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为改善聚羧酸减水剂与矿物添加剂的相容性,以含有乙烯基的硅烷偶联剂:乙烯基三甲氧基硅烷(A171)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570),与二元聚羧酸减水剂(PCE)进行共聚,制备硅烷化共聚改性PCE。考察了硅烷改性PCE对水泥浆体、水泥-粉煤灰浆体、水泥-白炭黑浆体的流变行为的影响,研究了硅烷改性PCE对水泥浆体、水泥-粉煤灰浆体、水泥-白炭黑浆体水化过程的影响机制,对比并分析了对水泥硬化砂浆机械性能的影响规律。结果如下:(1)合成了KH570系列共聚改性聚羧酸减水剂(KH-PCE)。以特性粘度和红外光谱表征KH-PCE系列产品的分子量范围和化学组成。探讨链转移剂用量、反应时间对产品性能的影响,优化了合成实验条件。研究了KH-PCE对水泥浆流变性的影响规律,探讨并分析了KH-PCE对水泥水化初期影响机理和对硬化砂浆机械性能的影响规律,考察了KH-PCE在水泥-粉煤灰浆体中的应用性。结果表明:KPCE0.5和KPCE1具有较好的耐硫酸盐性,能提高水泥浆初始流动度,延长凝结时间,并能抑制水泥水化初期水化产物的生成,增强硬化水泥浆结构致密性,提高硬化砂浆抗压和抗折强度。但KH570在PCE中所占摩尔比过高时(KPCE1.5、KPCE2),在水泥浆中易因水解缩聚形成多聚体,对水泥浆性能产生不利影响。KPCE1应用于水泥-粉煤灰浆体中,显示了较好的吸附能力,能促进粉煤灰颗粒的分散效果,改善水泥-粉煤灰浆体初始流动度和凝结时间。对3天、7天水化产物中的化学结合水含量影响较小,但能增加28天水化产物中化学结合水的含量,促进煤灰参与水泥水化的反应程度。(2)合成了A171系列共聚改性聚羧酸减水剂(A-PCE)。以A-PCE的特性粘度和红外光谱分析结果为依据,优化了合成条件。考察了A-PCE对水泥净浆流变性的影响规律。探讨了A-PCE对硬化砂浆机械性能的影响,以及在水泥-白炭黑浆体中的应用性。结果表明:A-PCE能提高水泥浆凝结时间,减少经时流动度损失;SEM图显示,A-PCE能减小水泥水化产物尺寸,增加硬化水泥结构的致密性,并能提高硬化砂浆抗压和抗折强度。A-PCE应用于水泥-白炭黑浆体中,有效减小了水泥-白炭黑浆体经时流动度损失,增加水泥-白炭黑浆体3天、7天、28天水化产物的化学结合水含量,降低水化过程氢氧化钙的生成量,并能使水泥-白炭黑砂浆抗压和抗折强度有效提高。(3)将A171改性后的白炭黑,通过聚合反应引入聚羧酸减水剂分子结构中,制备ASPCE系列产品。探讨了ASPCE在水泥浆中的应用性能。ASPCE显著降低了水泥浆流动度、凝结时间,增强了硬化水泥结构致密性,提高了硬化砂浆机械性能。