功能化聚羧酸減水劑的合成及性能研究
發(fā)布時間:2021-04-27 23:21
減水劑是配制混凝土中不可或缺的組分之一,其中聚羧酸系減水劑是繼木質(zhì)素、萘系減水劑后的第三代減水劑,因為其具有摻量低、分散性能好、減水率高、應(yīng)用范圍廣、綠色環(huán)保、分子可調(diào)控等優(yōu)點,已成為目前配制高性能混凝土的首選外加劑。隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展,為了適應(yīng)混凝土高性能化的發(fā)展,開發(fā)系列高性能聚羧酸系減水劑具有重要意義。本文通過分子設(shè)計理念,研制合成了三種不同功能特征的聚羧酸高效減水劑,并研究了其應(yīng)用性能。本文首先以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG-2400)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羥乙酯(HEA)為合成單體,巰基丙酸(MPA)為鏈轉(zhuǎn)移劑,以雙氧水(H202)-抗壞血酸(Vc)氧化還原體系為引發(fā)劑,在低溫下合成出一種具有緩釋功能的聚羧酸高效減水劑。以水泥凈漿流動度為目標(biāo)參數(shù),考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、AA摻量、HEA摻量、MPA用量、引發(fā)劑用量等各單因素對該緩釋型聚羧酸減水劑性能的影響規(guī)律。采用正交實驗對合成工藝進(jìn)行優(yōu)化,得到最優(yōu)合成工藝配比。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了中試實驗,初始流動度達(dá)280mm、0.5h達(dá)302mm、1h達(dá)305 mm。使用傅里葉紅外(FTIR)和熱重分析(TGA)手段對產(chǎn)品進(jìn)行...
【文章來源】:南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 混凝土減水劑
1.2.1 混凝土減水劑的定義
1.2.2 混凝土減水劑作用
1.3 混凝土減水劑分類
1.3.1 木質(zhì)素磺酸鹽普通減水劑
1.3.2 萘系高效減水劑
1.3.3 聚羧酸系高性能減水劑
1.4 聚羧酸系混凝土減水劑
1.4.1 聚羧酸系減水劑的定義
1.4.2 聚羧酸系減水劑結(jié)構(gòu)特點
1.4.3 聚羧酸系減水劑的發(fā)展
1.4.4 聚羧酸系減水劑發(fā)展趨勢
1.4.5 聚羧酸系減水劑聚合方法
1.4.6 聚羧酸減水劑的作用機理
1.4.7 聚羧酸系減水劑功能化系列
1.5 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 實驗準(zhǔn)備與實驗方法
2.1 實驗部分
2.1.1 實驗原料
2.1.2 表征儀器
2.2 性能測試
2.2.1 固含量的測定
2.2.2 水泥凈漿流動度的測定
2.2.3 水泥凝結(jié)時間的測定
2.2.4 膠砂減水率的測定
2.2.5 混凝土抗壓強度的測定
第三章 緩釋型聚羧酸減水劑的合成及性能研究
3.1 引言
3.2 實驗過程介紹
3.2.1 實驗原料
3.2.2 實驗儀器
3.2.3 實驗原理
3.2.4 性能測試與結(jié)構(gòu)表征
3.3 緩釋型聚羧酸減水劑性能影響的單因素實驗
3.3.1 合成溫度對緩釋型聚羧酸減水劑性能的影響
3.3.2 丙烯酸(AA)摻量對緩釋型聚羧酸減水劑分散性能的影響
3.3.3 丙烯酸羥乙酯(HEA)摻量對緩釋型聚羧酸減水劑對分散性能的影響
3.3.4 巰基丙酸(MPA)用量對緩釋型聚羧酸減水劑對分散性能的影響
3.3.5 引發(fā)體系用量對緩釋型聚羧酸減水劑對分散性能的影響
3.3.6 氧化-還原劑質(zhì)量比對緩釋型聚羧酸減水劑分散性能的影響
3.3.7 反應(yīng)時間對緩釋型聚羧酸減水劑對分散性能的影響
3.4 緩釋型聚羧酸減水劑性能影響因素的正交實驗優(yōu)化
3.5 膠砂減水率
3.6 結(jié)構(gòu)表征與性能測試
3.6.1 紅外光譜分析
3.6.2 水化產(chǎn)物的熱分析
3.7 結(jié)論
第四章 緩釋早強型聚羧減水劑的合成及性能研究
4.1 引言
4.2 實驗過程介紹
4.2.1 主要原材料與實驗原材料
4.2.2 主要儀器設(shè)備
4.2.3 合成方法及合成路線
4.2.4 性能測試與結(jié)構(gòu)表征
4.3 緩釋早強型聚羧酸減水劑性能影響的單因素實驗
4.3.1 酸醚比對緩釋早強型聚羧減水劑的分散性能的影響
4.3.2 甲基丙烯磺酸鈉(SMAS)用量對緩釋早強型聚羧減水劑性能的影響
4.3.3 丙烯酸羥乙酯(HEA)用量對早強型聚羧減水劑的分散性能的影響
4.4 緩釋早強型與普通早強型聚羧酸減水劑性能比較
4.4.1 普通早強型聚羧酸減水劑的飽和點
4.4.2 緩釋早強型聚羧酸減水劑飽和點
4.4.3 普通早強型減水劑與緩釋早強型減水劑的綜合性能比較
4.5 緩釋早強型聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)表征
4.5.1 ~1H核磁共振光譜分析
4.5.2 XRD譜圖分析
4.6 結(jié)論
第五章 超早強聚羧酸減水劑的合成及性能研究
5.1 引言
5.2 實驗材料與方法
5.2.1 主要合成原料與儀器設(shè)備
5.2.2 超早強聚羧酸減水劑的制備
5.3 表征與性能測試
5.3.1 紅外表征(FTIR)
5.3.2 X射線衍射表征(XRD)
5.3.3 掃描電鏡(SEM)
5.3.4 熱分析(TG)
5.3.5 性能測試
5.4 超早強型聚羧酸減水劑性能影響的單因素實驗
5.4.1 甲基丙烯磺酸鈉(SMAS)摻量對早強型聚羧酸減水劑性能影響
5.4.2 丙烯酰胺(AM)摩爾取代量對早強型聚羧酸減水劑性能影響
5.4.3 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)摩爾取代量對早強型聚羧酸減水劑的性能影響
5.5 超早強型聚羧酸減水劑性能影響因素的正交實驗優(yōu)化
5.6 超早強型聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)表征
5.6.1 紅外光譜分析(FTIR)
5.6.2 X射線衍射表征(XRD)
5.6.3 水化產(chǎn)物熱分析(TGA)
5.6.4 掃描電鏡(SEM)
5.7 結(jié)論
第六章 聚羧酸高效減水劑的多元復(fù)配
6.1 引言
6.2 復(fù)配試劑及實驗方法
6.3 無機鹽類早強劑對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.3.1 硝酸鈣摻量對復(fù)配型早強聚羥酸減水劑的性能影響
6.3.2 甲酸鈣摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.3.3 硫氰酸鈉摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.4 有機醇胺類早強劑對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.4.1 三乙醇胺摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.4.2 三異丙醇胺摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.4.3 羥乙基乙二胺摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.5 結(jié)論
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間成果
致謝
本文編號:3164334
【文章來源】:南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 混凝土減水劑
1.2.1 混凝土減水劑的定義
1.2.2 混凝土減水劑作用
1.3 混凝土減水劑分類
1.3.1 木質(zhì)素磺酸鹽普通減水劑
1.3.2 萘系高效減水劑
1.3.3 聚羧酸系高性能減水劑
1.4 聚羧酸系混凝土減水劑
1.4.1 聚羧酸系減水劑的定義
1.4.2 聚羧酸系減水劑結(jié)構(gòu)特點
1.4.3 聚羧酸系減水劑的發(fā)展
1.4.4 聚羧酸系減水劑發(fā)展趨勢
1.4.5 聚羧酸系減水劑聚合方法
1.4.6 聚羧酸減水劑的作用機理
1.4.7 聚羧酸系減水劑功能化系列
1.5 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 實驗準(zhǔn)備與實驗方法
2.1 實驗部分
2.1.1 實驗原料
2.1.2 表征儀器
2.2 性能測試
2.2.1 固含量的測定
2.2.2 水泥凈漿流動度的測定
2.2.3 水泥凝結(jié)時間的測定
2.2.4 膠砂減水率的測定
2.2.5 混凝土抗壓強度的測定
第三章 緩釋型聚羧酸減水劑的合成及性能研究
3.1 引言
3.2 實驗過程介紹
3.2.1 實驗原料
3.2.2 實驗儀器
3.2.3 實驗原理
3.2.4 性能測試與結(jié)構(gòu)表征
3.3 緩釋型聚羧酸減水劑性能影響的單因素實驗
3.3.1 合成溫度對緩釋型聚羧酸減水劑性能的影響
3.3.2 丙烯酸(AA)摻量對緩釋型聚羧酸減水劑分散性能的影響
3.3.3 丙烯酸羥乙酯(HEA)摻量對緩釋型聚羧酸減水劑對分散性能的影響
3.3.4 巰基丙酸(MPA)用量對緩釋型聚羧酸減水劑對分散性能的影響
3.3.5 引發(fā)體系用量對緩釋型聚羧酸減水劑對分散性能的影響
3.3.6 氧化-還原劑質(zhì)量比對緩釋型聚羧酸減水劑分散性能的影響
3.3.7 反應(yīng)時間對緩釋型聚羧酸減水劑對分散性能的影響
3.4 緩釋型聚羧酸減水劑性能影響因素的正交實驗優(yōu)化
3.5 膠砂減水率
3.6 結(jié)構(gòu)表征與性能測試
3.6.1 紅外光譜分析
3.6.2 水化產(chǎn)物的熱分析
3.7 結(jié)論
第四章 緩釋早強型聚羧減水劑的合成及性能研究
4.1 引言
4.2 實驗過程介紹
4.2.1 主要原材料與實驗原材料
4.2.2 主要儀器設(shè)備
4.2.3 合成方法及合成路線
4.2.4 性能測試與結(jié)構(gòu)表征
4.3 緩釋早強型聚羧酸減水劑性能影響的單因素實驗
4.3.1 酸醚比對緩釋早強型聚羧減水劑的分散性能的影響
4.3.2 甲基丙烯磺酸鈉(SMAS)用量對緩釋早強型聚羧減水劑性能的影響
4.3.3 丙烯酸羥乙酯(HEA)用量對早強型聚羧減水劑的分散性能的影響
4.4 緩釋早強型與普通早強型聚羧酸減水劑性能比較
4.4.1 普通早強型聚羧酸減水劑的飽和點
4.4.2 緩釋早強型聚羧酸減水劑飽和點
4.4.3 普通早強型減水劑與緩釋早強型減水劑的綜合性能比較
4.5 緩釋早強型聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)表征
4.5.1 ~1H核磁共振光譜分析
4.5.2 XRD譜圖分析
4.6 結(jié)論
第五章 超早強聚羧酸減水劑的合成及性能研究
5.1 引言
5.2 實驗材料與方法
5.2.1 主要合成原料與儀器設(shè)備
5.2.2 超早強聚羧酸減水劑的制備
5.3 表征與性能測試
5.3.1 紅外表征(FTIR)
5.3.2 X射線衍射表征(XRD)
5.3.3 掃描電鏡(SEM)
5.3.4 熱分析(TG)
5.3.5 性能測試
5.4 超早強型聚羧酸減水劑性能影響的單因素實驗
5.4.1 甲基丙烯磺酸鈉(SMAS)摻量對早強型聚羧酸減水劑性能影響
5.4.2 丙烯酰胺(AM)摩爾取代量對早強型聚羧酸減水劑性能影響
5.4.3 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)摩爾取代量對早強型聚羧酸減水劑的性能影響
5.5 超早強型聚羧酸減水劑性能影響因素的正交實驗優(yōu)化
5.6 超早強型聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)表征
5.6.1 紅外光譜分析(FTIR)
5.6.2 X射線衍射表征(XRD)
5.6.3 水化產(chǎn)物熱分析(TGA)
5.6.4 掃描電鏡(SEM)
5.7 結(jié)論
第六章 聚羧酸高效減水劑的多元復(fù)配
6.1 引言
6.2 復(fù)配試劑及實驗方法
6.3 無機鹽類早強劑對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.3.1 硝酸鈣摻量對復(fù)配型早強聚羥酸減水劑的性能影響
6.3.2 甲酸鈣摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.3.3 硫氰酸鈉摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.4 有機醇胺類早強劑對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.4.1 三乙醇胺摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.4.2 三異丙醇胺摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.4.3 羥乙基乙二胺摻量對復(fù)配型早強聚羧酸減水劑的性能影響
6.5 結(jié)論
第七章 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間成果
致謝
本文編號:3164334
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