粘土礦物對聚羧酸減水劑的吸附特性及相互作用機理研究
本文選題:混凝土 + 粘土礦 ; 參考:《武漢理工大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:聚羧酸減水劑(PC)對砂石中泥的敏感性及其作用機理是近年來混凝土技術(shù)研究的熱點之一。本論文以粘土主要礦物高嶺土、蒙脫土、伊利土對PC的吸附為研究對象,重點采用紫外吸收方法,定量測定了PC分別在三種礦物表面的吸附平衡及其影響因素,并探討了機理。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.采用0.6%的PC3:1型聚羧酸減水劑,分別選用3:1、10:1、6:1固液比,室溫下分別測得高嶺土、蒙脫土、伊利土的吸附量和吸附平衡。結(jié)果表明,伊利土吸附達到平衡的時間最短,為5 min,高嶺土為30 min,蒙脫土為60 min;對應(yīng)的飽和吸附量分別為1.60 mg/g、25.8 mg/g、4.78 mg/g,吸附量大小排序為蒙脫土伊利土高嶺土。三種礦物在水中的Zeta電位分別為-10 mV、-35 mV和-21 mV;減水劑吸附達到平衡后,Zeta電位分別為-25 mV、-51 mV和-29 mV。2.測定了溫度對吸附的影響和吸附熱。結(jié)果表明,溫度從15℃升高到45℃,三種礦物對PC的吸附量都有所增加;它們的吸附熱分別為-32.40 J/mol、-103.70J/mol、-63.47 J/mol,其大小排序為蒙脫土伊利土高嶺土。進一步的研究表明高嶺土的吸附曲線近似于Langnuir方程,而蒙脫土和伊利土的則近似于Freundlich方程。結(jié)合吸附達到平衡的時間,可以推斷,聚羧酸減水劑在高嶺土表面的吸附主要為單分子層吸附,屬靜電吸附主導(dǎo)。而蒙脫土和伊利土由于層間結(jié)合力較弱而具有較大層間距,晶體有很大的內(nèi)表面積,以插層吸附主導(dǎo)。3.分別測定了溶液pH、SO42-和Ca2+離子濃度對吸附的影響。當(dāng)溶液pH從5到12變化時,三種粘土對聚羧酸減水劑的吸附量逐漸減少;體系SO42-和Ca2+離子的存在也會對吸附產(chǎn)生抑制作用,且Ca2+比SO42-的抑制作用強。4.選取支鏈密度不同的聚羧酸減水劑PC2:1、PC3:1、PC6:1,分別測定它們在三種礦物表面的吸附量。結(jié)果表明,高嶺土的吸附量分別為1.05 mg/g、1.60mg/g、0.83 mg/g,其大小順序為:PC3:1PC2:1PC6:1。蒙脫土的吸附量分別為33.8 mg/g、25.8 mg/g、21.8 mg/g,其大小順序為:PC2:1PC3:1PC6:1。伊利土的吸附量分別為6.47 mg/g、4.78 mg/g、0.79 mg/g;其大小順序為:PC2:1PC3:1PC6:1。說明高嶺土的吸附與蒙脫土、伊利土的吸附對減水劑分子的選擇性有一定的不同。高嶺土是外表面吸附為主,插層吸附為輔,故較容易吸附即具有較高支鏈密度又具有較高陰離子活性位點密度的PC3:1;而蒙脫土、伊利土主要是靠插層作用進行吸附,故較容易吸附具有最高支鏈密度的PC2:1。
[Abstract]:In this paper , the adsorption capacity and adsorption equilibrium of the three kinds of minerals on the surface of kaolin were studied . The results showed that the adsorption capacities of the three kinds of minerals in water were - 32.40 J / mol , - 103.70J / mol and - 63.47 J / mol , respectively . The results show that the adsorption capacity of kaolin is 1 . 05 mg / g , 1 . 60 mg / g and 0 . 83 mg / g , respectively . The order of size is : PC1 : 1PC3 : 1PC6 : 1 . The adsorption capacity of kaolin is 6.47 mg / g , 4.78 mg / g and 0.79 mg / g , respectively .
【學(xué)位授予單位】:武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TU528.042.2
【參考文獻】
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,本文編號:2059480
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