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水泥粉磨过程中耗能高、能量利用率低,掺加少量助磨剂就可以起到提高粉磨效率,改善水泥颗粒级配,提高水泥性能的作用。本文针对小分子助磨剂应用中的问题,以三乙醇胺作为核分子,合成了超支化型大分子水泥助磨剂,对其合成工艺、性能进行了系统研究,旨在开发新型超支化水泥助磨剂应用于水泥混凝土中,改善水泥性能和促进水泥厂的节能减排。本文研究具体内容和实验结果如下:1.合成两种不同类型AB2型增长单体,用三乙醇胺作核分子,通过酯交换和酯化反应分别生成了超支化聚胺-酯(HPE)和超支化聚酰胺-酯(HPAE),通过控制核分子和AB2单体比例为1:3,1:9,1:21分别合成了第一代,第二代,第三代超支化聚合物。对合成的两种超支化聚合物进行傅立叶红外分析、元素分析、羟值和热失重测试,结果表明合成的产物与设计的超支化分子结构相符,能应用到助磨剂领域。2.通过粉磨后水泥细度测试结果,超支化型助磨剂最佳掺量:HPE-G1、HPE-G2和HPAE-G1的最佳掺量是0.020%,45μm筛余分别降低了47.5%、52.5%和49.4%;HPE-G3、HPAE-G2和HPAE-G3的最佳掺量是0.010%,45μm筛余分别降低了48.7%、50.0%和46.8%;HPAE-M最佳掺量是0.015%,45μm筛余降低了48.1%。在它们最佳掺量时,掺加超支化助磨剂的水泥样品比三乙醇胺具有更高的比表面积,通过粒径分布结果遴选了HPE-G2、HPAE-G2和HPAE-M三种超支化型水泥助磨剂,它们3-32μm颗粒含量分别达到了68.8%、67.9%和66.4%,其中HPE-G2和HPAE-G2休止角分别降低了32.7%,25.0%。3.测试助磨剂对P·I水泥水化影响,与空白相比,在最佳掺量时,HPE-G2的3d和28d抗压强度增长率分别为18.1%和30.5%;HPAE-G2的3d和28d抗压强度增长率分别为15.7%、28.0%;HPAE-M的3d、28d增长率分别为26.4%、29.9%。掺加超支化型助磨剂的水泥样品与三乙醇胺相比,凝结时间更接近空白且水泥硬化浆体的化学结合水含量更高,3d时HPAE-M化学结合水含量最高为22.16%,28d时HPE-G2的化学结合水含量最高为23.32%。结合对水泥水化样3d和28d的XRD图谱和SEM照片分析,表明各超支化型助磨剂均能激发促进早期C3A和后期C3S的水化,这与超支化型助磨剂能提高水泥力学性能一致。4.实验室合成超支化型助磨剂与减水剂的适应性很好,提高了助磨剂适用范围,在助磨、增强方面表现优异。5.对于超支化助磨剂助磨增强的机理,通过其与三乙醇胺对比,探讨醇胺基团在水泥粉磨和水化过程中的作用机理,分析认为超支化型助磨剂具有多吸附位点,更易吸附在水泥颗粒表面,同时其空间位阻作用明显,提高了水泥颗粒分散性能,从而提高了粉磨效率、促进了水泥水化,起到了助磨增强作用。