【摘要】：聚羧酸減水劑作為高性能混凝土中的一種重要組分，因其具有低摻量、高減水率、強(qiáng)分散力、和易性好、分子結(jié)構(gòu)可變性強(qiáng)、綠色環(huán)保等優(yōu)良性能，近幾十年來(lái)發(fā)展迅速。但是試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐一致表明，集料中的泥對(duì)聚羧酸減水劑的減水分散性能有一定的負(fù)面影響，其中泥的各種單粘土礦物對(duì)其影響差異較大。 現(xiàn)有研究大多關(guān)注的是不同地區(qū)的泥或是不同粒徑的泥對(duì)摻聚羧酸減水劑混凝土工作性能或力學(xué)性能的影響。本文則從粘土的角度出發(fā)，重點(diǎn)研究泥中所含的不同粘土對(duì)聚羧酸減水劑分散性能的影響并結(jié)合各種粘土的不同物理化學(xué)性質(zhì)探究了其影響機(jī)理，探明了粘土中影響其分散性能的主要成分；并且從層間吸附的角度進(jìn)行了解釋，對(duì)研發(fā)具有屏蔽泥對(duì)聚羧酸減水劑負(fù)面作用的助劑具有較高的參考價(jià)值。 選取蒙脫土、伊利土、高嶺土，其中蒙脫土又根據(jù)層間陽(yáng)離子不同選取了鈣基蒙脫土和鈉基蒙脫土作為研究對(duì)象，從不同粘土對(duì)摻聚羧酸減水劑水泥凈漿流動(dòng)度的角度來(lái)研究不同粘土對(duì)聚羧酸減水劑分散性的影響差異。結(jié)果表明，兩種蒙脫土摻量為1%時(shí)就會(huì)使聚羧酸減水劑水泥凈漿流動(dòng)度急速下降，而伊利土和高嶺土則對(duì)摻聚羧酸減水劑水泥凈漿流動(dòng)度影響較小，建議在選擇集料時(shí)，應(yīng)該不單考慮集料表面的含泥量，而是從泥中所含的粘土礦物角度來(lái)控制集料質(zhì)量。 從鈣基蒙脫土、鈉基蒙脫土、伊利土、高嶺土的電性質(zhì)、吸水性質(zhì)和吸附高分子的特性出發(fā)研究了粘土對(duì)聚羧酸減水劑分散性能影響機(jī)理。試驗(yàn)得出：粘土的存在并不會(huì)對(duì)減水劑溶液中水泥顆粒表面的電性質(zhì)產(chǎn)生影響，即粘土對(duì)體系中的靜電斥力影響不大；但是在混凝土拌合過(guò)程中，各種粘土礦物均吸附了一定量的水，其中鈉基蒙脫土的吸附量最大。但是通過(guò)研究飽和吸水之后的粘土對(duì)聚羧酸減水劑水泥凈漿流動(dòng)度的影響規(guī)律發(fā)現(xiàn)，粘土的吸水性質(zhì)并不是其影響聚羧酸減水劑分散性能的最主要原因；所以試驗(yàn)又重點(diǎn)研究了各種粘土對(duì)聚羧酸減水劑的吸附特性，發(fā)現(xiàn)各種粘土對(duì)聚羧酸減水劑的吸附量存在較大差異，其中蒙脫土的吸附量是水泥顆粒的3倍，伊利土和高嶺土的吸附量與水泥相當(dāng)并略高。 采用差熱-熱重分析儀、紅外分光光度計(jì)和X射線小角度衍射儀分析了蒙脫土、伊利土、高嶺土對(duì)聚羧酸減水劑的吸附類型，發(fā)現(xiàn)在拌合過(guò)程中，聚羧酸減水劑吸附進(jìn)入了蒙脫土的層間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其吸附量增大，且吸附進(jìn)入層間的聚羧酸減水劑不能發(fā)揮減水分散作用。而伊利土和高嶺土并未將聚羧酸減水劑吸附進(jìn)入層間，，故吸附量較少，且吸附在其表面的聚羧酸減水劑依舊能夠發(fā)揮減水分散作用。由此發(fā)現(xiàn)，在研發(fā)具有屏蔽泥對(duì)聚羧酸減水劑分散作用負(fù)面效應(yīng)的助劑或新型減水劑時(shí)，應(yīng)充分考慮粘土的層間吸附作用。
【圖文】：

圖 1.2 酯類和醚類聚羧酸減水劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Fig 1.2 Chemical structure of polyester and polyether polycarboxylate superplasticizer圖1.1即聚羧酸減水劑的分子結(jié)構(gòu)模型,圖1.2分別為酯類聚羧酸減水劑和醚類聚羧酸減水劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。聚羧酸系減水劑的分子結(jié)構(gòu)呈梳狀，主鏈上接有許多個(gè)有一定長(zhǎng)度和剛度的側(cè)鏈。目前普遍認(rèn)為聚羧酸減水劑發(fā)揮分散性能的原因主要有兩方面：一是支鏈上的聚氧化乙烯基長(zhǎng)鏈[ 2 2 n-(O -C H -C H) -]，吸附在水泥顆粒的表面，形成親水性保護(hù)膜，游離于液相中起空間位阻作用，阻礙了水泥的

表 1.2 三種主要粘土礦物的化學(xué)組成Table 1.2 Three main chemical composition of the clay mineral物名稱 理論化學(xué)式 鋁脫石 (Al2Mg3)(Si4O10)(OH)2·nH2O 利石 (K,Na,Ca2)m(Al,Fe,Mg)4(Si,A1)8O20(OH)4·nH2O 嶺石 2A12O3·4SiO2·4H2O 表 1.2 可以看出，這三種粘土礦物的化學(xué)成分是不同的。蒙脫石具有含量和較低的氧化鋁含量。高嶺石具有較高的氧化鋁和較低的氧化中則含有較高的氧化鉀，粘土礦物的不同結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成決定了他存在一定的差異，下面對(duì)這三種粘土的各項(xiàng)性質(zhì)做詳細(xì)介紹。 蒙脫石(Montmorillonite)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU528.042.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2559064