减水剂己成为混凝土中不可缺少的组分.doc

前言 ? 目前，减水剂己成为混凝土中不可缺少的组分。对混凝土减水剂的研究也空前活跃，许多新型的减水剂不断被开发出来。高效减水剂又称超塑化剂，相对于一般的减水剂，它可大大降低水灰比，增加流动度，具有高效减水，改善混凝土孔结构和密实程度，节约水泥，控制混凝土的坍落度损失的功能，能改善混凝土的施工性能，解决混凝土的引气、缓凝等问题，提高混凝土的强度和耐久性，是高性能混凝土中的一种必不可少的核心材料。目前，在国内外常用的高效减水剂主要有萘磺酸甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛缩合物以及聚羧酸共聚物三大类。萘系高效减水剂减水剂是目前国内市场上使用最为普遍的一类高效减水剂，其市场占有率高达90%以上，但是这类高效减水剂由于其存在着坍落度损失大、减水率相对较低、环境污染严重等一系列缺点。因此，为了适应在早强、超高强、高抗渗、自流平等特种混凝土的需要，开发新一代高性能减水剂势在必行。而目前，聚羧酸高效减水剂已逐渐成为了国内外减水剂行业研究的热点。聚羧酸减水剂具有减水率高、保坍性好、无氯、无氨、低碱、生产过程中无“三废”的排放、对人体健康不构成威胁、且分子结构可调控性强等一系列优点。因此，具有相当好的应用前景。 ??本文以甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸等为原料，在过硫酸盐与过氧化物双引发体系的作用下，通过自由基聚合反应，合成了一系列具有不同组成和链段结构的梳型共聚物，并主要就聚合单体种类和配比对水泥净浆和混凝土的分散性能影响进行了研究。 ?1实验部分 1.1 ?实验仪器及原料 1.1.1实验仪器 四口烧瓶；冷凝管；恒温水浴锅；温度计；聚四氟乙烯搅拌浆。 TLJ－2型电子增力电动搅拌器：姜堰市天力医疗器械有限公司； ZNHW型电子节能控温仪：巩议市峪予华仪器厂； BT00－100M蠕动泵：保定兰格恒流泵有限公司； 1.1.2实验原料 甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯（自制）：分子量1000，单体熔融后颜色呈红褐色。甲基丙烯酸（分析纯）:北京益利精细化学品有限公司；丙烯酸（分析纯）：北京益利精细化学品有限公司；甲基丙烯磺酸钠，工业品（98%）；链转移剂；引发剂；氢氧化钠溶液（30%）；水泥：基准水泥、太行水泥； 1.2聚羧酸梳型共聚物的分子结构 1.3聚羧酸高效减水剂的制备 如下图所示，在配有水浴锅、温度计，搅拌器，蠕动泵和回流冷凝管的玻璃反应容器中，加入一定量的去离子水，在搅拌的情况下加热至75,待温度稳定后，再将聚酯，甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、和链转移剂配成的一定的浓度的溶液，记作组分A；同样一样也将引发剂配成一定浓度的溶液，记作组分B，分别在1小时和1.5小时内缓慢滴加到500ml的反应器中，滴加完毕后，保温半小时，然后在10min中内滴加残余的引发剂溶液，再保温1小时后，降温至30－40，用20％的氢氧化钠溶液中和至中性，最后用去离子水将反应溶液稀释至30％，反应结束。 ? ? ? ? ? ? ? ? 1.4性能试验 1.4.1原材料 （1）水泥（C）：太行P.O 42.5普通硅酸盐水泥； （2）粉煤灰（FA）：元宝山级粉煤灰； （3）矿粉：天津唐龙； （4）砂（S）；中砂，细度模数为：3.0-2.3 （5）碎石（G）：粒径5mm-20mm; 1.4.2水泥净浆流动度的测定 按照GB8077-2000对不同单体种类和配比下合成的聚羧酸减水剂进行净浆流动度测试，水灰比为0.29, 除特别说明以外，均采用中国建筑材料研究院生产的基准水泥。 1.4.3混凝土性能测定 混凝土减水率的测定参照GB8076-1997,掺入一定的减水剂后减少相应的用水量,并保持掺减水剂的混凝土与空白混凝土的坍落度相同(80+10)mm,计算相应的减水率和检测混凝土的和易性;测试混凝土的抗压强度 2结果与讨论 2．1聚合单体种类对水泥净浆流动度的影响 ???? 聚合单体的类型是影响所制得的聚羧酸高效减水剂分散性能的一个重要因数，不同的聚合单体除了可以为梳型共聚物提供丰富的主链结构以外，还可以在一定程度上改变高分子表面活性剂的静电斥力，以及其在分散颗粒上吸附点的数目，但是，在自由基聚合过程中，由于各种聚合单体活性不同，这就会导致其在接枝过程中难易程度的差别以及最终单体转化率的大小，同时也会在一定程度上影响链结构的合理性。并最终会影响所合成的聚羧酸分散性能的大小。 表1 聚合反应中各种单体的质量配比 编号 聚酯(g) 甲基丙烯酸(g) 丙烯酸(g) 甲基丙烯磺酸钠 丙烯酸乙酯(g) 引发剂(g) 链转移剂 (g) 1# 55 6.62 --- --- --- 0.64 0.64 2# 55 8.06 --- --- --- 0.73 0.73 3# 55 --- 25.8 --- --- 1.775 1.125 4# 55 --- 34.4