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《季銨鹽型抗泥劑的合成及其性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、材料研究與應(yīng)用廣東建材2016年第2期季銨鹽型抗泥劑的合成及其性能研究1前言黎錦霞·張煒·梁曉彤·林震2(1廣東復(fù)特新型材料科技有限公司;2廣東新業(yè)混凝土有限公司)【摘要】采用1,2一二溴乙烷和四甲基7,--胺為原料制備出一種季銨鹽晶體抗泥劑,其最佳反應(yīng)條件:反應(yīng)溫度70"C,反應(yīng)時間8h。所制備季銨鹽晶體抗泥劑能提高減水劑的適應(yīng)性,增加混凝土流動性,抑制坍落度損失,混凝土強(qiáng)度提高1MPa左右,對膨潤土的吸附具有較佳的抑制作用,其最佳摻量為0。04%?!娟P(guān)鍵詞】抗泥劑:季銨鹽;聚羧酸系高性能減水劑;混凝土隨著混凝土工業(yè)的迅速發(fā)展,大量天然的砂石已經(jīng)消耗殆盡,還由于各種材料條件限制,各
2、地的砂石資源逐漸劣質(zhì)化,特別是大中城市有很多的高含泥砂和尾礦砂以及二者的混合砂。聚羧酸減水劑在粘土中具有強(qiáng)烈的吸附趨向,對骨料中的泥土非常敏感,對混凝土的運輸、工作性能和強(qiáng)度都帶來很大的影響,是目前面臨的技術(shù)難題[卜43。砂石材料中的泥主要為蒙脫石土和高嶺土,具有較高的比表面積和層狀結(jié)構(gòu),使其優(yōu)先于水泥吸附減水劑和自由水,從而導(dǎo)致混凝土的坍落度損失大、流變性差、耐久性和強(qiáng)度下降等問題晦~7]。目前國內(nèi)也有抗泥劑及抗泥型減水劑的相關(guān)研究[8--ao],在一定程度上解決了混凝土因含泥量過高而導(dǎo)致性能變差的問題,對季銨鹽晶體抗泥劑的相關(guān)研究較少。本文根據(jù)泥土對外加劑吸附機(jī)理制備季銨鹽晶體抗
3、泥劑,工藝簡單,使用方便,適用于高含泥骨料,能夠有效減少粘土與外加劑競爭吸附。2實驗部分2.1實驗原料1,2一二溴乙烷,分析純:四甲基乙二胺,分析純:乙醇,分析純。鈉基膨潤土,湖北中非膨潤土有限公司;FT-S3高減水型聚羧酸系高性能減水劑(40%)、FT-S2標(biāo)準(zhǔn)型聚羧酸系高性能減水劑(40%)、FT—I低標(biāo)號聚羧酸系高性能減水泵送劑(10%),廣東復(fù)特新型材料科技有限公司;華潤PIl42.5R水泥,$95級礦粉、II級粉煤灰,廣東新澤建筑材料有限公司;河砂,含泥量l%,細(xì)度模數(shù)2.5;石子,花崗巖,含泥量0.8%,2~25連續(xù)級配。2.2實驗儀器一18一恒溫水浴鍋、四口燒瓶、溫度計
4、、球形冷凝管、攪拌器、抽濾瓶、布氏漏斗、水循環(huán)真空泵、烘箱、水泥凈漿攪拌機(jī)等。2.3實驗步驟在帶冷凝管的四口燒瓶中加入計量的50%乙醇溶液(溶劑占70%),并置于水浴鍋中加熱,往四口燒瓶中按一定摩爾比例加入1,2一二溴乙烷和四甲基乙二胺并持續(xù)攪拌,反應(yīng)設(shè)定時間后,將所得產(chǎn)物用布氏漏斗抽濾分離,用乙醇清洗數(shù)遍,得出白色晶體。將白色晶體放入蒸發(fā)皿,放置鼓風(fēng)烘箱中60℃下干燥約2h。最后裝瓶得季銨鹽l(N晶體。2.4性能檢測2.4.1凈漿測試抗泥劑I(N按照外摻法(占膠凝材料質(zhì)量的百分比)加入減水劑母液中,凈漿測試按照國標(biāo)GB/T8077~2012《混凝士外加劑勻質(zhì)性試驗方法》進(jìn)行,鈉基膨
5、潤土按內(nèi)摻法取代相應(yīng)質(zhì)量的水泥,水泥凈漿測試條件見表l:表1.水泥凈冀己涮試條件水泥/g水/gFT—S3、FT—S2/g膨潤土/gKN/g297681.530.122.4.2混凝土性能測試混凝土性能測試參照國標(biāo)GB/8076—2008《混凝土外加劑》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,混凝土配合比見表2:表2曲啊瞳土
6、0準(zhǔn)葺£合比3結(jié)果與討論3.1合成條件的優(yōu)化廣東建材2016年第2期材料研究與應(yīng)用3.1.1反應(yīng)溫度對凈漿流動度的影響以濃度為50%的乙醇與水為混合溶劑,溶劑占反應(yīng)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%,1,2一二溴乙烷和四甲基乙二胺按照特定的摩爾比例,反應(yīng)時間為8h,考察反應(yīng)溫度對凈漿流動度的影響。將
7、合成得出的KN摻入到FT—S3高減水型減水劑中,并進(jìn)行水泥凈漿測試,測試條件參照表1。由圖1可見:水泥凈漿初始流動度隨著KN反應(yīng)溫度的升高而逐漸增大。反應(yīng)溫度在50℃時,水泥凈漿初始流動度只有120mm,1h后流動度只有60mm;溫度到70℃時,則達(dá)到273mm;lh后流動度為238mm;繼續(xù)升高溫度,則流動度趨向平穩(wěn)。所以,溫度的提高有助于KN的合成,適宜的反應(yīng)溫度為70℃。度壓噩崖‘0)圖1反應(yīng)溫度對凈漿流動度的影響3.1.2反應(yīng)時間對凈漿流動度的影響以濃度為50%的乙醇與水為混合溶劑,溶劑占反應(yīng)體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%,1,2一二溴乙烷和四甲基乙二胺按照特定的摩爾Lift0,選
8、定反應(yīng)溫度為70。C,考察反應(yīng)時間對凈漿流動度的影響。將合成得出的KN摻入到FT—S3高減水型減水劑中,并進(jìn)行水泥凈漿測試,測試條件參照表l。由圖2可見:水泥凈漿初始流動度隨著KN反應(yīng)時間的增加而逐漸增大。反應(yīng)時間在4h時,水泥凈漿初始流動度只有168mm,反應(yīng)時間為8h時,則達(dá)到270mm:反應(yīng)時間繼續(xù)增加,流動度趨向平穩(wěn)。因此,反應(yīng)時間增長有助于KN的合成,適宜的反應(yīng)時間為8h。圖2反應(yīng)時間對凈漿流動度的影響3.2抗泥效果的性能評價3.2.1膨潤土摻量