本文關(guān)鍵詞：聚合物表面接枝改性機制砂及其在混凝土中的應用

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【摘要】：隨著建筑用河砂需求量的增加及河砂開采的限制,機制砂因具有經(jīng)濟環(huán)保的作用將成為河砂的有效替代品。機制砂是一種混凝土理想的細骨料,然而目前機制砂應用在混凝土中會減小混凝土的流動性,增加需水量,導致混凝土容易出現(xiàn)較大地自收縮和脆性骨折,極大的影響混凝土的抗折強度和抗壓強度。近年來,無機粒子與聚合物通過化學鍵相結(jié)合進行表面修飾取得了快速發(fā)展。在這里,機制砂粒子通過聚合物進行修飾,減弱機制砂粒子對混凝土流動性及需水量的影響,從而改善工作性和提高抗折強度。機制砂粒子通過化學鍵與高分子進行鍵合,使得機制砂粒子與混凝土漿體之間的界面結(jié)合力增強。主要的研究內(nèi)容如下：(1)首先使用氫氧化鈉溶液在機制砂表面進行羥基化處理,然后通過硅烷偶聯(lián)劑KH-570對羥基化后的機制砂進行偶聯(lián)改性得到偶聯(lián)改性的機制砂(AS-MPS),被偶聯(lián)改性的機制砂粒子通過傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)、熱重分析(TGA)進行了表征。結(jié)果表明：硅烷偶聯(lián)劑KH-570成功的接枝在機制砂的表面。(2)偶聯(lián)劑KH-570接枝在機制砂上后,與丙烯酸、烯丙基聚乙二醇(APEG)進行共聚合,得到一種新的機制砂復合材料即聚羧酸減水劑改性機制砂(AS-MPS-PS)。傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、凝膠滲透色譜儀(GPC)、熱失重分析儀(TGA)、掃描電鏡(SEM)被用來表征改性機制砂復合材料的結(jié)構(gòu)、分子量、接枝量以及產(chǎn)品的其他性能。改性機制砂復合材料的工作性能和機械性能通過混凝土實驗和水泥靜漿實驗來完成。研究發(fā)現(xiàn),改性機制砂加入到砂漿中,可以顯著提高砂漿的流動性,混凝土強度實驗表明,當改性機制砂的摻量從0%增加到100%時,混凝土的抗折和抗壓強度有很大提高。(3)通過丙烯酸與蔗糖的酯化反應制得了丙烯酸蔗糖酯,然后與丙烯酸一起通過自由基聚合反應接枝在機制砂粒子的表面得到聚丙烯酸蔗糖酯改性的機制砂。傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、熱失重分析儀(TGA)被用來表征復合材料的結(jié)構(gòu)、分子量、接枝量以及產(chǎn)品的其他性能。改性機制砂復合材料的工作性能和物理特性通過混凝土實驗和砂漿流動度實驗來完成。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當使用改性后的機制砂應用在混凝土中,混凝土保塌能力得到顯著提高,并且抗壓和抗折強度也有較大的增加。
【關(guān)鍵詞】：機制砂 砂漿 混凝土 抗折強度 接枝
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU528;O631
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-27
• 1.1 超細粉體的表面改性16-19
• 1.1.1 超細粉體表面改性的目的及作用16
• 1.1.2 超細粉體的表面物理吸附改性16-17
• 1.1.3 超細粉體的表面化學接枝改性17-19
• 1.2 硅烷偶聯(lián)劑19-22
• 1.2.1 硅烷偶聯(lián)劑的作用機理19-20
• 1.2.2 硅烷偶聯(lián)劑的應用20-21
• 1.2.3 硅烷偶聯(lián)劑的選擇21-22
• 1.3 機制砂的應用現(xiàn)狀22-25
• 1.3.1 機制砂石粉含量對混凝土的影響22
• 1.3.2 機制砂級配對混凝土的影響22-23
• 1.3.3 聚羧酸減水劑對機制砂混凝土工作性能的影響23-24
• 1.3.4 纖維增強混凝土24-25
• 1.4 課題的提出與主要研究內(nèi)容25-27
• 1.4.1 課題的提出25-26
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容26-27
• 第二章 KH-570改性機制砂的制備27-37
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實驗原料及儀器設(shè)備28
• 2.2.1 實驗原料28
• 2.2.2 實驗儀器設(shè)備28
• 2.3 實驗步驟28-31
• 2.3.1 機制砂的預處理28-29
• 2.3.2 機制砂的羥基化29
• 2.3.3 滴定法測機制砂表面羥基數(shù)29-30
• 2.3.4 羥基化機制砂與偶聯(lián)劑反應30-31
• 2.4 結(jié)構(gòu)表征與性能測試31-32
• 2.4.1 傅里葉紅外光譜測試31
• 2.4.2 X射線衍射(XRD)測試31
• 2.4.3 熱失重分析(TGA)測試31
• 2.4.4 X-射線光電子能譜(XPS)測試31-32
• 2.5 結(jié)果與討論32-36
• 2.5.1 反應條件對偶聯(lián)效率的影響32-34
• 2.5.2 偶聯(lián)機制砂的紅外吸收光譜分析34-35
• 2.5.3 偶聯(lián)機制砂的X射線光電子能譜分析35-36
• 2.5.4 偶聯(lián)機制砂的X射線衍射分析36
• 2.6 結(jié)論36-37
• 第三章 聚羧酸減水劑表面接枝改性機制砂及其在混凝土中的應用37-47
• 3.1 引言37
• 3.2 實驗原料及儀器設(shè)備37-38
• 3.2.1 實驗試劑及原料37-38
• 3.2.2 實驗儀器設(shè)備38
• 3.3 實驗步驟38-39
• 3.3.1 聚羧酸減水劑接枝機制砂的合成38-39
• 3.3.2 將聚合物從機制砂微粒表面劈裂下來39
• 3.4 結(jié)構(gòu)表征與性能測試39-40
• 3.4.1 傅里葉紅外光譜測試39-40
• 3.4.2 熱失重分析(TGA)測試40
• 3.4.3 凝膠滲透色譜(GPC)測試40
• 3.4.4 砂漿流動度測試40
• 3.4.5 混凝土抗壓和抗折強度測試40
• 3.5 結(jié)果與討論40-45
• 3.5.1 聚羧酸減水劑改性機制砂的紅外吸收光譜分析40-41
• 3.5.2 聚羧酸減水劑改性機制砂的凝膠滲透色譜分析41-42
• 3.5.3 聚羧酸減水劑改性機制砂的熱失重分析42
• 3.5.4 聚羧酸減水劑改性機制砂的SEM分析42-43
• 3.5.5 聚羧酸減水劑改性機制砂的砂漿流動度研究43-44
• 3.5.6 聚羧酸減水劑改性機制砂的抗壓強度研究44-45
• 3.5.7 聚羧酸減水劑改性機制砂的抗折強度研究45
• 3.6 結(jié)論45-47
• 第四章 丙烯酸蔗糖酯表面接枝改性機制砂及其在混凝土中的應用47-57
• 4.1 引言47-48
• 4.2 實驗原料及儀器設(shè)備48-49
• 4.2.1 實驗試劑及原料48
• 4.2.2 實驗儀器設(shè)備48-49
• 4.3 實驗步驟49-50
• 4.3.1 丙烯酸蔗糖酯的合成49
• 4.3.2 丙烯酸蔗糖酯改性機制砂的合成49-50
• 4.4 結(jié)構(gòu)表征與性能測試50-51
• 4.4.1 傅里葉紅外光譜測試50
• 4.4.2 熱失重分析(TGA)測試50
• 4.4.3 凝膠滲透色譜(GPC)測試50
• 4.4.4 砂漿流動度測試50
• 4.4.5 混凝土抗壓和抗折強度測試50-51
• 4.5 結(jié)果與討論51-55
• 4.5.1 紅外吸收光譜分析51-52
• 4.5.2 熱失重分析52-53
• 4.5.3 砂漿流動度研究53-54
• 4.5.4 混凝土強度研究54-55
• 4.6 結(jié)論55-57
• 第五章 總結(jié)57-59
• 參考文獻59-64
• 攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況64
• 1) 參加的學術(shù)交流與科研項目64
• 2) 發(fā)表的學術(shù)論文(含專利和軟件著作權(quán))64

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