高固含量聚羧酸減水劑合成與性能研究.pdf

1、高性能減水劑是配制高性能混凝土的關(guān)鍵技術(shù)之一。聚羧酸系減水劑具有高減水率、良好的保坍性和環(huán)境友好性等優(yōu)點,是配制高性能混凝土的首選減水劑,也是當(dāng)前減水劑技術(shù)領(lǐng)域的主要研究熱點。
　　 本研究以馬來酸酐的“無水酯化”工藝為基礎(chǔ),利用低溫高效催化手段,得到具有較高雙鍵活性的不飽和酯化大單體,并采用特殊的氧化還原引發(fā)體系在40℃下合成了固含量高達75％的聚羧酸系高性能減水劑(文中用“改進型PC”表示)。
　　 在酯化大單體合成

2、中,利用固體酸催化劑,將馬來酸酐(MAn)與不同分子量的甲氧基聚乙二醇(MPEG)按一定比例在低溫、無氮氣保護的條件下完成無溶劑酯化反應(yīng)。通過正交設(shè)計實驗,在分析核磁共振譜圖的基礎(chǔ)上,確定了最佳的酯化反應(yīng)條件為:n(MPEG):n(MAn)=1:2.5,催化劑用量為MPEG質(zhì)量的1.6％,阻聚劑為MAn質(zhì)量的0.3％,在75℃下反應(yīng)5 h,可以得到酯化率為95％的大單體PMAn,同時控制雙鍵剩余率為95％。
　　 在共聚合成中,

3、結(jié)合紅外光譜和核磁共振譜圖,從引發(fā)體系的作用機理入手,比較了過硫酸銨和氧化還原兩種不同引發(fā)體系下的共聚工藝,系統(tǒng)研究了引發(fā)劑投加方式及用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間及體系濃度等對共聚工藝的影響。在所采用的次硫酸氫鈉甲醛-過氧化氫氧化還原引發(fā)共聚工藝下,更多的酯化大單體參與了聚合,共聚進行得比較徹底,未聚合的單體殘留很少,所合成的改進型PC減水劑的固含量可達到75％。
　　 對采用過硫酸銨引發(fā)體系在90℃～95℃下合成的聚羧酸系高性能減

4、水劑(文中用“傳統(tǒng)型PC”表示)和改進型PC在泵送混凝土中的應(yīng)用進行了系統(tǒng)試驗,并重點對改進型PC減水劑在混凝土中應(yīng)用所存在的相容性難題進行了探討。試驗結(jié)果顯示,改進型PC減水劑在新拌混凝土和易性、硬化混凝土強度等方面相比較傳統(tǒng)PC有較強的優(yōu)勢,能有效減少水泥用量,降低混凝土材料成本,提高混凝土的綜合性能。改進型PC與不同品牌膨脹劑、水泥的相容性均較好。隨著集料中泥(或石粉)含量的增大,摻改進型PC混凝土的單方用水量增大,混凝土經(jīng)時損失

5、加大,抗壓強度逐步降低。紫外?？梢姺止夤庾V分析顯示,對改進型PC的吸附,泥>水泥>石粉,與宏觀試驗的結(jié)果相符。
　　 采用離心噴霧干燥工藝對改進型PC減水劑進行粉體制備研究,得到的減水劑粉體固含量達到99％。通過單因素試驗研究了干燥室進口風(fēng)溫、進料液溫度、進料液固含量對噴霧干燥工藝及粉體性能的影響,確定了噴霧干燥工藝適宜的參數(shù)范圍為干燥室進口風(fēng)溫180℃～220℃,進料液溫度20℃～40℃,進料液固含量20％～60％。采用2％碳