聚羧酸系高性能减水剂—制备、性能与应用PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　聚羧酸系高性能减水剂的概念、地位与作用 1

1.1.1　聚羧酸系高性能减水剂的概念 1

1.1.2　聚羧酸系高性能减水剂的地位与作用 2

1.2　聚羧酸系高性能减水剂的发展历程 5

1.2.1 国际上聚羧酸减水剂的发展历程 5

1.2.2 中国聚羧酸系减水剂的发展过程 7

1.3　研究与应用的发展现状和发展趋势 9

1.3.1　生产技术现状 9

1.3.2　结构与性能关系和聚羧酸系减水剂分子结构的设计 10

1.3.3　聚羧酸系减水剂的作用机理 10

1.3.4　工程应用 11

1.3.5　聚羧酸系减水剂与混凝土原材料的相容性和应用技术 11

1.4　目前存在的问题与重要研究课题 12

1.4.1　原材料问题 12

1.4.2　技术力量相对薄弱 12

1.4.3　聚羧酸系减水剂与水泥的相容性问题 12

1.5　聚羧酸系高效减水剂的研究课题 12

本章参考文献 13

第2章　聚羧酸系高性能减水剂制备基础 15

2.1　高分子表面活性剂理论基础 15

2.1.1　表面活性剂 15

2.1.2　表面吸附现象 16

2.1.3　界面吸附的影响因素 19

2.1.4　胶束结构与性质 20

2.1.5　表面活性剂的溶解度 25

2.1.6　润湿和渗透 26

2.1.7　表面活性剂的HLB 27

2.1.8　起泡与消泡作用 30

2.2　高分子合成工艺方法 34

2.2.1 聚合物生产过程的特点 34

2.2.2　原材料的准备和精制 34

2.2.3 引发剂和催化剂 35

2.2.4　聚合物反应过程 36

2.2.5　聚合物生产中的分离过程 38

2.3　高分子表面活性剂的表征与检测 38

2.3.1 高分子表面活性剂 38

2.3.2　高分子表面活性剂的表征与检测 41

2.4　高分子材料结构与性能设计 54

2.4.1 高分子合成、结构与性能的关系 54

2.4.2　高分子微观结构 55

2.4.3　分子设计原理 58

2.4.4　聚合反应制备高分子表面活性剂 59

本章参考文献 60

第3章　水泥水化与减水剂应用基础 61

3.1　水泥各个单矿物的水化反应 63

3.1.1　硅酸三钙的水化 63

3.1.2　硅酸二钙的水化 65

3.1.3　铝酸三钙的水化 66

3.1.4　铁铝酸四钙的水化 67

3.2　硅酸盐水泥的水化 68

3.2.1　硅酸盐水泥的水化过程 68

3.2.2　硅酸盐水泥的水化速率 70

3.2.3　水泥水化速率的影响因素 72

3.3 “水泥-水-减水剂”系统的界面化学现象 73

3.3.1 减水剂与水泥的相互作用 73

3.3.2 高效减水剂在水泥颗粒上的吸附现象 75

3.3.3 高效减水剂分子在水泥颗粒上的吸附过程及吸附特征 75

3.3.4　高效减水剂在水泥颗粒表面的不均匀吸附 76

3.3.5 高效减水剂在水泥颗粒上的吸附方式 77

3.3.6　吸附量及其影响因素 77

3.3.7　吸附量-分散性-流变性的关系 78

3.3.8 高效减水剂对水泥颗粒表面电位影响及其分散作用 79

3.3.9 高效减水剂对水化产物形貌的影响 80

3.4　新拌水泥混凝土流变学 80

3.4.1 新拌水泥浆体的流变模型和流变参数测定 80

3.4.2　水泥净浆流动度测定的流变学分析 85

3.4.3 水泥净浆与混凝土流变学的联系与区别 86

本章参考文献 86

第4章　聚羧酸高性能减水剂的制备 90

4.1　聚羧酸系高性能减水剂的合成方法 90

4.2　聚羧酸系减水剂的种类 93

4.3　聚酯类减水剂的制备 97

4.3.1 直接酯化法制备大单体 97

4.3.2　酯交换方法制备大单体 118

4.4　聚羧酸系减水剂的聚合反应 123

4.4.1 自由基聚合单体的选取 123

4.4.2 自由基聚合反应机理 123

4.4.3　合成工艺过程 125

4.4.4　聚合反应的影响因素 127

4.4.5　聚合反应动力学 137

4.5　烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂的制备 138

4.5.1 聚醚类减水剂的聚合工艺 139

4.5.2　分子结构与官能团设计 139

4.5.3　共聚单体体系的选择 140

4.5.4 中和试剂的选择 142

4.5.5　引发剂的选择 143

4.5.6　反应单体的配比和工艺参数优化 143

4.5.7　聚醚基超塑化剂的分子结构特性 147

4.6　酯-醚混合系列聚羧酸系减水剂 150

本章参考文献 151

第5章　聚羧酸系减水剂的分子结构与性能设计 153

5.1　聚羧酸系减水剂的结构参数与表征 153

5.1.1　分子量测定 155

5.1.2　官能团和结构特点分析 156

5.2　聚羧酸系减水剂结构特征与在水泥颗粒表面的吸附性能 160

5.2.1 聚羧酸系减水剂分子结构与性能 161

5.2.2　聚羧酸系聚合物的主链电荷密度与吸附性能 162

5.2.3　聚合物主链长度与吸附量 163

5.2.4　侧链长度和密度与聚合物吸附性能 163

5.2.5　聚合物分子构象与吸附量 165

5.2.6　硫酸根离子对聚合物吸附的影响 167

5.2.7　温度对聚合物吸附的影响 170

5.2.8　过流化现象与聚合物吸附量 170

5.2.9　吸附量与水泥净浆、砂浆和混凝土流动性的关系 173

5.3　聚合物分子结构的设计 178

5.3.1 混凝土施工对聚羧酸系聚合物的性能要求 178

5.3.2　按照性能要求的聚合物结构设计 178

5.3.3　不同聚羧酸系聚合物的复配与性能互补 179

5.4　聚羧酸系减水剂的作用机理 180

5.4.1 “水泥-水-高效减水剂”系统中粒子的相互作用力的种类 181

5.4.2 “水泥-水-高效减水剂”系统中粒子之间的相互作用力 181

5.4.3 “水泥-水-高效减水剂”系统的表面作用力计算 192

5.4.4 “水泥-水”系统中减水剂静电排斥作用的局限性 195

5.5　高效减水剂对水泥的分散作用机理 197

5.6　吸附量与吸附层厚度 201

本章参考文献 201

第6章　缓释型聚羧酸系高性能减水剂 203

6.1　高分子内反应型聚羧酸减水剂 205

6.1.1 减水剂分子的化学结构修饰与缓释机理 205

6.1.2　AA-co-MA系列的缓释型减水剂 205

6.1.3　缓释作用的影响因素 211

6.1.4　缓释效果评价 212

6.2　以萘系减水剂为基础的缓释型减水剂 213

6.3　带有支链的防止混凝土坍落度损失的减水剂 214

6.4　交联缓释型聚羧酸减水剂 218

6.4.1　水解速率的测定方法 221

6.4.2　接枝共聚物的分子结构设计 222

6.5　其他缓释型聚羧酸减水剂 222

本章参考文献 225

第7章　用于预制混凝土构件的聚羧酸系高性能减水剂 226

7.1　早强型聚羧酸系减水剂的现状 227

7.2　具有早强作用的聚羧酸系聚合物的合成 229

7.3　具有早强作用的聚羧酸系聚合物的复配 236

本章参考文献 238

第8章　粉末状聚羧酸系高性能减水剂 240

8.1　通过对液体减水剂产品改性制造粉末产品 240

8.2　合成适合于制造粉剂产品的聚羧酸系减水剂母液 244

本章参考文献 247

第9章　聚羧酸系减水剂与其他外加剂的相容性 249

9.1　聚羧酸系减水剂与其他减水剂的相容性 249

9.1.1 常用减水剂的介绍 249

9.1.2 PC与木质素磺酸盐减水剂的复合 250

9.1.3 PC与传统高效减水剂的复合性能 252

9.2　聚羧酸系减水剂与缓凝组分的相容性 255

9.2.1　常用的缓凝组分 255

9.2.2　聚羧酸系减水剂与缓凝组分的相容性 256

9.3 PC与早强剂的相容性 267

9.3.1 常用早强剂种类 267

9.3.2　减水剂与早强组分复合对水泥净浆流动度和凝结时间的影响 267

9.3.3 不同类型的聚羧酸系减水剂的流动性与凝结时间 271

9.3.4　聚羧酸系减水剂复合早强剂对胶砂强度的影响 272

9.3.5　聚羧酸系减水剂与二元、三元早强组分复合性能 276

9.3.6　减水剂与早强组分复合对水泥水化过程电-热性能的影响 281

9.4　聚羧酸系减水剂与防冻组分的相容性 282

9.4.1 常用的防冻组分种类 282

9.4.2　不同防冻组分之间的相容性 284

9.4.3　聚羧酸系防冻剂组分优化 286

9.5　聚羧酸系减水剂与其他外加剂的相容性 301

本章参考文献 302

第10章　聚羧酸系高性能减水剂的工程应用 303

10.1　聚羧酸系减水剂在铁路高性能混凝土中的应用 304

10.1.1 铁路混凝土结构耐久性的基本规定 305

10.1.2　铁路高性能混凝土对外加剂的性能要求 308

10.1.3 聚羧酸系减水剂配制客运专线高性能混凝土 309

10.2　聚羧酸系减水剂在桥梁工程中的应用 317

10.2.1　杭州湾跨海大桥工程 318

10.2.2　东海大桥工程 321

10 2.3 湛江海湾大桥 324

10.3　聚羧酸系减水剂在水利水电工程中的应用 325

10.4　聚羧酸系减水剂在奥运工程中的应用 329

10.4.1 国家体育场（鸟巢）工程 329

10.4.2　京津高速公路第二通道工程 331

10.4.3　五棵松文化体育中心体育馆清水混凝土工程 334

10.4.4　地铁奥运支线工程 336

10.4.5 T3航站楼清水混凝土工程 338

10.5　预制构件中的应用 339

10.6　聚羧酸系减水剂在自密实混凝土中的应用 342

10.6.1　流动性混凝土的分类 342

10.6.2 自密实混凝土特性 342

10.6.3 自密实混凝土工作性的质量控制 343

10.6.4 自密实混凝土的工程实例 344

10.7　在大体积大掺量矿物掺合料混凝土中的应用 347

10.8　聚羧酸系减水剂在预拌混凝土中的应用 347

10.8.1　在上海地区预拌混凝土中应用 348

10.8.2　北京地区预拌混凝土中的应用 352

10.8.3　其他地区的应用情况 354

10.9　在机制砂高性能混凝土中的应用 355

10.10　聚羧酸系外加剂使用时应该注意的问题 357

10.10.1 聚羧酸系减水剂与水泥的相容性 357

10.10.2　聚羧酸系减水剂与混凝土其他原材料的相容性 358

10.10.3　聚羧酸系减水剂与其他外加剂的相容性 359

10.10.4　聚羧酸系减水剂的储藏 359

10.10.5　应用过程中注意的问题 359

本章参考文献 360

第11章　陶瓷行业中聚羧酸系减水剂的应用 361

11.1　陶瓷添加剂概况 361

11.2　聚羧酸盐在陶瓷行业的应用 363

11.3　聚羧酸盐的结构与制备 367

11.4　陶瓷添加剂的发展趋势 371

本章参考文献 371

第12章　水煤浆用聚羧酸系分散剂 373

12.1　水煤浆用分散剂种类 374

12.1.1 阴离子型分散剂 374

12.1.2　非离子型表面活性剂 375

12.1.3　复配分散剂 376

12.2　水煤浆分散剂的作用机理 376

12.2.1 改善煤炭颗粒表面的亲水性 376

12.2.2　增强煤炭颗粒间的静电斥力 377

12.2.3　空间位阻效应 377

12.3　水煤浆分散剂的作用效果 377

12.4　聚羧酸系水煤浆分散剂的制备 378

12.5　水煤浆分散剂的发展趋势 382

本章参考文献 382

附录 383

附录1　聚羧酸系高性能减水剂产品标准 383

附录2　混凝土外加剂用聚醚及其衍生物 389

附录3　工业丙烯酸及其酯 391

附录4　工业丙烯酸及酯中阻聚剂的测定 394

附录5　工业丙烯酸酯酸度的测定 396

附录6　工业丙烯酸纯度的测定（气相色谱法） 398

附录7　工业顺丁烯二酸酐 402

附录8　混凝土外加剂性能检验用基准水泥技术条件 406

附录9　混凝土外加剂中氯离子含量的测定方法 407

附录10　混凝土外加剂中总碱量测定方法 409

附录11　北京市轨道交通工程混凝土对外加剂性能要求 411

附录12　铁路高性能混凝土对外加剂性能要求 413

附录13　混凝土的电通量快速测定方法 414

附录14　水泥或胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能快速试验法 416

附录15　混凝土抗裂性试验方法 418