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论文依托国家973项目(2009CB623201)子课题“现代混凝土胶凝浆体微观结构形成机理”,针对水泥、Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、超细矿粉、硅灰的物化性能的差异与减水剂分子结构的多样性,通过系统研究不同减水剂掺量、吸附时间、温度、颗粒粒度、pH等因素对减水剂吸附量及浆体流变性的影响规律,建立了胶凝材料物理化学性能、减水剂吸附量、浆体流变性能之间的关系,提出了通过减水剂分子结构设计优化吸附历程及浆体流变性的调控方法,并建立了减水剂的吸附与流变模型,为聚羧酸减水剂分子结构设计、性能优化奠定基础。取得的研究成果为:1.胶凝材料与高效减水剂的吸附作用研究(1)胶凝材料对不同类型的高效减水剂的吸附量均随减水剂掺量增加而增大;(2)不同类型胶凝材料对不同类型减水剂的吸附量大小存在差异,具体而言,对聚羧酸减水剂的饱和吸附量顺序为硅灰>水泥>超细矿粉>Ⅰ级粉煤灰>Ⅱ级粉煤灰;对PNS的饱和吸附量顺序为超细矿粉>水泥>Ⅰ级粉煤灰>Ⅱ级粉煤灰>硅灰;(3)水泥对减水剂的5min吸附量均随温度升高而增大,随水泥粒度减小而增大;特别的,超细矿粉对减水剂的吸附量随pH增大而增大;(4)通过同时使用两种聚羧酸减水剂可以调节水泥对减水剂的吸附历程,从而实现分散性和分散保持性到达使用要求。2.“减水剂-胶凝体系”浆体流变性能研究(1)KH-5的饱和掺量点为0.115%,PNS的饱和掺量点为0.65%;保坍型KH-B1的净浆出现“过流化”现象,以1h作为其流变性能的参考时间,饱和掺量点为0.125%。双掺KH-5和KH-B1的初始流动度、1h和2h流动度介于单掺KH-5单掺KH-B1之间。(2)“减水剂-复合胶凝体系”浆体流变性能与矿物掺合料的物化性能和掺量、胶凝材料对减水剂的吸附等因素相关。(3)水泥净浆的流变性能基本满足Bingham模型,随着高效减水剂掺量增大,净浆黏度和屈服应力均下降;将矿物掺合料以10%掺量加入到水泥浆体中,能较好地满足Bingham模型。(4)随着减水剂吸附量增大,复合胶凝体系浆体流动度逐渐增大,黏度和屈服应力逐渐减小。3.减水剂的作用机理与吸附模型研究(1)萘系减水剂的分散性主要是通过静电斥力作用来实现的,吸附形态在水化过程中的转变是掺萘系减水剂流动度经时损失大主要原因。(2)KH-5和KH-B1的分散性主要通过空间位阻效应来实现。(3)KH-B1中的酯基在水泥水化营造的高碱性环境下水解,使净浆流动度增加,表现出“过流化”现象。