摘 要

实验通过对掺木质素减水剂、萘系减水剂、聚羧酸减水剂及粘土的水泥净浆流动度进行测定。证明减水剂与粘土会相互作用，然后采用紫外分光光度计，分别研究了聚羧酸、萘系在蒙脱土、伊利土和高岭土表面的吸附特性，结果表明:在水泥净浆流动实验中，相同的水泥净浆流动值下，木质素减水剂的水灰比高于萘系和聚羧酸减水剂，木质素减水剂的掺量高于萘系减水剂，而萘系减水剂的掺量低于聚羧酸减水剂，所以说明木质素的减水率不如萘系，而萘系减水剂的减水率没有聚羧酸减水剂高，与此同时当加入泥土时不管是萘系还是聚羧酸减水剂水泥的流变性都会受到变化，这种变化随着泥土掺量的增而增大，掺入等量泥土的聚羧酸减水剂的水泥净浆流动性变小的程度大于萘系减水剂，由此说明萘系减水剂与粘土的相互作用是小于聚羧酸减水剂的。最后在粘土对减水剂的吸附实验中进一步探究不同粘土矿物与不同减水剂的相互作用，通过实验得到：粘土矿物的对减水剂的吸附平衡不仅与吸附时间有关，与减水剂的初始浓度也有关系，粘土矿物对减水剂的吸附量越大，对减水剂的工作性能影响越大。萘系减水剂在粘土表面的吸附远小于聚羧酸减水剂，与此同时在与萘系减水剂相互作用时，伊利土的吸附量最大，而与聚羧酸相互作用时，蒙脱土的吸附量最大远高于高岭土和伊利土，所以蒙脱土是影响聚羧酸减水剂工作性能的主要原因，为抗泥减水剂找到了依据。

关键词： 减水剂 粘土矿物 净浆流动值 吸附量 相互作用

Abstract

Through the experiment to determine the content of lignin water reducing agent, naphthalene superplasticizer, polycarboxylate superplasticizer and clay cement paste fluidity, which was determined to prove that the water reducer may interact with the clay, and then using UV spectrophotometer were studied polycarboxylate superplasticizer, naphthalene superplasticizer adsorption properties of montmorillonite, illite and kaolinite soil surface, the results showed that: in the cement paste flow experiment, the same cement paste flow value, lignin water reducer and cement ratio is higher than the naphthalene superplasticizer polycarboxylate water reducer, superplasticizer lignin content is higher than the naphthalene superplasticizer, naphthalene superplasticizer low dosage poly carboxylic acid water reducing agent, a description water reduction of lignin as good as naphthalene superplasticizer, naphthalene superplasticizer polycarboxylate superplasticizer is better, at the same time, when added to the soil either naphthalene water reducing agent or polycarboxylate superplasticizer, cement rheology are smaller, this change increases with the increase of clay content, the same amount of soil incorporation of the polycarboxylate cement paste flowability small degree far greater than naphthalene superplasticizer, which illustrate the interaction of naphthalene superplasticizer and clay that is less than the polycarboxylate. Finally, Clay superplasticizer adsorption experiments to further explore the interaction of different clay mineraNS and different water reducer, through experiments: adsorption equilibrium clay mineral adsorption of water reducer is not only time-related, and water reducer the initial concentration is aNSo a relationship, the greater the amount of clay mineraNS to adsorb water reducer, the greater the impact on performance water reducing agent. Naphthalene superplasticizer adsorption clay surface is much smaller than the Polycarboxylate, at the same time, while interacting with naphthalene superplasticizer, adsorption Erie maximum soil, while interacting with polycarboxylic acids, Mongolia the maximum adsorption capacity is much higher than bentonite and kaolin, illite clay, montmorillonite is the main reason so polycarboxylate performance of work, to find a basis for anti-mud plasticizer.

Key Words：water-reducing admixture；Development；clay minerals；air-fuel combustion；adsorbance

目录

摘要 3

Abstract 4

第1章：绪论 1

1.1背景：国内外的减水剂发展现状 1

1.1.1 减水剂的发展历史 1

1.2 减水剂研究现状和进展 4

1.3 本论文研究的主要内容 5

1.4 目的及意义 6

1.4.1 目的 6

1.4.2 本论文研究的意义 6

第1章 泥里面活跃的粘土矿物 7

2.1 粘土矿物粘土矿物的基本构造单元及基本结构层 7

2.1.1 四面体及四面体片 7

2.1.2 八面体及八面体片 8

2.2 实验室常用的三种粘土矿物的结构 8

2.2.1 高岭石 8

2.2.2 伊利石 9

2.2.3 蒙脱石 10

2.3 中国粘土矿物的分布 11

第3章：粘土矿物与减水剂的相互作用 13

3.1 引言 13

3.2 不同类型减水剂和粘土矿物适应性实验设计 14

3.2.1 水泥净浆流动度的测定 14

3.3 蒙脱土、伊利土、高岭土与不同浓度萘系、聚羧酸减水剂相互作用的研究 19

3.3.1 吸附量的测定（不同时间、不同减水剂） 19

3.3.2 结果分析 20

3.3.4 改善粘土矿物对掺聚羧酸减水剂混凝土流动性影响的措施 26

第4章：结论与展望 27

4.1主要结论 27

4.2展望 28

致谢 30

参考文献 31

第1章：绪论

1.1背景：国内外的减水剂发展现状

随着建筑，交通行业的快速发展，混凝土的应用越来越广泛，对混凝土需求越来越高，对于建筑工程中所遇到的混凝土坍塌、裂缝等问题继续处理，因此促进了减水剂的出现，减水剂的高减水率可以改变混凝土的稳定性、耐久性、早强性等性能。改善了混凝土中所出现的一系列问题。因此减水剂的发展和应用受到大家的广泛关注和探究，在研究中人们发现，减水剂除了可以吸附在混凝土的表面，改善混凝土的性能之外，还可以吸附在混凝土中必定会掺杂的粘土表面，降低减水剂的利用率，使得混凝土的性能变差。不同的粘土与不同的混凝土的适应性显然也是不一样的。

1.1.1 减水剂的发展历史

减水剂也是一种分散剂或塑化剂。它是指在不会影响混凝土砂浆和易性的条件下，能使给定的混凝土或砂浆的用水量减少，或能在不影响加水量多少的条件下增加混凝土或砂浆的和易性，或者能够同时具有以上两种效果的外加剂。减水剂会吸附在水泥表面，能够分散水泥颗粒，提高混凝土得流动性。

混凝土减水剂的发展历史在国外已有五十多年，欧美各国都编制了混凝土化学外加剂（包括减水剂在内）的使用规范和规定。十九世纪时，为了适应各种建筑工程的需要，在同一水泥中通过掺入不同的外加剂可以配制性能各异的混凝土，这对今天材料资源的节约具有重大的意义。混凝土外加剂的历史可追溯到1785年，当时已有人认为可以在混凝土中掺入调节混凝土强度的调节。1795年发现了混凝土增水剂和塑化剂。30年代中期人们发现了混凝土土加气剂和减水剂，开始了减水剂发展第一步。1835年美国成功研制出一种普通的减水剂，商品名叫波兹里。1951年日本从美国引进并广泛开发应用了这一专利，这就是现在的木质素系减水剂，也就是减水剂发展史上的第一代减水剂。等到了60年代以后，随着混凝土制品品种的日益增多，结构日趋复杂，所以仅仅靠振动、加压、真空等工艺操作已不能满足工程施工的要求，因而进一步促进了减水剂的发展^【1】。1962年日本研制成功一种主要成分为萘磺酸甲醛缩合物钠盐的减水剂(中译名：马依太)。这种减水剂有减水效率高，基本不影响混凝土凝结时间和不加气的特点。西德在1964年前后研制成功一种三聚氰胺系减水剂，这种减水剂有减水率高，对提高混凝土早期强度效果非常好，同时还能不影响混凝土凝结时间和含气量得特点。之后，英国又成功制得聚磺酸盐类减水剂（商品名超塑化剂SPI）。其特点是可作为混凝土流化剂，制备坍落度大于20厘米的流动混凝土。另外制减水高强度的混凝土也很有效，到1981年日本Nippon Shobubai和Master Builderstechnology开始研制聚羧酸减水剂，并于1986年首先把产品投入市场^[2]。我国从70年代，开始利用木浆废液生产木质素磺酸盐系减水剂。木质素磺酸盐减水剂是常有的普通型减水剂，分子结构如图1.1。