聚羧酸系混凝土減水劑的合成研究.pdf

1、減水劑是目前研究和使用最廣泛的一種混凝土外加劑，其中聚羧酸系減水劑具有減水率高、坍落度損失小、且生產(chǎn)和產(chǎn)品綠色化等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為減水劑重點(diǎn)研究和發(fā)展的方向。目前國(guó)內(nèi)聚羧酸系減水劑產(chǎn)品還存在著合成工藝不完善、性能不穩(wěn)、成本高、品種單一等問(wèn)題。本課題首先通過(guò)酯化反應(yīng)，合成出減水劑可聚合大分子單體，然后采用“可聚合單體直接共聚法”，在水溶液中進(jìn)行共聚，得到了新型的聚羧酸系混凝土減水劑，并對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 本研究主要

2、內(nèi)容包括：第一章，首先從四個(gè)方面對(duì)混凝土減水劑的研究進(jìn)展做了簡(jiǎn)單綜述：⑴減水劑的定義；⑵減水劑的發(fā)展階段；⑶減水劑的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；⑷減水劑的作用機(jī)理。然后重點(diǎn)從七個(gè)方面全面回顧了聚羧酸系混凝土減水劑研究和應(yīng)用狀況，包括聚羧酸系減水劑的發(fā)展歷史、研究和應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展階段、性能優(yōu)點(diǎn)、合成原料、合成方法和聚羧酸系減水劑研究中的存在問(wèn)題及發(fā)展方向。第二章，用甲基丙烯酸與聚乙二醇單甲醚-1000(PEGME-1000）分別通過(guò)溶劑酯化、熔融酯化

3、兩種方法合成出減水劑大分子單體(MAAPEGME-1000)，并對(duì)兩種方法下的最佳合成條件進(jìn)行了優(yōu)化，討論了酸醇摩爾比、催化劑對(duì)甲苯磺酸用量、阻聚劑對(duì)苯二酚用量、攜水劑用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等條件對(duì)大分子單體酯化率的影響。對(duì)兩種方法的最佳合成條件及在最佳合成條件下合成的大分子單體的酯化率進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：溶劑酯化法效果更好，在甲苯做攜水劑，甲苯用量為聚乙二醇單甲醚質(zhì)量的100％，酸醇摩爾比為1.8:1，催化劑對(duì)甲苯磺酸的用量為聚乙

4、二醇單甲醚質(zhì)量的5％，阻聚劑對(duì)苯二酚的用量為甲基丙烯酸質(zhì)量的6％，反應(yīng)時(shí)間為8h的條件下，合成的MAAPEGME-1000 酯化率達(dá)92％。對(duì)合成的MAAPEGME-1000的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明得到了預(yù)期產(chǎn)物。第三章，用自制的大分子單體及甲基丙烯酸分別與丙烯磺酸鈉(SAS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸鈉(AMPS)共聚得到MAA-MAAMPEGME-SAS和MAA-MAAMPEGME-AMPS 兩種聚羧酸型減水劑；討論了單體

5、比例、引發(fā)劑過(guò)硫酸銨用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、單體滴加時(shí)間及大分子單體分子量等不同因素對(duì)產(chǎn)品減水率的影響，研究表明：對(duì)于MAA-MAAMPEGME-SAS 共聚物減水劑，在nMAA:nMAAPEGME:nSAS 為3:1:1，引發(fā)劑過(guò)硫酸銨用量為單體質(zhì)量的4～5％，反應(yīng)溫度80～85℃，滴加時(shí)間3～4h，反應(yīng)時(shí)間8h，側(cè)鏈MAAPEGME 分子量800～1200 條件下合成的減水劑其減水率可達(dá)24.6％； 對(duì)于MAA-MAAMPEGME

6、-AMPS 共聚物減水劑，在nMAA:nMAAPEGME:nAMPS 為3:1:(1.5～2)，引發(fā)劑過(guò)硫酸銨用量為單體質(zhì)量的6～7％，反應(yīng)溫度75～85℃，滴加時(shí)間2.5～4h，反應(yīng)時(shí)間為6h，側(cè)鏈MAAPEGME 分子量800～1200條件下合成的減水劑的減水率可達(dá)28.5％。對(duì)減水劑結(jié)構(gòu)的表征結(jié)果證實(shí)所得產(chǎn)品與預(yù)期結(jié)果一致。第四章，對(duì)自制的兩種減水劑的基本性能如固含量、靜漿流動(dòng)度等進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明所得減水劑性能均符合國(guó)家標(biāo)