《溫輪膠對水泥水化行為的影響機理及其調控研究》是依託武漢理工大學，由趙青林擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：溫輪膠對水泥水化行為的影響機理及其調控研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙青林
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
溫輪膠屬環境友好型微生物聚合物，具有優異的保水增稠效果和獨特的流變性能，能有效防止砂漿混凝土的離析和泌水，是當今建築材料領域關注的重要外加劑之一。但當其摻量達到一定程度後，會影響水泥的水化，進而影響硬化體的早期強度。為此，本課題擬通過探明溫輪膠對水泥水化產物形成和生長的影響規律，揭示其影響水泥水化的內在機理，明確溫輪膠存在時各水泥水化產物的組成、結構與性能（工作性能、力學性能和耐久性能）之間的關聯性，探明其與其它外加劑的配伍原理，了解包覆或表面處理後溫輪膠的緩釋調控作用效果，找到促進鈣礬石成核生長、氫氧化鈣和C-S-H凝膠形成的合理措施，通過抑制溫輪膠的競爭吸附，達到充分發揮溫輪膠的優勢而不影響硬化體強度的目的。研究成果一方面可豐富水泥化學和膠體化學理論，為溫輪膠的套用提供理論依據；另一方面也為微生物聚合物在多領域的推廣套用提供借鑑，加大微生物聚合物的套用力度，保護生態環境。
結題摘要
由於溫輪膠具有良好環境友好性、優異流變特性及抗離析泌水性能而被廣泛套用於水泥混凝土領域，但其會影響水泥水化且與其它外加劑一起使用時產生競爭吸附。為此本項目研究了溫輪膠對鈣礬石成核生長以及對C3S及C2S水化過程的影響、溫輪膠與其它外加劑合理配伍以及溫輪膠的緩釋調控，得到以下主要結論：（1）在純鈣礬石體系中，當溫輪膠摻量為1%時，Zeta電位達到最大值，但吸附量仍在增長，至摻量為2%仍未達到最大，這是由於溫輪膠分子的多層吸附導致。在鋁酸三鈣-二水石膏體系中，溫輪膠的加入會延緩了體系的水化並抑制鈣礬石的成核，其原因是溫輪膠使得水化早期的鈣礬石保持凝膠態，並因此後期形成的鈣礬石晶體形貌也與空白體系迥異。（2）在C3S及C2S體系中，由於C3S及C2S顯示負電性，因此溫輪膠主要通過吸附於熟料礦物表面的Ca2+層，增加了體系分散性，同時阻礙了水化產物Ca(OH)2結晶與生長，從而對熟料礦物的水化產生影響，但由於溫輪膠的分散作用，使得C3S及C2S與水接觸面積變大，從而使得在水化後期形成的水化產物量增大。（3）溫輪膠與萘系減水劑共同作用時，兩者之間並未產生明顯的競爭吸附作用，溫輪膠的摻入方式對水泥砂漿性能基本未產生影響；溫輪膠與聚羧酸減水劑共同作用時，兩者之間產生了明顯的競爭吸附，溫輪膠與聚羧酸減水劑同時摻入時，溫輪膠的作用占據主導地位，採用先摻入聚羧酸減水劑，反應2min後再摻入溫輪膠，能有效發揮減水劑的減水效果，有利於水化產物的結晶，從而使得水泥砂漿的強度較高。 （4）通過溫輪膠與其它外加劑配伍研究發現，由於溫輪膠分子結構具有較強的電荷密度，溫輪膠與其它外加劑同時使用時存在明顯的競爭吸附，因此將溫輪膠進行改性之後製備的緩釋溫輪膠能有效解決溫輪膠聚羧酸減水劑之間競爭吸附問題，同時不影響溫輪膠保水、增稠效果的發揮。將改性溫輪膠與減水劑套用在普通砂漿和自流平砂漿中，明顯改善砂漿的流動性，這表明聚羧酸減水劑發揮明顯的作用效果，從而緩釋型溫輪膠達到解決溫輪膠與聚羧酸減水劑相容性問題。
