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硅酸盐通报2026年第02期:Na-蒙脱石对聚羧酸减水剂的吸附特性及作用机制研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李盟;孔德松;黄腾;何智浩;王恩文;韦云龙;

单位:西南科技大学环境与资源学院;固体废物处理与资源化教育部重点实验室;西华大学应急管理学院;安顺学院资源与环境工程学院;

摘要:混凝土集料的泥(以膨润土等黏土矿物为主)与聚羧酸减水剂(PCE)的竞争吸附会对水泥及混凝土性能产生不利影响,本文旨在探究Na-蒙脱石对三种PCE(JSJ-1、JSJ-2、JSJ-3)吸附行为及水泥性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(~1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)表征PCE分子结构与参数,通过水泥净浆试验测定流动度和凝结时间,结合X射线衍射(XRD)、同步热分析(TG-DSC)等表征手段分析吸附后Na-蒙脱石结构变化及吸附机理。结果表明,由于PCE中存在较大分子基团,在Na-蒙脱石掺量为5%(质量分数)时,水泥净浆才会完全失去流动度。吸附动力学研究表明,Na-蒙脱石对三种PCE的吸附均符合准二级动力学模型(R~2>0.99),以化学吸附为主,最大吸附量依次为338.98 mg/g(JSJ-1)、294.12 mg/g(JSJ-2)、280.90 mg/g(JSJ-3)。Langmuir等温线拟合结果显示吸附过程为单分子层均匀覆盖(R~2>0.99)。吸附后Na-蒙脱石结构分析证实,PCE侧链嵌入Na-蒙脱石层间形成稳定插层结构,使PCE分解温度区间延迟至200~450℃。

关键词:Na-蒙脱石;;水泥;;聚羧酸减水剂;;吸附特性;;热力学;;作用机制

基金资助:地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金(SKLGP2022K011,SKLGP2023K006);; 贵州省教育厅创新群体项目(黔教合KY字[2020]028)