功能性聚羧酸鹽減水劑的合成及性能研究.pdf

1、聚羧酸系減水劑是繼木質(zhì)素、萘系之后的第三代減水劑，在較低的水灰比，較低的摻量條件下，其具有凈漿流動(dòng)度大、塌落度損失小、環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn)。但是，在其應(yīng)用方面仍然存在著一些問題。一方面，在低溫環(huán)境下，水泥水化速度緩慢，早期強(qiáng)度發(fā)展緩慢，研究能夠明顯提高混凝土早期強(qiáng)度的早強(qiáng)型聚羧酸減水劑具有著非凡的意義。另一方面，由于混凝土在拌合過程中，受材料來源的限制，各國(guó)各地的砂石資源逐漸出現(xiàn)劣化，而聚羧酸系減水劑對(duì)粘土中的礦物質(zhì)比對(duì)水泥更加敏感，因此，聚

2、羧酸系減水劑對(duì)粘土具有更加強(qiáng)烈的吸附趨勢(shì)，這對(duì)混凝土在施工過程中的運(yùn)輸、保持性、強(qiáng)度等方面造成了很大的影響。
　　本文主要針對(duì)聚羧酸系減水劑的這兩個(gè)問題，首先，從聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)入手，通過分子設(shè)計(jì)，以異丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)為大單體，把丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸鈉(SMAS)作為聚合單體，探討了引發(fā)劑(APS)、聚合單體、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響。結(jié)果表明：在反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為4-5個(gè)小時(shí)

3、，引發(fā)劑過硫酸銨(APS)用量為單體總質(zhì)量的3％時(shí)，單體摩爾比為n(AA):n(HPEG):n(SMAS)=4:1:0.36，制備出的聚羧酸減水劑具有較好的分散性能。當(dāng)聚羧酸減水劑的摻量為0.2%，水灰比為0.29時(shí)，減水率可以達(dá)到34.88%，水泥最大凈漿流動(dòng)度可以達(dá)到300mm，90min水泥凈漿流動(dòng)度為272mm。
　　其次，在上述工藝基礎(chǔ)上分別采用丙烯酰胺(AM)、羥甲基丙烯酰胺(HAM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(A

4、MPS)取代部分丙烯酸(AA)，通過水溶液聚合法制備出來具有早強(qiáng)功能的聚羧酸系減水劑。通過測(cè)試水泥凈漿流動(dòng)度、砂漿減水率、初終凝時(shí)間、砂漿1d、3d的抗壓強(qiáng)度，得出AM、HAM、AMPS合成的早強(qiáng)型聚羧酸系減水劑均有助于提高混凝土的早期強(qiáng)度。
　　再次，以分散性能較優(yōu)的聚羧酸減水劑的工藝為基礎(chǔ)，分別添加甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)、苯乙烯(ST)，制備出了具有抗粘土作用的聚羧酸系減水劑。

5、測(cè)試添加5%渭河土的水泥凈漿流動(dòng)度。得出：當(dāng)減水劑摻量(折固摻量)為水泥質(zhì)量的0.2%時(shí)，不同添加量的DM、DMC、ST合成的聚羧酸系減水劑對(duì)渭河土具有一定的屏蔽作用，確定出了DM的添加量為0.5%(占單體總質(zhì)量)時(shí)，當(dāng)DMC添加量為1%(占單體總質(zhì)量)時(shí)，當(dāng)ST的添加量為0.5%(占單體總質(zhì)量)時(shí)，合成的三種聚羧酸系減水劑具有較好的屏蔽渭河土的效果。進(jìn)一步比較三種合成的聚羧酸系減水劑對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響，得出DM添加量為0.5%(占