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水泥单矿物对超塑化剂吸附机理的研究

赵军锋  
【摘要】:本论文从硅酸盐水泥四种单矿物(C3S、β-C2S、C3A、C4AF)的烧制及其对萘系UNF-5、氨基磺酸盐系AS、脂肪族系FAS、丙烯酸接枝共聚物系PC 四种超塑化剂的吸附测试入手,结合四种超塑化剂的分子量、红外、表面张力及四种单矿物在有无超塑化剂情况下的表面电位等一系列分析测试,探索了四种单矿物对不同超塑化剂的吸附机理。 研究结果表明:硅酸盐水泥中的四种单矿物水化后表面电性不同,即硅酸盐单矿物(C3S、β-C2S)呈负电性,而铝酸盐单矿物(C3A、C4AF)呈正电性。在“矿物-水-超塑化剂”体系中,硅酸盐单矿物(C3S、β-C2S)对超塑化剂进行吸附时,起吸附作用的主要是硅酸盐单矿物(C3S、β-C2S)本身;而铝酸盐单矿物(C3A、C4AF)对超塑化剂进行吸附时,在体系中起吸附作用的主要是铝酸盐单矿物(C3A、C4AF)的水化产物。硅酸盐单矿物(C3S、β-C2S)对四种超塑化剂吸附时,吸附量同颗粒细度有关,随着颗粒比表面积的增大,吸附量呈增大的趋势;而铝酸盐单矿物(C3A、C4AF)对四种超塑化剂吸附时,颗粒细度对吸附量的影响不大。同时,吸附量也与单矿物本身的性质和超塑化剂的种类有关。不同单矿物对同种超塑化剂进行吸附时,吸附量大小基本呈现如下规律:C3AC4AFC3Sβ-C2S。同种单矿物对不同超塑化剂进行吸附时,吸附量不同,表现为对超塑化剂FAS、UNF-5 的吸附量最大,对超塑化剂PC 的吸附量最小,对超塑化剂AS 的吸附量居中。超塑化剂FAS、UNF-5 在颗粒或水化产物上以棒状平躺型吸附方式吸附在颗粒表面,对颗粒的分散主要以静电斥力为主;超塑化剂PC 以非均匀链段吸附方式吸附在颗粒表面,分散作用主要以空间位阻为主;而超塑化剂AS 以线圈及尾状吸附方式吸附在颗粒表面,主要以静电斥力和空间位阻的共同作用对颗粒进行分散。


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