改性醇胺类外加剂对水泥性能影响研究

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鉴于传统助磨剂醇胺类物质价格较高和目前混凝土外加剂早强组分对耐久性的负面影响,本文在研究乙醇胺类和市售改性醇胺类物质对硅酸盐水泥性能影响的基础上,对乙醇胺类物质进行改性,旨在开发新型改性醇胺应用于水泥混凝土中,以期实现节能降耗和改善水泥混凝土性能的目的。研究首先选常用醇胺类物质用于对水泥性能进行分析,然后选用不同的改性剂,试验合成了四种改性醇胺,得到最佳合成工艺,并研究了其对水泥性能影响。试验通过力学性能、颗粒分布、物理性能等宏观检测方法以及红外光谱、XRD、SEM和水化热等微观测试技术,对其作用效果和机理进行探讨,实验结果显示:1.MEA与DEA对水泥凝结时间影响规律与TEA相似,即随着掺量的增加,水泥凝结时间先缩短后延长,掺量继续增大将导致速凝,当MEA与DEA掺量为0.04%时,其初凝和终凝分别缩短了24.3%、25.7%和10.1%、14.3%;掺量均为0.08%时,3d抗压强度分别提高27.2%、17.6%,比表面积分别提高44.6%、57.5%,表明其具有良好的促进水泥早强和助磨作用。2.EDIPA、DEIPA、THEED和HEDTA掺量分别为0.01%、0.02%、0.02%和0.02%时,3d和28d强度增长率分别为7.1%、16.8%、18.9%、20.2%和6.9%、18.7%、11.5%、9.8%,表明HEDTA和DEIPA对提高早强和后强效果显著;在上述的掺量下,THEED缩短凝结时间最显著,初凝和终凝各缩短了5.3%和5.8%,DEIPA延长凝结时间最明显,初凝和终凝分别延长了14.5%和13.8%;且DEIPA助磨效果最显著,其45μm筛余、休止角分别下降了47.8%和13.5%,比表面积提高了15.0%。3.改性醇胺A、B最佳合成温度、催化剂用量、时间分别为115℃、1.6%、4h和105℃、1.6%、4.5h;原料的摩尔比不同得到的产物不同,改性醇胺C和D的最佳摩尔比分别为1:1和2:1。4.改性醇胺A、B、C和D的最佳掺量分别为0.01%、0.02%、0.01%和0.02%,其3d和28d强度增长率分别为18.2%、15.2%、16.8%、18.0%和31.5%、9.7%、14.1%、18.8%,表明改性醇胺A的增强效果最显著;结合水含量和放热总量较空白高,且硬化浆体3d的矿物组成和形貌分析显示,早期AFt和CH衍射峰较空白高,后期水化产物多且更致密,表明四种改性醇胺均能促进C3A和C3S水化;在上述掺量下,改性醇胺C、D分别对凝结时间和比表面积影响显著,其中,改性醇胺C缩短初、终凝时间分别为10.5%和6.9%,改性醇胺D提高比表面积为17.7%;改性醇胺B有较好的助磨和优化颗粒级配作用,45μm筛余和休止角分别下降了39.1%和13.5%,且3-32μm水泥颗粒含量最高。5.实验室四种改性醇胺与减水剂的适应性良好。
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