聚羧酸减水剂的合成参数对水泥水化及相容性影响研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、甲基丙烯酸磺酸钠(MAS)、丙烯酸、过硫酸铵(APS)等为原材料合成聚羧酸高效减水剂(PCE),并研究了合成工艺参数对PCE分散性的影响。试验结果表明:当酸醚比为4∶1,过硫酸铵、甲基丙烯酸磺酸钠用量分别为单体总质量的4.5%、3.0%时,所制备聚羧酸高效减水剂的分散性最佳;掺入PCE后水泥的水化放热峰延迟,水化放热速率和放热总量均有所提高;同时,合成的聚羧酸高效减水剂与不同种水泥具有良好的适应性,并且与脂肪族减水剂具有良好的协同效应,但与氨基磺酸盐系减水剂、萘系减水剂复掺时水泥净浆流动度降低。     

MPEG系高性能减水剂分子结构对水泥颗粒分散性的影响

采用不同分子质量的MPEG合成出一系列聚羧酸系高性能减水剂,通过FT-IR、凝胶渗透色谱对其进行分子结构表征,探讨了聚氧乙烯基(PEO)侧链长度及其接枝密度和聚合物分子质量对水泥颗粒分散性能的影响。结果表明,PEO侧链长度和侧链接枝密度与水泥颗粒分散性密切相关;对于不同PEO侧链长度的减水剂,侧链接枝密度适中时,减水剂表现出较高的分散能力以及分散性保持能力;聚合物分子质量不宜过大或过小,只有适中分子质量的减水剂产品才具有最佳的分散效果;较高的大单体转化率相当于提高了聚羧酸产品的有效掺量,有利于提升聚羧酸减水剂的分散性能。     

聚羧酸系高效减水剂的研究现状与展望

概述了高效减水剂的研究现状。从聚羧酸系高效减水剂的合成方法、存在的问题、作用机理做了讨论,对今后聚羧酸减水剂的研究进行了思考与展望。同时介绍了合成聚羧酸系高效减水剂的主要组分大分子单体的制备方法。     

蔗糖酯改性聚羧酸减水剂的合成

以自制丙烯酸蔗糖酯(ASE)、自制丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯(MPA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为原料,以过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液共聚法合成聚羧酸系减水剂。研究了反应过程中单体物质的量比、引发剂用量、蔗糖酯含量对聚羧酸系减水剂性能的影响,在n(AA)∶n(MPA)∶n(MAS)∶n(ASE)=3.5∶1.0∶1.0∶0.3,引发剂用量为2.5%,ASE含量为7.8%(质量比)时合成的改性聚羧酸减水剂性能最好,其折固掺量为0.2%,水灰比为0.29时,水泥净浆流动度达303 mm。     

聚羧酸减水剂的合成及分散性能研究

将甲氧基聚氧乙烯醚单甲基丙烯酸酯（MPEOMA）、再烯酸（AA）、甲基丙烯酸（MAA）和烯再基磺酸钠（SAS）进行水溶液共聚，合成了具有梳型结构的聚羧酸系高效减水剂。结果表明。该聚羧酸系高效减水剂对不同水泥具有良好分散性和适应性。在折固掺量为0．3％。水灰比为0．26时，水泥净浆流动度高迭265mm。     

柠檬酸改性聚羧酸减水剂的合成

以2-丙烯酰氧基-1,2,3-三羧基丙烷(ACP)、丙烯酸(AA)、丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯(MPA)和甲基丙烯磺酸钠(MAS)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用水溶液共聚法合成柠檬酸改性四元聚羧酸系减水剂。实验结果表明,改性聚羧酸减水剂的最优合成条件为:反应温度90℃,反应时间5 h,APS用量为单体总质量的2.5%,在单体配比为n(ACP)∶n(AA)∶n(MPA)∶n(MAS)=0.47∶3.5∶1.2∶1.0,所合成减水剂的减水率高达31%,2 h内水泥净浆流动度基本无损失。     

功能单体对聚羧酸减水剂性能的影响

采用自由基聚合法,以丙烯酰胺（AM）、N,N二甲基丙烯酰胺（DMAA）和2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸（AMPS）作为功能单体,以不同摩尔比替代聚羧酸减水剂合成过程中小分子单体丙烯酸（AA）,合成一系列带有不同官能团的聚羧酸减水剂.采用傅里叶红外表征了减水剂的分子结构,通过测试掺有减水剂的水泥净浆流动度、减水剂在水泥浆体中的吸附量、水泥浆体的zeta电位及水泥水化热曲线,来研究不同主链官能团对减水剂各项性能的影响.结果表明：功能单体AM,DMAA,AMPS完全代替AA后,所合成的减水剂对水泥浆体的减水分散能力均有所减弱,甚至完全丧失;减水剂分子链所带负电荷越多,其在水泥浆体中吸附量越大;—SO-3对减水剂在水泥表面的吸附能力贡献小于—COO-,这主要是—COO-与Ca2+较强的络合作用所致;羧基是减水剂对水泥水化进程起到延缓作用的关键因素.     

一种聚羧酸高效减水剂的合成及其减水机理研究

试验采用不同聚合度的甲氧基聚乙二醇合成丙烯酸类单体,在链转移剂和引发剂存在的情况下,共聚合成了聚羧酸系高效减水剂。对合成的外加剂进行了一些微观测试,初步探讨了聚羧酸系高效减水剂的减水机理。     

木质素、聚羧酸及其复配型和共聚型减水剂性能比较研究

将共聚型木质素-聚羧酸系高效减水剂、未聚合木质素磺酸钙的聚羧酸系高效减水剂、木质素磺酸钙和复配型木质素-聚羧酸系高效减水剂的性能进行比较,探讨了四种不同减水剂对水泥水化的影响。结果表明:共聚型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂可以使木钙中含有使水泥净浆产生闪凝现象的杂质得以减少或消除,使聚羧酸系高效减水剂的保水性提高,且成本远低于聚羧酸系高效减水剂。复配型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂随掺量增加,水泥净浆强度下降,产生负面叠加效果,共聚型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂随掺量增加,水泥净浆强度提高,改善了木钙造成水泥净浆强度降低的缺陷。共聚型的木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂相对于复配型对硅酸三钙水化有一定的促进作用。     

聚羧酸减水剂的合成及其对水泥水化的影响

以聚乙二醇单甲醚(MPEG)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酰胺为主要单体,通过自由基聚合的方法合成出一种聚羧酸型减水剂(PCE)。通过红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚羧酸减水剂的分子结构进行表征。选择水泥净浆流动度来评价具有不同支链长度的聚羧酸减水剂的减水效果,重点研究了聚羧酸减水剂对水泥水化初期的水化放热速率和电阻率的影响并对机理进行了探讨。结果表明:支链聚合度为25的聚羧酸减水剂具有良好的净浆分散效果;不同掺量的聚羧酸减水剂对水泥水化的不同阶段影响不同;聚羧酸减水剂改变了水泥水化前期离子传输速率,水泥浆体表现出不同的电阻率发展趋势。     

聚羧酸系高性能减水剂的研制及其性能

根据聚羧酸系高效减水剂的结构特点，采用正交试验分析法，分析研究了带羧基、磺酸基、聚氧化乙烯链酯基等活性基团的不饱和单体的物质的量之比（摩尔数比）及聚氧化乙烯链的聚合度等因素对聚羧酸系减水剂性能的影响，从而得出合成聚羧酸系高性能减水剂的一种最佳配方，并对试制产品进行了性能试验。结果说明，聚羧酸减水剂具有优良的分散能力，能较长时间地保持其流动性，与不同水泥的相容性好，水泥浆体粘聚性好，配制的混凝土性能良好。     

聚醚型聚羧酸减水剂的侧链结构对其性能的影响

采用烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)及甲基丙烯磺酸钠(MAS)为单体,以过硫酸铵为引发剂,在水溶液中共聚合成了具有不同长度侧链的聚醚型聚羧酸减水剂。利用凝胶渗透色谱(GPC)测定了不同侧链结构减水剂的分子质量,进而研究了不同分子质量的聚醚型聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为对水泥的分散性能和水泥早期水化的影响。结果表明,水泥颗粒对聚醚型聚羧酸减水剂的吸附具有选择性,在相同条件下,水泥颗粒会优先吸附单一侧链结构聚醚型聚羧酸减水剂中分子质量较高的减水剂分子;分子质量适中的复合侧链聚醚型聚羧酸减水剂比单一侧链和分子质量过大或过小的复合侧链聚醚型聚羧酸减水剂更容易在水泥颗粒表面上发生吸附,对水泥颗粒具有显著的分散性能,同时能够显著地延缓水泥早期水化。     

不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥浆体性能的影响

通过自由基聚合法,合成了一系列不同羧基密度的聚羧酸减水剂(PCE).研究了不同羧基密度的聚羧酸减水剂对水泥浆体流动度的影响规律,并采用紫外分光光度计、水化量热仪以及X射线衍射仪(XRD),测定了不同羧基密度聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,分析了不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥水化性能的影响.结果表明:聚羧酸减水剂分子中羧基密度越高,其在水泥颗粒表面的吸附量越大,对水泥浆体的分散性越好;聚羧酸减水剂分子中羧基密度的提高可促进水泥水化进程,表现为Ca(OH)_2生成量增加,水化加速期最大水化放热速率增加,水化加速期早期水化放热速率的加速率(KA-B)增加.     

聚羧酸系减水剂结构与性能关系的试验研究

在水溶液体系中，由带有羧酸基的丙烯酸（AA），带磺酸基的甲基丙烯磺酸钠（MAS），带聚氧化乙烯基乙二醇与过量的丙烯酸部分酯化物（PA）等单体合成聚羧酸系减水剂，试验通过检测合成溶液中的不饱和双键残余浓度，提出聚合物的单元化学结构，分析了磺酸基及侧链长度对减水剂性能的影响，并且对比了掺其它类型商用减水剂混凝土的一些性能。     

聚合反应条件对聚羧酸系高效减水剂分散性能的影响

研究了聚合反应条件对聚羧酸系减水剂分散性能的影响。结果表明,在聚合反应过程中,加热方式、聚合反应温度、单体溶液的滴加速度等因素均会对聚羧酸系减水剂的分散性能产生一定的影响。减水剂在水泥净浆中的掺量不同时,各因素的作用效果也不同。     

基于红外与核磁共振技术揭示C-S-H聚合机理

采用傅里叶红外和高分辨29Si固体核磁共振技术,研究了2种硅酸盐水泥水化浆体中C-S-H凝胶的微结构,探讨了C-S-H的聚合机理.结果表明:硅酸盐水泥水化生成的C-S-H凝胶与矿物1.4nm tobermorite和jennite存在的显著结构差异主要表现在结晶性和硅氧四面体聚合度这2个方面.水泥水化持续生成的水化硅酸根单体(Q0H)与质子化后的二聚C-S-H发生聚合,形成少量C-S-H长链,这是随龄期增加C-S-H聚合度升高的主要原因;同时,C-S-H中四配位铝(Al[4])出现在桥四面体位置,其作用类似水化硅酸根单体,桥连二聚C-S-H形成更高聚合态的铝硅链.     

烯基聚醚型聚羧酸超塑化剂的合成与分散性能

以丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、马来酸酐(MA)3种不饱和单体和不同EO(环氧乙烷)聚合教(n=9～75)的烯丙醇聚氧乙烯醚(APEG)大单体聚合成了烯基聚醚型聚羧酸共聚物,考察了聚合反应中APEG转化率的影响因素,研究了烯基聚醚型聚羧酸共聚物的分子结构及其对水泥净浆的分散能力.结果表明:当不饱和单体为AA或MA时,APEG(n=50)转化率较高;当不饱和单体为MAA时,APEG(n=50)转化率较低;APEG转化率随其摩尔质量的增大而减小.n为27,50的AA-APEG共聚物具有良好的分散性能,而带中等长度主链(13.6～15.9 nm)的AA-APEG共聚物则具有良好的分散稳定性;AA-APEG共聚物初始分散性能在一定范围内随不饱和酸(AA)单体量的增大而提高,而分散稳定性则随不饱和酸(AA)单体量的减小、侧链化程度的增大而提高.     

利用凝胶渗透色谱法探索聚醚减水剂的合成条件

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)及甲基丙烯磺酸钠(MAS)为单体,以过硫酸铵(APS)为引发剂,在水溶液中共聚合成了一系列聚醚接枝的聚羧酸系减水剂。采用凝胶渗透色谱(GPC)考察了聚合温度、聚合时间及引发剂用量等合成条件对减水剂中有效成分含量、数均(Mn)和重均分子量(Mw)以及多分散系数(P.I.,即Mw/Mn)的影响,进而考察了掺加相应减水剂的水泥净浆流动度与各制备条件之间的关系,以探索具有良好分散性能的聚醚类减水剂的合成条件。