淀粉改性制備水泥基材料減水劑的研究.pdf

1、減水劑是制備混凝土?xí)r經(jīng)常用到并對混凝土性能改善有重要作用的外加劑，它的減水增塑作用可使水泥顆粒分散更均勻，可降低混凝土拌合物材料分離的趨勢，使硬化混凝土的質(zhì)量更為均勻，有效提高混凝土的強度、耐久性和抗?jié)B性。目前，工程中常用的減水劑主要有萘系、氨基磺酸系和聚羧酸系高效減水劑等，它們在混凝土中的廣泛應(yīng)用很好地拓展了混凝土工業(yè)的應(yīng)用范圍。但是這幾類減水劑都是本身有毒或生產(chǎn)過程排放大量有毒廢液，不可生物降解，不符合當今“環(huán)保經(jīng)濟”的主題。淀粉是

2、天然高分子碳水化合物，來源廣泛，本身無毒性，是一類很有改性價值的原料，現(xiàn)在已經(jīng)有相當多的領(lǐng)域使用淀粉或淀粉衍生物。本文以玉米淀粉為原料進行分子功能結(jié)構(gòu)設(shè)計，以期制備出一種具有優(yōu)良減水性能的減水劑，并探討驗證淀粉類減水劑減水機理，對其緩凝機理進行分析，解決其異常凝結(jié)導(dǎo)致的應(yīng)用問題。
　　 本文采用三種不同淀粉進行了制備水泥混凝土減水劑的探索。先以可溶性淀粉為原料確定改性工藝和分子官能團設(shè)計的可行性：通過水溶液法，以次氯酸鈉作為氧化

3、劑，在堿性催化下制取氧化淀粉，再經(jīng)溶媒法以環(huán)氧乙烷作醚化劑，在無水乙醇溶液中，維持堿性環(huán)境，將氧化淀粉醚化，制備出氧化-醚化淀粉（以下簡稱OES減水劑），以水泥凈漿流動度作為減水效果的考察標準，結(jié)果表明：在羧基含量為0.48％時及醚化度（摩爾取代度）為0.5時減水劑能力最好。以一定酸解條件下的玉米淀粉為改性原料，采用相同的改性工藝也制備出了具有良好分散能力的OES減水劑。同時將購自工廠的以過氧化氫氧化的具有同等羧基含量的氧化淀粉經(jīng)醚化改

4、性也制備出具有良好減水性能的OES，為OES的工業(yè)化打下一定的基礎(chǔ)。
　　 OES減水劑性能測試結(jié)果表明：與萘系高效減水劑相比，在摻量0.6％時OES減水劑的減水作用優(yōu)于萘系；30min后，摻加OES減水劑漿體的流動度不損失，反而增加22.4％且2h內(nèi)漿體的流動度基本無損失。OES減水劑對水泥漿體具有明顯緩凝作用，水化放熱峰出現(xiàn)在75h，但不影響后期水化，7d時抗壓強度已達國家標準，28d時抗壓強度比可達127％，可作為水泥的一

5、種優(yōu)良的超級緩凝型高效減水劑使用。
　　 Zeta電位、吸附量和吸附層厚度測試表明，OES減水劑的減水分散作用是通過吸附在水泥顆粒表面的減水劑分子的空間位阻實現(xiàn)的。OES減水劑通過分子鏈上陰離子羧酸基團吸附于水泥顆粒表面，其含有眾多支鏈的大分子鏈段以及醚化引入的醚鍵易以氫鍵與水分子結(jié)合從而形成溶劑化水膜，大分子鏈和溶劑化水膜共同提供空間位阻作用。
　　 通過對OES對Ca2+絡(luò)合量的測定表明，其緩凝作用主要是由于其分子鏈