī)制砂的抗折強(qiáng)度研究45
• 3.6 結(jié)論45-47
• 第四章 丙烯酸蔗糖酯表面接枝改性機(jī)制砂及其在混凝土中的應(yīng)用47-57
• 4.1 引言47-48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備48-49
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料48
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備48-49
• 4.3 實(shí)驗(yàn)步驟49-50
• 4.3.1 丙烯酸蔗糖酯的合成49
• 4.3.2 丙烯酸蔗糖酯改性機(jī)制砂的合成49-50
• 4.4 結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試50-51
• 4.4.1 傅里葉紅外光譜測(cè)試50
• 4.4.2 熱失重分析(TGA)測(cè)試50
• 4.4.3 凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試50
• 4.4.4 砂漿流動(dòng)度測(cè)試50
• 4.4.5 混凝土抗壓和抗折強(qiáng)度測(cè)試50-51
• 4.5 結(jié)果與討論51-55
• 4.5.1 紅外吸收光譜分析51-52
• 4.5.2 熱失重分析52-53
• 4.5.3 砂漿流動(dòng)度研究53-54
• 4.5.4 混凝土強(qiáng)度研究54-55
• 4.6 結(jié)論55-57
• 第五章 總結(jié)57-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況64
• 1) 參加的學(xué)術(shù)交流與科研項(xiàng)目64
• 2) 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文(含專利和軟件著作權(quán))64

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