聚羧酸系減水劑與可溶性堿對(duì)水泥性能的影響研究.pdf

1、聚羧酸系減水劑（Polycarboxylate-based Superplasticizer，簡(jiǎn)稱PC）是由含有羧酸的不飽和單體以及其他單體共聚而成的，是一類具有特定結(jié)構(gòu)和性能的聚合物的總稱。這類減水劑的共同特點(diǎn)是主鏈中含有一定數(shù)量的羧基官能團(tuán)，分子結(jié)構(gòu)呈線形、梳狀或多枝狀，具有高減水率、優(yōu)異的保塑性能，且能使混凝土具有良好的物理力學(xué)性能。
　　通過自由基聚合合成了一種新型聚醚型聚羧酸減水劑（PC-1），將其與聚酯型聚羧酸減水劑（

2、PC-2）進(jìn)行對(duì)比研究，主要比較這兩類PC與水泥的相容性。通過摻加K2CO3來改變水泥漿體中可溶性堿含量，研究可溶性堿含量對(duì)摻不同類型PC的水泥凈漿流動(dòng)性能、顆粒表面zeta電位、水化進(jìn)程、以及其他性能的影響。主要研究工作分述如下：
　?。?）聚醚型聚羧酸減水劑的合成研究：以烯丙基聚乙二醇（APEG）、烯丙基磺酸鈉（SAS）、丙烯酸（AA）為主要原料，合成了一種新型聚醚型 PC。分別研究了引發(fā)劑用量、單體比例、反應(yīng)溫度、聚合時(shí)間等

3、因素對(duì)聚合產(chǎn)物分散性能的影響。通過進(jìn)一步正交試驗(yàn)確定了最佳合成工藝參數(shù)為：n(AA):n(APEG):n(SAS)=18:9:13，引發(fā)劑用量為1.5％，反應(yīng)溫度為80℃，聚合時(shí)間為8h。
　?。?）可溶性堿對(duì)PC與水泥相容性的影響：比較不同摻量的PC-1和PC-2對(duì)水泥凈漿流動(dòng)性能的影響，分析二者對(duì)水泥顆粒的分散作用機(jī)理。通過摻加 K2CO3來改變漿體可溶性堿含量，研究可溶性堿含量對(duì)摻不同類型PC的水泥凈漿流動(dòng)性能的影響。結(jié)果表

4、明：PC-1與水泥的相容性要明顯優(yōu)于PC-2，其飽和摻量點(diǎn)更低，能使?jié){體初始流動(dòng)度高，且流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失小。當(dāng)PC-1或PC-2摻量低于其飽和摻量時(shí)，適當(dāng)增加可溶性堿含量對(duì)PC-1與水泥相容性的影響不大，卻能明顯提高PC-2與水泥的相容性，增強(qiáng)漿體的流動(dòng)性能。
　?。?）可溶性堿對(duì)摻不同類型PC的水泥水化反應(yīng)的影響：研究了可溶性堿與PC的共同作用對(duì)水泥水化熱的影響，并分別對(duì)水化產(chǎn)物進(jìn)行了XRD和SEM分析。結(jié)果表明：摻PC-1或PC

5、-2都能使水泥水化放熱速率增大，適當(dāng)增加可溶性堿可以降低摻PC-1或PC-2水泥的水化放熱速率以及放熱量。PC-1和PC-2都能促進(jìn)水泥的早期水化，增加可溶性堿含量都能在一定程度上加快摻PC-1或PC-2的水泥水化進(jìn)程，能使硬化水泥結(jié)構(gòu)更加致密，有利于水泥石早期強(qiáng)度的發(fā)展。
　?。?）PC與可溶性堿對(duì)水泥性能的影響：研究了可溶性堿與PC的共同作用對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間、水泥石孔徑分布以及硬化后水泥石抗折、抗壓強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明：當(dāng)PC-

6、1摻量較低時(shí)，少量可溶性堿對(duì)漿體有緩凝效應(yīng)，當(dāng)PC-1摻量較高時(shí)，可溶性堿對(duì)漿體則表現(xiàn)出一定的促凝效應(yīng)；而對(duì)于摻PC-2的漿體而言，可溶性堿對(duì)漿體有很強(qiáng)的促凝效應(yīng)。PC-1能使水泥石最可幾孔徑增大，可溶性堿能使摻PC-1的水泥石孔容大幅下降，有利于水泥石強(qiáng)度的發(fā)展；而PC-2對(duì)水泥石孔徑分布影響不大，可溶性堿對(duì)摻PC-2的水泥石強(qiáng)度的提高也不明顯。當(dāng)PC-1或PC-2的摻量為0.04%，可溶性堿摻量為0.36%～0.48%時(shí)，有利于水泥