聚羧酸减水剂与羟基羧酸盐缓凝剂的分子结构耦合机理

The unreasonable matching of molecular structure between polycarboxylate superplasticizer and hydroxy carboxylic acid salt not only leads to slump loss, bleeding and segregation of fresh concrete, but also leads to structural defects of hardened concrete, and even induce durability problem. Research on synergistic mechanism of different molecular structures of polycarboxylate superplasticizer and hydroxy carboxylic acid salt so far is not reported. The molecular structures matching relationship of polycarboxylate superplasticizer and hydroxy carboxylic acid salt has not yet been established. The relationship of hydration behavior, adsorption behavior, dispersion and molecular structure of polycarboxylate superplasticizer and hydroxy carboxylic acid salt would be researched to determine the molecular structure informational parameters. It is the first time to construct mathematical relationship between molecular structure parameters and performance information and explore coupling law of molecular structure between polycarboxylate superplasticizer and hydroxy carboxylic acid salt retarder. In this way, there is a theoretical basis for small molecule salt selection and polycarboxylate superplasticizer molecular structure design; it also provides a solution for overall performance optimization of polycarboxylate superplasticizer and concrete.

聚羧酸减水剂与羟基羧酸盐的不合理匹配，不仅引发新拌混凝土坍落度损失快、离析、泌水等工作性问题，而且导致硬化混凝土结构缺陷，甚至诱发耐久性问题；然而，有关不同分子结构的聚羧酸减水剂与不同分子结构的羟基羧酸盐协同作用机理的研究未见报道，聚羧酸减水剂与羟基羧酸盐二元体系分子结构的匹配关系至今尚未建立，从而导致羟基羧酸盐的选择与聚羧酸减水剂分子结构设计的不准确性。本项目研究聚羧酸减水剂、羟基羧酸盐二元体系分子结构与吸附行为、水化行为、分散性的关系，并确定分子结构信息参数，首次构建分子结构信息参数与性能的数学模型，同时从分子结构层面探讨羟基羧酸盐与聚羧酸减水剂的耦合规律，为聚羧酸减水剂分子结构设计及羟基羧酸盐的选择提供理论基础，为聚羧酸减水剂整体性能优化、混凝土整体品质提升提供技术方案。

聚羧酸减水剂与羟基羧酸盐的不合理匹配，不仅引发新拌混凝土坍落度损失快、离析、泌水等工作性问题，而且导致硬化混凝土结构缺陷，甚至诱发耐久性问题；然而，有关不同分子结构的聚羧酸减水剂与不同分子结构的羟基羧酸盐协同作用机理的研究未见报道，聚羧酸减水剂与羟基羧酸盐二元体系分子结构的匹配关系至今尚未建立，从而导致羟基羧酸盐的选择与聚羧酸减水剂分子结构设计的不准确性。本项目研究了（1）羟基羧酸盐与不同分子结构的聚羧酸减水剂二元体系在水泥/水、C3A-石膏/水、C3S/水界面的吸附行为；（2）羟基羧酸盐与聚羧酸减水剂二元体系作用下浆体水化行为，并分析了水化行为与吸附行为、液相离子、残余共聚物、ζ-电位的关系；（3）基于吸附行为、水化行为、分散性的分析，构建了羟基羧酸盐、聚羧酸减水剂分子结构信息参数与性能的数学模型，揭示了两者分子结构的耦合规律。（4）聚羧酸减水剂与蒙脱石的插层反应机理，揭示了聚羧酸减水剂抗泥性差的本质原因。项目经费执行合理，完成预期目标。研究结果首次构建分子结构信息参数与性能的数学模型，同时从分子结构层面探讨羟基羧酸盐与聚羧酸减水剂的耦合规律，同时揭示了聚羧酸减水剂抗泥性差的本质原因，提出了高抗泥型聚羧酸减水剂分子结构设计方法，为聚羧酸减水剂分子结构设计及羟基羧酸盐的选择提供了理论基础，为聚羧酸减水剂整体性能优化、混凝土整体品质的提升提供技术方案；公开发表学术论文22篇，其中SCI收录15篇，获授权发明专利4项，培养硕士研究生2名。