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聚羧酸减水剂和钢纤维耦合作用对UHPC性能的影响
1
作者 管佳男 刘少静 +4 位作者 贺梦佳 程博 李绍达 刘晓 李时雨 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第8期44-47,共4页
聚羧酸减水剂(PCE)和钢纤维是超高性能混凝土(UHPC)的重要组成部分,二者的耦合作用对UHPC的工作性能和力学性能有重要的影响。针对聚羧酸减水剂和钢纤维耦合作用下新拌UHPC坍落度及其保持性、硬化UHPC的抗压强度,深刻揭示聚羧酸减水剂... 聚羧酸减水剂(PCE)和钢纤维是超高性能混凝土(UHPC)的重要组成部分,二者的耦合作用对UHPC的工作性能和力学性能有重要的影响。针对聚羧酸减水剂和钢纤维耦合作用下新拌UHPC坍落度及其保持性、硬化UHPC的抗压强度,深刻揭示聚羧酸减水剂和钢纤维耦合作用对UHPC性能影响规律。结果表明:聚羧酸减水剂含量为3%,钢纤维的掺入量为1.5%时,UHPC性能最优异,其中坍落度达到135 mm,坍落度保持率约66.7%,抗压强度达到144 MPa。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 聚羧酸减水剂 钢纤维 坍落度 力学性能
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基于抑制粘土负作用效果的聚羧酸减水剂的设计合成及机理 被引量：6
2
作者 刘晓 赖光洪 +4 位作者 许谦 管佳男 王子明 崔素萍 兰明章 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第22期3880-3884,3899,共6页
混凝土原材料附带的粘土具有劣化作用,给高性能混凝土的推广与应用带来了新的难题。本研究首次报道了基于粘土和聚羧酸分子尺寸计算自主设计合成的聚羧酸减水剂(PCE)对粘土负作用的改善效果,并结合吸附量、热重(TG)分析和X射线衍射(XRD... 混凝土原材料附带的粘土具有劣化作用,给高性能混凝土的推广与应用带来了新的难题。本研究首次报道了基于粘土和聚羧酸分子尺寸计算自主设计合成的聚羧酸减水剂(PCE)对粘土负作用的改善效果,并结合吸附量、热重(TG)分析和X射线衍射(XRD)分析揭示了其对粘土负作用的抑制机理。计算结果表明,粘土层间吸附的不是整个PCE分子而是其功能性的聚醚侧链。因此针对性地合成了一种立体大尺寸分子结构的PCE,并由核磁氢谱(1 H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)证明了预期结构的存在及其分子量特性。性能评价结果表明,该PCE可在含粘土条件下提高22.2%—35.7%的水泥净浆流动度,并且在高粘土掺量下对混凝土1h坍落度也有明显改善。这归因于其大尺寸的立体结构能够产生显著的空间位阻效应,避免大分子上的聚醚侧链被全部吸入粘土层间,从而保障优良的减水分散功效,表现出抑制粘土负作用的效果。 展开更多
关键词 粘土 负作用 聚羧酸减水剂 分子结构设计 吸附
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功能型聚羧酸分散剂材料分子设计的研究进展 被引量：6
3
作者 刘晓 罗奇峰 +2 位作者 管佳男 王子明 崔素萍 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1192-1203,共12页
聚羧酸是一类重要的有机高分子材料.作为一种阴离子聚电解质,聚羧酸对于介质中的颗粒有显著的分散作用,广泛应用于水泥基材料减水剂、涂料分散剂、水处理阻垢剂等.针对聚羧酸在分散剂材料领域的应用,结合本课题组近年来在该领域的研究工... 聚羧酸是一类重要的有机高分子材料.作为一种阴离子聚电解质,聚羧酸对于介质中的颗粒有显著的分散作用,广泛应用于水泥基材料减水剂、涂料分散剂、水处理阻垢剂等.针对聚羧酸在分散剂材料领域的应用,结合本课题组近年来在该领域的研究工作,综述了功能型聚羧酸分散剂材料在分子设计方面的研究进展.以不同分子形态为依据,将聚羧酸分为线形结构、梳形结构和支化结构(星形与超支化)分别进行论述.线形聚羧酸中,“绿色”单体是主要的发展方向,且嵌段结构在性能方面更具优势.梳形聚羧酸具有独特的侧链结构,其中大单体合成法最为简便,偶联法可用于特种改性,引发法多用于对聚羧酸分子的精准设计.支化聚羧酸具有更高的官能团密度和更强的空间位阻效应,在分子设计和应用方面有更广阔的前景.为今后研究者的聚羧酸分子设计创新提供重要的指导方向. 展开更多
关键词 聚羧酸 分散剂 分子设计 分子结构 合成 官能化
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混凝土高性能减水剂的绿色与节能制备方法研究进展 被引量：6
4
作者 刘晓 赖光洪 +5 位作者 夏春蕾 宋建荣 王子明 崔素萍 管佳男 迟碧川 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期172-180,共9页
随着“双碳”战略目标和“节能环保”理念的实施,近年来基于绿色材料代替石化原料以及利用新技术手段实现高性能减水剂的节能制备与应用得到了显著进步和飞速发展,展现出巨大的应用潜能。为此,文中从绿色制备及低能耗合成技术两大方面... 随着“双碳”战略目标和“节能环保”理念的实施,近年来基于绿色材料代替石化原料以及利用新技术手段实现高性能减水剂的节能制备与应用得到了显著进步和飞速发展,展现出巨大的应用潜能。为此,文中从绿色制备及低能耗合成技术两大方面系统综述了高性能减水剂的绿色与节能制备的优势特点,归纳了化学方法和技术原理,分析了其应用效果并展望了未来发展方向,为高性能减水剂材料的绿色与节能制备方法的研究开发提供设计依据。 展开更多
关键词 绿色 节能 高性能减水剂 制备 混凝土 应用
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聚羧酸减水剂的侧链长度变化对UHPC性能的影响
5
作者 刘少静 贺梦佳 +3 位作者 管佳男 程博 李绍达 苏宏睿 《石河子科技》 2024年第5期36-38,共3页
聚羧酸减水剂(PCE)是改善超高性能混凝土(UHPC)分散性的关键材料,其侧链长度是影响性能的重要结构参数。本文设计合成了不同侧链长度的PCE,通过坍落度、抗压强度和抗折强度测试,揭示不同侧链长度的PCE对UHPC性能的影响规律。结果表明:... 聚羧酸减水剂(PCE)是改善超高性能混凝土(UHPC)分散性的关键材料,其侧链长度是影响性能的重要结构参数。本文设计合成了不同侧链长度的PCE,通过坍落度、抗压强度和抗折强度测试,揭示不同侧链长度的PCE对UHPC性能的影响规律。结果表明:当侧链分子量为2000g/mol时,UHPC性能达到最优,坍落度、抗压强度和抗折强度分别提高了314.3%、45.9%和70.6%(与S1相比)。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 聚羧酸减水剂 侧链长度 坍落度 力学性能
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不同分子量的聚羧酸减水剂对UHPC性能的影响
6
作者 刘少静 贺梦佳 +3 位作者 管佳男 程博 李绍达 苏宏睿 《石河子科技》 2024年第4期23-25,共3页
分子量是影响聚羧酸减水剂(PCE)性能的重要结构参数,而PCE是改善超高性能混凝土(UHPC)性能的关键材料。本文制备了不同分子量的PCE,通过测试UHPC的坍落度、抗压强度和抗折强度,揭示不同分子量的PCE对UHPC性能的影响规律。结果表明:PCE... 分子量是影响聚羧酸减水剂(PCE)性能的重要结构参数,而PCE是改善超高性能混凝土(UHPC)性能的关键材料。本文制备了不同分子量的PCE,通过测试UHPC的坍落度、抗压强度和抗折强度,揭示不同分子量的PCE对UHPC性能的影响规律。结果表明:PCE会显著提高新拌UHPC的工作性(坍落度最高提高328.6%),力学性能(抗压强度和抗折强度最高分别提高48.0%和76.5%),且随分子量的增大新拌UHPC的工作性及硬化UHPC的力学性能均呈现先增大后降低的趋势。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 聚羧酸减水剂 分子量 坍落度 力学性能
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不同梳状键接结构聚羧酸在高性能混凝土中的应用性能和作用机理 被引量：1
7
作者 刘晓 许谦 +4 位作者 赖光洪 管佳男 夏春蕾 王子明 崔素萍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第22期4011-4015,共5页
梳状结构聚羧酸具有优异的分子结构可设计性,为绿色混凝土的生态化、高性能化提供了理论基础和技术支撑。本研究以聚丙烯酸(PAA)、羟基甲氧基聚氧乙烯丙烯醚(HMPEPG)、氨基甲氧基聚氧乙烯丙烯醚(AMPEPG)为反应原料,根据酯化和酰胺化反应... 梳状结构聚羧酸具有优异的分子结构可设计性,为绿色混凝土的生态化、高性能化提供了理论基础和技术支撑。本研究以聚丙烯酸(PAA)、羟基甲氧基聚氧乙烯丙烯醚(HMPEPG)、氨基甲氧基聚氧乙烯丙烯醚(AMPEPG)为反应原料,根据酯化和酰胺化反应,分别设计合成了以酯基和酰胺键接主侧链的梳状结构聚羧酸(PCE),并通过红外光谱(IR)和分子量测试证明了分子结构符合预期设计。水泥净浆和混凝土应用性能结果表明,酯基键接聚羧酸的初始净浆流动度和混凝土早期强度更优,酰胺键接聚羧酸的净浆流动度保持能力和混凝土扩展度更优。二者的作用机理存在显著差异,酯基键接聚羧酸的吸附行为更稳定,更易快速成核水化,酰胺键接聚羧酸的表面张力更低,气-液界面取向能力更强。本研究合成的酯键和酰胺键两种方式连接主侧链的梳状结构聚羧酸可分别应用于高早强要求和高泵送要求的混凝土,具有较好的应用前景和推广价值。 展开更多
关键词 聚羧酸 梳状结构 键接 分子设计
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支化结构聚羧酸系减水剂的聚合与表征 被引量：2
8
作者 刘晓 赵明 +2 位作者 王子明 管佳男 朱洁 《混凝土世界》 2015年第10期52-56,共5页
通过分子结构设计法,以可聚合活性端与甲基烯丙基聚氧乙烯醚(IPEG)和丙烯酸(AA)在水溶液中共聚,合成一种全新支化结构的聚羧酸系减水剂。通过单因素变量优化实验,讨论了聚合阶段酸醚比、巯基乙酸(TGA)、过硫酸铵(APS)和滴加时间对水泥... 通过分子结构设计法,以可聚合活性端与甲基烯丙基聚氧乙烯醚(IPEG)和丙烯酸(AA)在水溶液中共聚,合成一种全新支化结构的聚羧酸系减水剂。通过单因素变量优化实验,讨论了聚合阶段酸醚比、巯基乙酸(TGA)、过硫酸铵(APS)和滴加时间对水泥净浆流动度的影响,并采用红外(IR)对所得聚合产物进行结构表征。在本研究确定的聚合条件下合成了支化结构的聚羧酸系减水剂,水泥净浆的研究结果表明,支化结构的聚羧酸系减水剂相比传统梳状结构聚羧酸系减水剂具有更高的减水率、更优异的分散及分散保持性能。 展开更多
关键词 支化结构 聚羧酸系减水剂 聚合 流动性能 表征
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焦亚硫酸钠的辅助保持效应研究
9
作者 魏中原 刘晓 +3 位作者 孙欣茹 高瑞军 王思迈 管佳男 《新材料·新装饰》 2023年第22期19-22,共4页
文章采用液相Ca2+浓度、FT-IR、XRD和SEM等方法探讨焦亚硫酸钠辅助保持机理。实验发现,焦亚硫酸钠的加入早期生成亚硫酸根,降低液相Ca2+浓度、抑制硅酸三钙水化并延缓氢氧化钙的生成,使水化早期钙矾石(AFt)生成量减少,并使其形貌变长变... 文章采用液相Ca2+浓度、FT-IR、XRD和SEM等方法探讨焦亚硫酸钠辅助保持机理。实验发现,焦亚硫酸钠的加入早期生成亚硫酸根,降低液相Ca2+浓度、抑制硅酸三钙水化并延缓氢氧化钙的生成,使水化早期钙矾石(AFt)生成量减少,并使其形貌变长变细,随水化龄期增加,加速钙矾石消失,形成大量片层状单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。焦亚硫酸钠主要是通过碱性环境下生成亚硫酸根,延缓并参与水泥水化,同时降低Ca2+浓度,减慢水泥水化对聚羧酸减水剂的消耗,以实现辅助保持效果。 展开更多
关键词 焦亚硫酸钠 辅助保持 缓凝 亚硫酸根
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磺化改性聚羧酸减水剂吸附行为的分子动力学模拟 被引量：1
10
作者 管佳男 刘少静 +1 位作者 刘晓 朱海堂 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3283-3290,共8页
聚羧酸减水剂(PCE)的吸附行为是其性能发挥的关键,但现有的研究缺少从原子或分子尺度上揭示其吸附机制。采用全原子分子动力学(MD)模拟研究磺化改性PCE(PAA-g-PALS)和传统结构PCE(PAA-g-HPEG)在水泥浆体环境下的构象及界面连接的结构、... 聚羧酸减水剂(PCE)的吸附行为是其性能发挥的关键,但现有的研究缺少从原子或分子尺度上揭示其吸附机制。采用全原子分子动力学(MD)模拟研究磺化改性PCE(PAA-g-PALS)和传统结构PCE(PAA-g-HPEG)在水泥浆体环境下的构象及界面连接的结构、动力学和稳定性的差异。结果表明:水泥浆环境下PAA-g-HPEG和PAA-g-PALS分别趋于梳状和网络状构象;磺化改性分散了PCE与基底的结合点的分布,提高了PCE与基底的结合力,使聚合物朝远离基底方向伸展,显著增大渗透体积(增大约132.64%)。本研究结果不仅从原子水平上为PCE的作用机制提供新的见解,还为促进水泥基材料高性能发展提供理论依据。 展开更多
关键词 聚羧酸减水剂 磺化改性 吸附 界面 分子动力学模拟
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