以乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)为大单体,丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为小单体,以双氧水与抗坏血酸作为氧化还原体系,巯基乙醇与次磷酸钠(NaH2PO2)作为链转移剂,合成了聚羧酸减水剂PC-220。通过单因素试验确定了最佳反应参数为底釜pH=5、滴加时间1 h。基于响应面设计方法建立了二次多项式回归方程,以石膏净浆流动度与水泥净浆流动度为响应值,进行响应面优化后,确定了酸醚比为4.24,NaH2PO2用量为0.33%,AMPS用量为0.66%。优化后掺PC-220的石膏净浆流动度相对误差为1.3%、水泥净浆流动度相对误差为0.8%,表明响应面优化可行。应用结果表明,合成的PC-220在水泥基灌浆料与石膏自流平中的使用效果优于PC-530与PC-570。

由无机纳米材料、有机高分子材料等多种外加剂制备了一种新型悬浮稳定剂,通过单因素试验研究了该悬浮稳定剂对水泥基自流平砂浆的工作性、强度、收缩性能、稳定性的影响,并得到了最佳掺量。此外,还对比了悬浮稳定剂和纤维素醚在自流平砂浆中的使用效果。结果表明:所制备的悬浮稳定剂可以取代纤维素醚,降低了自流平砂浆的用水量敏感度,提高了自流平砂浆的后期强度,硬化后收缩率稳定,减小了开裂风险,使用效果比纤维素醚更优。

研究了石膏浆液pH值、纤维素醚类型、胶凝材料体系、石膏缓凝剂对石膏基自流平砂浆流动性的影响。结果表明:与以上其他影响因素相比,浆液pH值对石膏基自流平砂浆流动性的影响最大;提高石膏缓凝剂用量,在增加流动度的同时也增加了砂浆泌水、沉降程度;以石膏为主要胶凝材料的自流平砂浆中,掺入粉煤灰、矿粉及普通硅酸盐水泥均能提高流动性;缓溶型纤维素醚更适用于石膏基自流平砂浆。配合比优化后的石膏基自流平砂浆流动度高、稳定性好,满足相关标准要求,有效改善了石膏基自流平砂浆目前存在的流动性缺陷问题。

采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)作为减水剂合成大单体,通过引发剂进行聚合反应合成石膏基材用新型高性能聚羧酸减水剂母液,将合成的减水剂母液通过离心喷雾干燥技术制备成粉末(PC-GY)。设计正交试验研究了链转移剂用量、酸醚摩尔比、还原剂摩尔比、引发剂用量对石膏净浆流动度的影响,并确定了最优配合比。通过单因素变量试验研究了不同种类聚醚单体、中和固碱量对减水剂减水性能的影响,并通过红外光谱(IR)分析了聚羧酸分子结构。结果表明:合成的PC-GY性能较优,在不同种类石膏中均表现出良好的适应性,并成功应用于石膏基自流平砂浆。

超高性能混凝土(UHPC)在拥有超高力学性能的同时普遍存在流动性较差的问题。为了寻求二者之间的平衡,首先通过单因素试验分析了石英砂掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量和钢纤维掺量对UHPC流动性及抗压强度的影响,其次利用正交试验得出了各因素对UHPC流动性及抗压强度影响的主次顺序,确定了最优配合比。结果表明:当石英砂掺量为32%(机制砂掺量为68%)、粉煤灰掺量为15%、减水剂掺量为0.39%、钢纤维掺量为2%时,配制出的UHPC工作性和力学性能良好,并成功应用于某高架桥维修加固工程中。