超支化改性聚羧酸系減水劑的合成及其在混凝土中的應用研究.pdf

1、本論文利用多支鏈結構的超支化聚酰胺-胺對聚羧酸系減水劑進行改性，在聚羧酸減水劑的梳形分子鏈兩端接枝超支化聚酰胺-胺。首次利用甲基丙烯酸叔丁酯(TBMA)、烯丙基聚乙二醇(APEG)、甲基丙烯磺酸鈉(MAS)作為單體，以偶氮二氰基戊酸(ACVA)作為引發(fā)劑，以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑成功合成了分子鏈兩端帶有羧基的聚羧酸減水劑主鏈；然后以乙二胺(EDA)和丙烯酸(AA)為單體在聚羧酸減水劑主鏈兩端成功進行了接枝，通過反應期間多次

2、交替添加單體來控制超支化聚酰胺的代數(shù)，得到了超支化型聚羧酸減水劑(Hyperbranched-typePolycarboxylate Superplasticizers，簡稱HPC); HPC兩端具有空間球形的結構，該結構單位分子內含有更多的活潑基團(羧基和胺基)，能與水泥顆粒形成更大的接觸面積，使減水劑分子和水泥顆粒間的結合更加的牢固，超支化的球形結構能夠增加減水劑的空間位阻，能提高對水泥顆粒的分散穩(wěn)定性，改善聚羧酸減水劑在應用中普遍

3、存在的水泥適應性不好和分散體系不穩(wěn)定等缺點。
　　 使用紅外光譜(IR)和核磁光譜(1HNMR)分別對所得超支化型聚羧酸減水劑進行了結構表征。結果表明，紅外和核磁譜圖都表明我們成功合成了HPC。討論了反應溫度、反應時間、引發(fā)劑用量、單體配比、烯丙基聚乙二醇分子量、超支化代數(shù)等實驗條件對超支化型聚羧酸減水劑性能的影響；將合成的減水劑應用到混凝土中，進行了水泥凈漿流動度的性能測試。實驗數(shù)據(jù)表明在單體摩爾比為MAS: TBMA:APE

4、G=1:5:0.5，引發(fā)劑ACVA用量為5.0％，接枝PAMAM代數(shù)為G4.5，烯丙基聚乙二醇分子量為700，反應溫度為80℃，反應時間為5h條件下，合成的HPC具有最高的水泥凈漿流動度。這說明該反應條件是最佳合成工藝條件。
　　 本研究還將合成的一系列HPC應用到混凝土中，對不同濃度HPC溶液的表面張力、減水劑飽和摻量、減水率、經(jīng)時流動度損失、坍落度、不同水泥適應性、混凝土抗壓強度比以及混凝土凝結時間進行了測定；結果表明，該減

5、水劑能較大地降低水的表面張力，在低摻量的情況下就能有較高的凈漿流動度、減水率及坍落度，并有較好的經(jīng)時流動度保持性；摻加該HPC后的混凝土凝結時間明顯延長，說明該HPC具有很好的緩凝作用；對摻加了HPC的混凝土進行了3d、7d、28d抗壓強度測試，與基準混凝土相比較具有較高的抗壓強度比；將該減水劑加入四種不同的水泥中，經(jīng)測試都具有較好的性能，說明該減水劑具有良好的水泥適應性。并將HPC與目前市場上的聚羧酸減水劑進行了比較，結果表明與國內的