混凝土高效减水剂

　　《混凝土高效减水剂》对混凝土外加剂中应用最为广泛的产品——混凝土高效减水剂进行了比较系统和全面的介绍，具体包括：萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐类高效减水剂、66肪族磺酸盐高效减水剂、聚羧酸系高性能减水剂、木质素磺酸盐减水剂的基本性8S及制备工艺；各类高效减水剂与水泥和混凝土的相互作用机理以及高效减水剂对水泥混凝土结构的影响；不同高效减水剂的复合使用；高效减水剂的创新技术及发展趋势等。《混凝土高效减水剂》适合从事混凝土外加剂研究、生产和工程应用的科技人员阅读，也可供大专院校相关专业师生参考。

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第1章概论1
1  1国内外研究现状2
1  1  1高效减水剂的发展与应用现状2
1  1  2高效减水剂的作用机理研究现状7
1  1  3高效减水剂对水泥水化速率的影响12
1  1  4高效减水剂对水化产物形貌的影响13
1  2存在的问题与发展趋势13
参考文献15
第2章高效减水剂的结构特征及表征方法192  1化学组成19
2  2化学官能团和分子结构的确定20
2  2  1红外光谱方法20
2  2  2紫外吸收光谱法21
2  2  3核磁共振波谱方法24
2  3分子量与分子量分布测定25
2  3  1GPC测定聚合物的分子量25
2  3  2凝胶色谱与小角激光散射联用27
2  4聚合物离子价的估计28
2  5聚合物结构与形状的特征29
2  5  1静态柔顺性和动态柔顺性29
2  5  2分子结构对链柔顺性的影响30
2  6表面张力的测定31
2  6  1毛细管上升法31
2  6  2威廉米吊片法31
2  7分散效率的评估31
2  7  1吸附量测定31
2  7  2Zeta电位测定33
2  8高效减水剂对水泥水化的影响34
2  8  1高效减水剂对水泥水化热的影响34
2  8  2阻抗谱34
2  8  3光学显微镜35
2  8  4环境扫描电镜36
参考文献37
第3章萘系高效减水剂的制备38
3  1萘系减水剂制备用原材料38
3  1  1工业萘39
3  1  2工业浓硫酸39
3  1  3工业甲醛40
3  1  4工业用氢氧化钠42
3  2萘系减水剂合成工艺及原理43
3  2  1磺化反应43
3  2  2水解反应45
3  2  3缩合反应45
3  2  4中和反应46
3  3合成工艺及其参数控制47
3  3  1工艺流程47
3  3  2磺化反应参数控制47
3  3  3水解反应参数控制49
3  3  4缩合反应参数控制50
3  4中和及硫酸钠的清除54
3  5甲基萘减水剂的制备方法55
3  5  1磺化反应56
3  5  2缩合反应57
3  6建  1减水剂的制备58
3  7蒽系及古马隆系61
3  8萘系减水剂的生产工艺流程图62
3  9萘系减水剂合成过程各阶段的物料平衡62
3  9  1磺化阶段的物料平衡62
3  9  2水解反应阶段的物料平衡63
3  9  3缩合反应阶段的物料平衡63
3  10萘系减水剂生产过程中存在的问题64
3  10  1原材料质量波动大64
3  10  2缺乏对生产过程中一些重要参数的控制及检测64
3  10  3原材料的挥发导致产品性能下降65
3  11萘系减水剂的改性研究进展66
3  11  1坍落度保持性能的改进66
3  11  2高聚合度的萘磺酸盐甲醛缩合物的合成68
3  11  3减少甲醛含量和硫酸钠含量的改进69
3  11  4磺化剂的改进70
3  12萘系减水剂的生产环保与安全70
参考文献71
第4章三聚氰胺系高效减水剂的合成72
4  1原材料及其要求73
4  1  1三聚氰胺73
4  1  2磺化剂75
4  1  3甲醛76
4  2合成工艺与原理76
4  2  1合成反应原理76
4  2  2合成工艺及其参数控制79
4  3三聚氰胺系高效减水剂的改性90
4  3  1低成本三聚氰胺系高效减水剂90
4  3  2三聚氰胺系高效减水剂改性研究进展92
4  3  3合成工艺的改进96
4  4合成过程检测控制方法96
4  4  1残余甲醛含量的测定方法96
4  4  2磺化率的测定方法96
参考文献98
第5章氨基磺酸系高效减水剂99
5  1原材料及其要求99
5  1  1对氨基苯磺酸钠100
5  1  2苯酚100
5  1  3改性单体101
5  2合成原理与工艺102
5  2  1苯酚与甲醛的加成反应（苯酚羟甲基化反应）102
5  2  2对氨基苯磺酸钠与甲醛的加成反应102
5  2  3缩聚反应103
5  2  4碱性重排反应103
5  3合成工艺及其参数控制103
5  3  1酸性合成路线104
5  3  2碱性合成路线104
5  3  3合成工艺参数的控制106
5  4氨基磺酸盐高效减水剂的改性研究110
5  4  1降低成本的改进110
5  4  2泌水改性112
5  4  3与黏度调节剂复合113
5  4  4水杨酸代替苯酚改性113
5  4  5复合改性115
5  5环保与安全116
5  6氨基磺酸盐高效减水剂的性能116
5  6  1表面张力与起泡性116
5  6  2在水泥颗粒上的吸附量117
5  6  3增强效果119
5  6  4混凝土体积稳定性119
参考文献120
第6章脂肪族磺酸盐高效减水剂1226  1脂肪族磺酸盐高效减水剂的发展历程122
6  2原材料及其要求123
6  3反应原理与工艺124
6  3  1脂肪族高效减水剂的合成机理124
6  3  2脂肪族高效减水剂合成工艺及参数控制127
6  4脂肪族磺酸盐高效减水剂的性能138
6  4  1水泥净浆流动度138
6  4  2水泥净浆的屈服值(τo)与塑性黏度(ηpl)138
6  4  3脂肪族磺酸盐高效减水剂对凝结时间的影响140
6  4  4脂肪族磺酸盐高效减水剂的减水率与增强效果140
6  4  5用脂肪族磺酸盐高效减水剂配制流态高强混凝土141
6  4  6配制自密实免振混凝土141
6  4  7脂肪族磺酸盐高效减水剂与水泥品种的适应性143
6  4  8掺脂肪族磺酸盐高效减水剂混凝土的耐久性143
6  5脂肪族磺酸盐高效减水剂与其他化学外加剂复合145
6  6脂肪族磺酸盐高效减水剂的结构与减水机理145
6  6  1红外光谱分析145
6  6  2差热扫描量热分析146
6  6  3数均分子量的测定146
6  6  4在水泥颗粒上的吸附与ξ  电位146
6  6  5掺脂肪族磺酸盐高效减水剂的水泥净浆的微观结构147
6  7脂肪族高效减水剂的应用问题150
参考文献151
第7章聚羧酸系高性能减水剂的制备152
7  1概述152
7  2聚羧酸系减水剂常用的原材料155
7  3聚羧酸系高性能减水剂的生产工艺与原理155
7  4聚酯类减水剂的制备157
7  4  1直接酯化法制备大单体157
7  4  2酯交换方法制备大单体176
7  5聚羧酸系减水剂的聚合反应181
7  5  1自由基聚合单体的选取181
7  5  2自由基聚合反应机理181
7  5  3合成工艺过程183
7  5  4聚合反应的影响因素185
7  5  5聚合反应动力学193
7  6烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂的制备195
7  6  1聚醚类减水剂的聚合工艺195
7  6  2分子结构与官能团设计196
7  6  3共聚单体体系的选择196
7  6  4中和试剂的选择198
7  6  5引发剂的选择198
7  6  6反应单体的配比和工艺参数优化199
7  6  7聚醚基超塑化剂的分子结构特性204
7  7聚羧酸系减水剂分子结构与性能设计207
7  7  1聚羧酸系减水剂侧链与性能关系208
7  7  2关于聚羧酸系减水剂中官能团种类与含量的影响208
7  7  3聚羧酸系减水剂分子量的影响210
7  7  4聚羧酸系减水剂的亲水  亲油平衡性210
参考文献212
第8章木质素磺酸盐减水剂214
8  1木质素磺酸盐减水剂215
8  2木质素磺酸盐减水剂的应用现状216
8  3木质素系减水剂作用机理216
8  4木质素磺酸盐减水剂的改性研究217
8  4  1复合改性方法217
8  4  2化学改性方法217
8  4  3物理改性方法218
8  5改性木质素磺酸盐的性能220
参考文献222
第9章高效减水剂在水泥颗粒上的吸附223
9  1高效减水剂在水泥单矿物上的吸附行为223
9  1  1高效减水剂的特征吸收峰和吸附标准曲线223
9  1  2水泥单矿物及其制备225
9  1  3高效减水剂在铝酸三钙上的吸附227
9  1  4铁铝酸四钙对高效减水剂的吸附230
9  1  5硅酸三钙对高效减水剂的吸附233
9  1  6β  C2S对不同高效减水剂的吸附236
9  1  7高效减水剂在不同单矿物上的吸附量239
9  1  8石膏对高效减水剂的吸附241
9  2高效减水剂在水泥颗粒上的吸附现象242
9  2  1纯化学试剂烧制的硅酸盐水泥对高效减水剂的吸附242
9  2  2工业原料烧制硅酸盐水泥对高效减水剂的吸附244
9  3高效减水剂吸附量与水泥净浆流动度253
参考文献256
第10章掺加减水剂的水泥悬浮体系的动电性质257
10  1高效减水剂对水泥单矿物的ζ  电位的影响257
10  2单矿物的表面电位与吸附量的关系260
10  3高效减水剂对水泥颗粒表面电位的影响263
10  3  1高效减水剂对不同水泥的ζ  电位的影响263
10  3  2不同高效减水剂对水泥ζ  电位的影响264
10  3  3ζ  电位随时间的变化265
10  3  4温度和水灰比对水泥粒子表面电性的影响267
10  4固体表面带电的原因和Stern 双电层模型267
参考文献269
第11章高效减水剂对水泥水化和新拌浆体结构的影响270
11  1减水剂对水泥水化的影响270
11  2水泥水化过程的电阻率特性277
11  3减水剂对新拌水泥浆体的电阻率变化的影响278
11  4掺加减水剂水泥混凝土的凝结时间281
11  5高效减水剂对水化产物和新拌水泥浆体的早期结构的影响282
11  5  1新拌水泥浆体的光学显微镜观察282
11  5  2不含减水剂水泥浆体的环境扫描电镜观察283
11  5  3含高效减水剂水泥浆体的环境扫描电镜观察287
参考文献303
第12章高效减水剂与水泥的相互作用机理305
12  1溶液中离子强度对静电分散作用的影响305
12  2高效减水剂对水泥的分散作用机理307
12  3吸附量与吸附层厚度的关系310
12  4减水剂与水泥的相容性问题310
12  4  1水泥矿物成分对相容性的影响312
12  4  2外加剂方面的影响317
12  4  3温度的影响320
12  4  4矿物掺合料的影响320
参考文献321
第13章掺高效减水剂的新拌水泥混凝土性能322
13  1新拌水泥浆体的流变特征322
13  2新拌水泥浆体的触变性质324
13  3新拌水泥浆体流变参量的测定与计算326
13  4新拌水泥浆体的扭矩经时变化328
13  5新拌水泥浆体的粒径分布329
13  6水泥净浆流动度测定的流变学分析330
13  7掺加高效减水剂的新拌混凝土稳定性332
13  7  1新拌混凝土的离析和泌水332
13  7  2新拌混凝土离析和泌水的评定方法333
13  7  3减水剂对混凝土离析和泌水的影响334
13  8高效减水剂与新拌混凝土的含气量334
13  8  1含气量对混凝土性能的影响334
13  8  2新拌混凝土含气量的测定方法335
13  8  3不同减水剂的引气性能336
13  8  4其他因素对新拌混凝土含气量的影响336
13  8  5新拌混凝土坍落度及其经时变化337
参考文献337
第14章掺加高效减水剂的硬化混凝土性能339
14  1高效减水剂的早强与增强作用339
14  2高效减水剂对混凝土收缩与开裂的影响344
14  2  1水泥石中的孔和水对混凝土收缩的影响344
14  2  2干燥收缩机理和塑性收缩机理345
14  2  3减水剂对混凝土收缩开裂性能的影响349
14  3掺高效减水剂混凝土的弹性模量和徐变357
14  4掺高效减水剂混凝土耐久性359
14  4  1对抗冻性的影响359
14  4  2对抗渗性的影响361
14  4  3对碳化及钢筋锈蚀的影响362
14  5矿物混合材与高效减水剂的双掺作用363
14  5  1“双掺”法对混凝土工作性能的改善364
14  5  2“双掺”对混凝土强度的影响365
14  5  3“双掺”技术对混凝土耐久性的影响366
14  6高效减水剂对硬化混凝土的过渡层结构的影响366
参考文献367
第15章高效减水剂与其他外加剂的复配370
15  1高效减水剂与缓凝剂的复配370
15  1  1缓凝剂的分类370
15  1  2缓凝剂的作用机理371
15  1  3混凝土缓凝剂的辅助塑化效应372
15  1  4萘系高效减水剂  缓凝剂复合373
15  1  5氨基磺酸盐高效减水剂  缓凝剂复合373
15  2高效减水剂与木质素磺酸盐的复配373
15  3不同超塑化剂之间的复配374
15  3  1氨基磺酸盐减水剂与其他高效减水剂复配375
15  3  2脂肪族磺酸盐与其他高效减水剂的复配379
15  3  3三聚氰胺减水剂与其他减水剂的复配380
15  3  4聚羧酸系减水剂与其他减水剂的复配382
15  4高效减水剂与引气剂和消泡剂的复配388
15  4  1引气剂388
15  4  2引气机理388
15  4  3混凝土中含气量的影响因素389
15  4  4引气剂对新拌混凝土性能的影响389
15  4  5引气剂对硬化混凝土性能的影响390
15  4  6引气剂与减水剂的复配391
15  4  7引气剂的应用问题391
15  4  8消泡剂391
15  5高效减水剂与防冻组分的复配392
15  5  1防冻剂种类392
15  5  2防冻机理393
15  5  3复合防冻剂的组成及其作用394
15  6高效减水剂与早强剂的复配395
15  6  1早强剂的分类395
15  6  2各种早强剂的作用机理395
15  6  3早强剂与减水剂复合396
15  7复合超塑化剂配方设计397
参考文献399
第16章高效减水剂的作用评价与选择401
16  1减水剂对水泥颗粒的分散效率401
16  2减水剂的分散效能402
16  3吸附场的概念403
16  4有效减水率概念404
16  5吸附分散减水作用与辅助减水作用405
16  6减水剂的技术经济性评价407
参考文献411
第17章高效减水剂在水泥基材料中的创新应用41217  1活性粉末混凝土412
17  1  1RPC的基本配制原理412
17  1  2RPC的性能及其影响因素413
17  1  3减水剂对RPC性能的影响415
17  1  4RPC的应用前景417
17  2纤维渗浆混凝土418
17  3智能动力混凝土418
17  4低流动性混凝土的坍落度损失控制419
17  5预填骨料升浆混凝土421
17  6低胶材环保混凝土421
17  7混凝土生产的零能耗系统422
参考文献426
第18章高效减水剂的经济性和可持续发展428
18  1优化混凝土配合比的经济性428
18  2改善混凝土耐久性的经济效益429
18  3由于改进混凝土浇筑性能和施工方面带来的经济效益430
18  4预制混凝土430
18  5寒冷季节适用外加剂的经济性433
18  6在回收废弃塑性混凝土和冲洗水方法的效益433
参考文献434