设计不同的侧链长度、酸醚比和分子量制备了系列聚羧酸减水剂样品,采用GPC方法测试了系列样品的分子量和聚醚转化率。通过砂浆和混凝土性能评价试验表征了聚合物的分散性能和力学性能,用微量热仪监测了水泥水化18 h内的水化放热趋势。结果表明,聚羧酸分子中聚醚侧链长度、酸醚比和分子量均能明显影响砂浆的早期强度,分子结构综合影响早强效果。水化放热历程证明,优化聚羧酸分子结构能加速水泥水化,影响规律与砂浆强度测试结果一致。混凝土性能测试显示,聚羧酸减水剂系列样品能缩短混凝土凝结时间,增加早期强度,且不影响后期强度的发展。

采用二乙烯三胺、亚磷酸、甲醛在硫酸催化下通过曼尼希反应合成了两种有机膦缓凝剂(HR-1和HR-2),并通过与聚羧酸减水剂(PCE)复配研究了其对水泥砂浆及混凝土性能的影响。结果表明:合成的有机膦缓凝剂均能有效延缓水泥水化,具有较好的缓凝性能,且HR-2的缓凝效果比HR-1更好;有机膦缓凝剂与PCE复掺,虽降低了PCE的初始分散性能,但提高了保坍性能;有机膦缓凝剂的加入能减小机制砂对PCE分散性能的影响,提高PCE对机制砂的适应性。

从流体力学的角度对水泥净浆流动度试验开展研究,在考虑流体表面张力和表面浸润性的情况下,对流体屈服应力和流动度之间的关系开展了较文献中现有结果更为严格的理论分析,获得了一组新的公式,完善了Roussel等人的理论工作。在此基础上,定量计算了表面张力和浸润性、截锥圆模容积、浆体密度对屈服应力和流动度之间关系的影响。

合成了一种含不同磷酸基个数的有机磷酸盐缓凝剂,并将其结构、缓凝性能及抗黏土性能进行了测试表征。混凝土试验测试结果表明,合成出的磷酸盐缓凝剂能延缓水泥水化,缓凝作用好,与聚羧酸减水剂(PCE)复配后,提高了聚羧酸减水剂(PCE)的保坍性能。同时磷酸基缓凝剂还具有很好的抗黏土性能,吸附性能测试表明,所合成的磷酸盐缓凝剂能减少蒙脱土对减水剂的吸附。

对赫巴流体在圆管内的层流流动问题进行理论分析,建立了流体在圆管截面上的流速分布、剪应力分布、流核速度、壁面剪应力、体积流量、平均流速、等效黏度等若干物理量的解析表达式和数值求解策略;以实际新拌混凝土的赫巴流体参数为例,考察了单位管长压降与平均流速之间的关系。

从降低生产能耗、自动化生产等方面入手,提出了预制构件生产急需解决的问题,并详细介绍了功能型聚羧酸外加剂在混凝土预制构件中的应用及其在混凝土预制构件行业发展中的作用。

研究了超早强外加剂对不同胶凝材料混凝土新拌性能及不同龄期抗压强度的影响,考察了不同养护温度条件下对混凝土抗压强度的影响,同时研究了超早强外加剂对混凝土耐久性和水泥水化过程的影响。结果表明,超早强外加剂的掺入,对混凝土含气量和初始坍落度基本无影响,缩短混凝土的初凝和终凝时间60~90min,能有效促进水泥早期水化,缩短水化诱导期,从而大幅提高不同胶凝材料体系、不同温度下混凝土24h内的抗压强度,增幅可高达200%,且后期强度稳定增长。

使用不饱和醇经过阴离子开环聚合加成环氧乙烷(EO)制得分子量较高的聚醚大单体,并进一步合成出超长侧链型梳形聚羧酸减水剂。考察了该减水剂对水泥浆体分散和早期水化的影响,结果发现,相比传统酯化法制得的超长侧链型梳形聚羧酸减水剂,合成的超长侧链型聚羧酸减水剂具有更好的分散和分散保持性能,且早强性能不降低,合成过程更简单、更环保。