聚羧酸型减水剂的合成工艺探讨

本文主要研究了反应温度、反应时间、引发剂用量对聚羧酸型减水剂合成的影响,并通过一系列的试验确定了最佳的合成工艺条件。混凝土试验表明,该聚羧酸型减水剂具有较好的使用效果。

聚羧酸型减水剂近期研究进展

本文对聚羧酸减水剂的发展研究现状进行阐述,继而根据聚羧酸减水剂的分子结构、合成原理及相关的性能关系给出其发展状况,并加以探讨,然后进一步提出聚羧酸型减水剂所要面临的问题和研究趋势。

聚羧酸型减水剂的复配对混凝土性能的影响

利用聚羧酸型减水剂为基础,与不同掺量引气剂、消泡剂、缓凝剂进行复合配制高性能减水剂,测试并分析减水效果、流动性变化情况、抗压强度比及混凝土耐久性四个主要指标,优选出减水剂组分最优配伍比例。研究结果表明,该掺合比例下,四个主要指标均提升,为聚羧酸型高性能减水剂的工程应用推广提供了参考和借鉴。

高效抗泥型聚羧酸减水剂的合成及机理研究

研究在不同酸、醚比条件下,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对丙烯酸(AA)不同取代比下,合成高效抗泥型聚羧酸减水剂的结构与性能。采用红外光谱对减水剂结构进行了表征,测试了减水剂的水泥净浆流动度及经时损失变化,并结合X射线衍射探究了合成的抗泥性减水剂与水泥、蒙脱土之间的作用机理。实验结果表明,当酸、醚物质的量比为4∶1,HEMA取代10%的AA,合成的抗泥型聚羧酸减水剂的流动度经时损失最小。当水泥中掺有质量分数0.5%的蒙脱土时,抗泥型聚羧酸减水剂2 h后流动度仍能保持在280 mm,抗泥性能较好。

聚醚端基功能化制备减缩型聚羧酸减水剂及其性能研究

采用改性剂PA对不饱和聚醚HPEG进行端羟基改性,得到改性聚醚,再将其取代部分HPEG,然后与AA共聚,制得疏水改性减缩型聚羧酸减水剂PA-PCE。经傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对改性聚醚及PA-PCE进行了表征,另一方面,通过GPC分析、水溶液表面张力试验,对比了PA-PCE与未改性HPEG型PCE(简称未改性PCE)的性能差异。结果表明,改性聚醚PA-HPEG的最佳酯化条件为:改性剂和HPEG的摩尔比为3∶1,反应时间为3 h,反应温度为70℃。改性聚醚PA-HPEG的最佳替代量为30%。在水泥净浆、砂浆及混凝土试验中,PA-PCE分散性能与未改性PCE相近,但减缩效果要明显优于未改性PCE。

EPEG型聚羧酸减水剂制备及其性能研究

本文以EPEG新型聚醚单体、丙烯酸为原材料,在常温条件下通过自由基聚合制备固含量为50%的聚羧酸减水型母液并对其进行水泥相容性及混凝土性能检测。性能测试结果表明,合成的EPEG型聚羧酸减水剂相比同类HPEG型减水剂,在水泥净浆和混凝土中有更优的分散性及强度表现。

降粘型聚羧酸减水剂的工业开发

以不同分子量的嵌段聚醚为主要单体,再分别选用丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯和马来酸酐为功能单体,聚合制备降粘型聚羧酸减水剂。考察了聚醚单体种类和用量、引发剂体系和小单体等因素的影响。结果表明,在单体质量比m(OXST-805):m(OXST-403):m(丙烯酸):m(马来酸酐)=170:85:20:4、H_(2)O_(2)/维生素C引发体系、40℃的反应条件下,工业化生产的减水剂保坍效果最好,其降粘母液流空时间为12.33s,明显低于常规母液,达到国际知名品牌水平。同时,产品7d强度56.2MPa,也要优于其他母液。红外光谱表明羧基、酯基、聚氧乙烯基等官能团已成功嫁接到减水剂分子主链。

早强型聚羧酸减水剂的合成研究及探讨

作为分子可设计型的减水剂,在聚羧酸共聚物中选用合适的聚合单体、引入一些功能基团,优化共聚物分子结构以合成出早强型聚羧酸减水剂,并进行了相关性能测试。混凝土试验表明,该聚羧酸型减水剂早强性能与某国外品牌的性能相当。

降黏型聚羧酸产品评价方法研究

使用国内外典型降黏型聚羧酸减水剂,创新采用“掺量-流速-扩展-含气量”四位一体工作性测试方法,结合抗压强度测试,分别以水胶比0.45、0.35和0.29模拟应用中C25~C30、C50~C55、C60~C70三类典型的混凝土黏度等级,系统测试不同降黏型聚羧酸减水剂的应用效果。

新型聚醚接枝聚羧酸型高效混凝土减水剂的合成与性能

通过高分子反应法的新型合成路线,用SO3磺化的方法,对苯乙烯马来酸酐共聚物进行磺化,引入磺酸基团,通过磺酸基团的自催化作用,在马来酸酐基团上进行酯化接枝,合成出带有聚氧乙烯醚侧链的聚羧酸型高效减水剂。减水剂在低掺量下即有很好的减水效果,在掺量为0.6%水泥质量时,混凝土减水率可达36%以上,3 d、28 d抗压强度分别为207%、171%,90 m in内混凝土坍落度基本无损失。

抗泥型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

传统聚羧酸减水剂(PC)对混凝土骨料中的泥土非常敏感,少量泥土会使PC分散性能大幅降低。通过高分子结构设计理论,合成了一种新型的抗泥型聚羧酸减水剂。通过水泥净浆流动度、砂浆流动度及混凝土试验测试表明,所制备的抗泥型聚羧酸减水剂在不含泥的情况下,其分散效果和传统减水剂相当;但在骨料含泥的情况下,其分散效果明显优于传统减水剂,不仅减水剂掺量降低,而且改善了混凝土的性能。

一种固态聚醚型聚羧酸减水剂的合成及其机理研究

采用自由基本体聚合方法合成了一种便于包装运输储存的固态高效高性能聚醚型聚羧酸减水剂,通过对比实验研究了不同合成因素对水泥净浆流动度的影响关系,并优化了合成工艺.最佳工艺确定为:引发剂用量0.15g,链转移剂用量0.15g,丙烯酸用量8.17g,反应时间2h时,合成的固态聚醚型聚羧酸减水剂的减水效果最佳.采用表面张力,Zeta电位和吸附量初步探究其作用机理,其优异的分散效果主要依靠空间位阻实现.

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。

低温合成改性聚醚型聚羧酸减水剂的工艺研究

低温合成了聚醚型聚羧酸减水剂,对合成产物进行红外表征和性能测试。最优合成工艺条件是:以过硫酸铵/H2O2为引发体系,用量分别为单体总质量的1.5%和3.0%;甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)与丙烯酸(AA)的摩尔比为1∶4;以巯基乙酸作链转移剂,用量为单体总质量的1.6%;聚合温度为40℃,聚合反应时间5 h。当减水剂折固掺量为0.2%,水灰比为0.29时,水泥净浆流动度可超过280 mm,60 min流动度无损失,减水率达27.5%,合成的聚羧酸减水剂具有良好的分散性和分散保持性。

高保坍型聚羧酸减水剂配制高强自密实混凝土在武汉中心工程中的应用

采用溶液自由基聚合技术合成出一种高保坍型聚羧酸减水剂。通过C60-C80新拌混凝土测试表明,高保坍型聚羧酸减水剂可以有效解决普通聚羧酸减水剂在高温条件下(35℃)新拌混凝土坍落度、扩展度损失快等问题,对硬化混凝土无不良影响;复配使用高保坍型聚羧酸减水剂的ZJSS-Ⅱ产品,成功拌制出满足武汉中心项目需求的C60-C80高强自密实混凝土。经性能测试结果表明,该自密实混凝土在夏季高温条件下(35℃)3h内无坍落度、扩展度损失;通过Ⅰ型U型箱,高度差为0mm,T500流动时间5s;硬化混凝土各项指标达到规范要求,与国外同类产品性能相当。

两性型聚羧酸减水剂的制备与应用性能研究

探讨两性型聚羧酸减水剂的合成工艺,设计采用含氨基的中间体衍生物(MAAL)与丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG2400)共聚,通过试验得到适宜的单体摩尔比、聚合温度、滴加反应时间等最佳工艺参数。红外光谱仪和凝胶色谱分析表明,合成减水剂MAALPC分子引入的官能团与预先设计基本相符,分子质量大小适中且分布较为集中。MAALPC的混凝土减水率为28.6%,且具有优良的混凝土中后期增强效果。

聚乙二醇接枝醚型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以烯丙基聚乙二醇醚(APEG)、丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、烯丙基磺酸钠(SAS)为原料,合成了聚乙二醇接枝醚型聚羧酸钠减水剂。考察了合成条件对产物减水性能的影响。在n(APEG)∶n(AA)∶n(MA)∶n(SAS)=5∶5∶9∶1,引发剂用量为4%的优化条件下合成的减水剂,以0.32%的掺量加入到P.Ⅱ42.5R水泥中,水泥的净浆流动度为305 mm,砂浆减水率为31%,泌水率比为30%,含气量为3.0%,初凝时间之差和终凝时间之差分别为+70 min和+5min,坍落度为220 mm,60 min后坍落度损失约为4.5%;1,3,7,28 d的抗压强度增长比分别为220%,190%1,70%,170%;收缩率比为75%。以上各项指标均符合高性能减水剂中的标准型减水剂性能指标。合成的醚型聚羧酸减水剂在减水率和抗压强度增长比方面均优于以甲氧基聚乙二醇马来酸单酯和甲氧基聚乙二醇衣康酸单酯为大单体合成的酯型聚羧酸减水剂。

一种聚羧酸型高效减水剂的试验研究

采用溶液共聚合成了一种聚羧酸型高效减水剂,对合成中影响减水剂性能的各种因素进行了分析;运用正交实验法,得出了合成该减水剂最佳配方和工艺条件;并研究了该减水剂对水泥净浆性能和混凝土性能的影响。结果表明,该产品掺量少(1.2%)、分散性能好(减水率25.4%)、混凝土性能高(抗压强度比178%)、不含甲醛等有害物,是一种良好的混凝土减水剂。

两性型聚羧酸减水剂与炉渣水泥相容性的研究

在炉渣掺量分别为0、10%、30%和50%的混凝土中,分别掺入阴离子型聚羧酸减水剂(PC)和两性型聚羧酸减水剂(APC),设计坍落度为(210±10)mm,测试混凝土塑性阶段和硬化阶段的性能,探讨两性型聚羧酸减水剂APC与炉渣水泥的相容性。结果表明:APC能更好地提高炉渣水泥体系的吸附分散性能;但是掺入APC同时增大了混凝土引气性,降低硬化混凝土早期强度,不利于大掺量炉渣的使用。

酰胺型MPEGAA-AA-AM聚羧酸高效减水剂的合成及其性能

以自制的活性大单体聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为原料,在水溶液中共聚合成了酰胺型MPEGAA-AA-AM聚羧酸高效减水剂。重点考察了各单体的物质的量比、引发剂(APS)用量、聚合温度和聚合时间等合成工艺条件对酰胺型MPEGAA-AA-AM聚羧酸高效减水剂的影响。结果表明:最佳的高效减水剂的合成条件是:n(MPEGAA)∶n(AA)∶n(AM)=1.0∶1.5∶1.0,引发剂APS质量分数为单体总质量的5%,聚合温度和反应时间分别为85℃和5 h。在该条件下合成的酰胺型MPEGAA-AA-AM聚羧酸高效减水剂,90 min后流动度损失率仅为2%。