聚羧酸系高效减水剂抗泥性能研究进展

聚羧酸系高效减水剂(PCE)因减水率高、分散性好、坍落度保持时间长、分子结构可调控等优异性能而得到广泛应用。但由于优质天然砂石日益稀缺,导致混凝土骨料中含泥量普遍偏高,严重影响了PCE在工程中的使用效果,提高PCE与黏土的相容性成为亟待解决的关键问题。首先讨论了不同黏土矿物与PCE的相互作用机理,从PCE侧链长度的调整、侧链形状的改变、引入官能团和牺牲剂的使用几个方面详细综述了近几年提高PCE抗泥性能的研究成果,为PCE的进一步设计和开发提供参考。

聚羧酸减水剂与萘系减水剂复掺对C25商品混凝土性能的影响

研究了聚羧酸高效减水剂与萘系高效减水剂复掺对强度等级为C25的商品混凝土性能的影响。分别研究了两者以不同比例复掺,对水泥净浆流动度、混凝土坍落度、混凝土扩展度、混凝土坍落度经时损失和混凝土抗压强度的影响情况;通过试验表明,聚羧酸高效减水剂与萘系高效减水剂复掺后,对水泥净浆流动度、混凝土坍落度、混凝土扩展度、混凝土坍落度经时损失和混凝土强度都有影响。

基于萘系高效减水剂生产线制备聚羧酸减水剂的改造和生产实践

通过改造现有的萘系高效减水剂生产线,利用其原有的搪玻璃反应釜、厂房和公辅设施,以丙烯酸为主链,接枝不同侧链长度的聚醚,通过采取有效的安全环保对策措施、增加釜内物料搅拌的湍流程度、增加搪玻璃搅拌釜下部热电阻测温点、合理使用搅拌釜的公称容积等手段,成功实现了聚羧酸减水剂工业化生产的安全环保、长周期和稳定化的运行。

新型聚羧酸系高效减水剂PCS的实验研究

以“分子结构设计”为指导，通过引入低引气功能的大分子单体，研制了聚羧酸系高效减水剂PCS，克服了由于引气过大造成混凝土强度低的缺点。对PCS性能进行了实验研究，结果表明，当m（水）：m（水泥）=0．3：1．0，w（PCS）=0．6％时，水泥净浆流动度可达32．8cm，混凝土含气量只有2．3％，减水率迭33．2％，1h坍落度保持率迭92％～97％，28天的抗压强度比达到了167％。

聚羧酸系减水剂掺量和速凝剂掺加时段对无碱液体速凝剂作用效果的影响及机理

本文论述了喷射混凝土工程应用无碱液体速凝剂的重要性,并根据工程应用信息和课题组研究成果,对速凝剂的适应性做了定义,剖析了影响速凝剂应用效果的因素。利用所研制的无碱液体速凝剂AF-LR,以硫酸铝(Al_(2)SO_(4))为主要速凝组分,就聚羧酸系减水剂(PCE)掺量和速凝剂掺加时段对无碱液体速凝剂作用效果的影响及机理进行了试验研究。结果表明:掺加PCE会使AF-LR的速凝作用减弱,原因在于PCE虽可在一定程度上加快浆体水化早期钙矾石(AFt)的生成,但PCE自身具有的缓凝作用却会显著延长水泥水化反应的诱导期;在已拌合好的水泥浆体中,AF-LR掺加时间越晚,促凝效果越差。其原因在于,在没有速凝剂存在的情况下,水泥颗粒与水接触后,水泥水化反应完成诱导前期并进入相对“停滞”的诱导期,铝酸三钙(C_(3)A)的表面被已经形成的AFt紧密包裹,此时加入速凝剂,仅靠速凝剂引入的Al^(3+)和SO_(4)^(2-),难以形成足够多的AFt使水泥浆体快速凝结。

官能团接枝位点对聚羧酸减水剂性能的影响

文中旨在阐明官能团接枝位点对聚羧酸系高性能减水剂(PCE)分散性能、吸附行为和分子构象的影响,合成了两种β-环糊精改性的PCE,其中一种被命名为(β-M)_(n)-AA-HPEG,β-CD接枝在其分子的主链上;另一种侧链末端接枝β-CD则称为PAA-g-(β-P)_(n)HPEG。与未经β-CD改性的聚羧酸系高性能减水剂(PAA-g-HPEG)相比,PAA-g-(β-P)_(n)HPEG和(β-M)_(n)-AA-HPEG在水泥浆体/含泥水泥浆体中均具备更佳的分散性能。官能团的接枝位点显著影响PCE的分子构象、水泥颗粒/黏土颗粒对其的吸附行为。吸附测试结果表明,主链作为接枝位点能有效提高水泥颗粒对PCE的饱和吸附量,降低黏土颗粒的表面吸附。以侧链末端为接枝位点时,引入的β-CD会略微降低水泥颗粒对PCE的饱和吸附量,但能够有效地阻止黏土颗粒对PCE的吸附。动态光散射的测试结果表明,与主链相比,侧链末端作为接枝位置能更有效地提高PCE的水动力学半径,不同接枝位点的β-CD通过不同方式提升了PCE的分散性能和抗黏粒性能。

聚羧酸系高效减水剂PC的合成及性能研究

以甲基丙烯酸、聚乙二醇1000、对甲苯磺酸、对苯二酚、过硫酸铵和甲基丙烯磺酸钠为原料,采用两步法合成出新型聚羧酸系高效减水剂(简称PC)。将合成的PC与目前广泛使用的萘系高效减水剂(简称FDN)相比,具有更加优异的性能,具体表现为:在掺量很少情况下,水泥净浆就具有较高的流动度;当掺量相同时,其对水泥净浆流动度远超FDN。此外,它与水泥的相容性好,具有缓凝及明显抑制水泥净浆流动度经时损失性能,对混凝土也能表现出显著的减水增强性,是一种性能优良,适合于配制高强、超高强混凝土的高效减水剂。

聚羧酸系高性能混凝土减水剂制备与性能研究

采用自由基聚合方法,以丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)等单体在过硫酸盐的诱发作用下共聚,合成了具有梳状结构的聚羧酸系减水剂,并对比分析了反应单体的摩尔比、聚合反应时间以及反应温度等因素对减水剂结构与性能的影响。结果表明,减水剂的合成最佳条件(分子量比):n(AA)∶n(TPEG)=2.5∶1,反应时间4.5 h,反应温度60℃,在此基础上,制得的减水剂具有良好的分散性能;当掺量质量分数为0.12%时,减水率可达到30%以上。

羟基羧酸与聚羧酸高效减水剂复配对水泥的缓凝作用研究

将羟基羧酸与聚羧酸高效减水剂复配得到的复合型外加剂掺入到水泥浆体当中,通过试验探讨其凝结时长的增益变化和其流动性的影响程度,从而得出试验结论为羟基羧酸类缓凝剂综合程度上对水泥浆体的流动度影响程度不是很大且苹果酸、柠檬酸、酒石酸均可作为缓凝剂与聚羧酸高效减水剂进行复掺使用;酒石酸对水泥的缓凝时间延长最多、缓凝时长增加速率较其他4组最快,柠檬酸在低掺量下使用较好,而苹果酸缓凝剂的整体性能仅次于酒石酸。

聚羧酸系高效减水剂的研究现状和应用前景

高效减水剂的研究已成为混凝土材料科学中的一个重要分支,并推动混凝土材料向高强、高性能化不断发展,其中聚羧酸系高效减水剂是新一代绿色高效减水剂的代表。结合国内外资料综述了聚羧酸系高效减水剂的研究现状、性能特点、分散稳定机理以及今后的发展方向。指出对聚羧酸系高效减水剂的基础理论研究还有待进一步加强;开发、合成、生产多元化和不同性能的系列聚羧酸系减水剂母体、多功能的聚羧酸系减水剂衍生产品,已成为当今聚羧酸系高效减水剂发展的必然趋势。

聚羧酸系高效减水剂的研究和应用

概述了聚羧酸系高效减水剂的研究和应用现状,详细讨论了聚羧酸系减水剂的化学结构、作用机理、合成方法以及其分子结构与性能的关系。

聚羧酸系高效减水剂的研究进展及发展现状

概述了聚羧酸系高效减水剂的研究进展和发展现状,讨论了聚羧酸系减水剂的合成方法、分子结构与性能的关系及其作用机理。提出了聚羧酸系减水剂有待解决的问题及其研究发展趋势。

聚羧酸系高效减水剂的合成及其作用机理研究

分析了聚羧酸系高效减水剂的结构与性能之间的关系,探讨了减水剂分子的主链结构单元与支链结构单元的功能与作用,并分类介绍了聚羧酸系的分子结构设计及其合成的研究与进展。结果表明,聚羧酸系减水剂的性能与其分子结构的主链和支链的结构单元、官能团的位置及其种类有关。在分子主链上引入大量合适大小分子量的聚乙二醇或聚氧乙烯接枝链和少量它们的嵌段链及一定构成比例的磺酸基团,可使减水剂在发挥低掺量高分散性的同时,产生良好的保塑性,且在合成过程中发现,聚氧烷基中的端羟基易引起凝胶。在此基础上结合原料的来源及其成本,选用聚乙二醇与丙烯酸在对甲苯磺酸作催化剂的条件下进行酯化,然后与甲基丙烯磺酸钠进行共聚,并加入一定量的丙烯酸单体来调节主链的大小及侧链上的羧基与磺酸基的相对构成比例,从而得到一种高性能减水剂。

一种新型聚羧酸系高效减水剂的制备及性能

将柠檬酸作为侧基引入到聚羧酸大分子链中,合成了一种新型聚羧酸系高效减水剂.制备条件为:n(丙烯酸聚乙二醇酯)∶n(马来酸聚乙二醇柠檬酸酯)∶n(丙烯酸甲酯)∶n(丙烯酸)∶n(丙烯磺酸钠)=1.000∶0.100∶0.300∶0.200∶0.050,引发剂(NH4)2SO4为乙烯基单体质量的0.8%,反应温度为90℃,反应时间为2 h.应用结果表明:该减水剂减水率达32%,缓凝时间达5 h;掺该减水剂混凝土强度高、坍落度损失小、无泌浆离析现象.另外,用红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)对该减水剂分子结构进行了表征.

缓释型聚羧酸系高效减水剂的研发与应用

研究开发了一种缓释型聚羧酸系高效减水剂,具有高保坍性,能够有效的控制新拌混凝土坍落度损失速度。通过分子结构的设计,选择相应醚类大单体、小单体合成具有缓释功能的减水剂。探索了分子侧链、分子主链及反应时间和温度对产品性能的影响。小单体和聚醚大单体的相对摩尔比4～5、减水剂分子量15000～25000、反应时间3～6h、反应温度60～90℃时合成减水剂的缓释保坍效果最佳。

物理改性聚羧酸系高效减水剂的正交试验研究及对混凝土性能的影响

通过正交试验方法对聚羧酸系高效减水剂进行物理改性,并分析了减水效果、流动性保持能力以及强度三个指标的显著性影响因素,并通过综合考虑确定了复合型聚羧酸系高效减水剂的最佳配方。并以选取的配方进行了性能检测及其混凝土的相关耐久性试验,结果表明该复合型聚羧酸系高效减水剂具有高减水、高增强、适当的缓凝以及优异的耐久性。

新型聚羧酸系高效减水剂的合成及性能研究

结合高分子科学及混凝土科学的“分子设计”原理,将丁氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯(BPEOMA)、AA、MAA、不饱和磺酸盐单体通过自由基水溶液共聚合的方法合成了一种新型梳状聚羧酸系高效减水剂SP,通过傅立叶变换红外光谱表征了减水剂的分子结构。重点研究了磺酸盐种类、用量,不饱和羧酸及引发剂对减水剂性能的影响。结果表明,减水剂SP具有良好的分散性及分散保持性能,折固掺量为0.3%,水灰比为0.29时,水泥净浆流动度可达290mm,90min内坍落度基本不变,且无泌水现象。

低坍损聚羧酸系高效减水剂的合成

应用高分子设计原理,合成了一种低坍损聚羧酸系高效减水剂。考察了引发剂用量,单体配比及反应时间对其分散性能的影响,并用红外光谱表征了其结构。这类聚羧酸系高效减水剂可使新拌混凝土的坍落度一小时内几乎无损失。

如何安全高效地应用聚羧酸系减水剂

尽管聚羧酸系减水剂被看作是高性能的、绿色的和最有前途的减水剂品种,但其在实际应用中却暴露出许多较复杂且一时难以解决的技术问题。通过分析聚羧酸系减水剂区别于传统减水剂的性能特点和由此对混凝土性能产生的各种影响,最后就实际工程如何安全高效地应用聚羧酸系减水剂,提出可操作性的合理化建议。

新型聚羧酸系高效减水剂的合成及应用性能

采用多元共聚,通过分子优化设计引入羧基、磺酸基、羟基和聚氧乙烯基功能性基团,合成一种新型聚羧酸系高效减水剂。试验制备最佳的合成工艺为：单体的摩尔比n（MAA）∶n（MPEGMAA）∶n（SMAS）=1.00∶1.05∶0.75,反应温度为80℃,反应时间为3 h,引发剂用量为总单体质量的7%,液体总浓度为25%,投料时间为1~2 h。应用结果表明：新型聚羧酸系减水剂在低掺量为0.45%,减水率可达到40%,具有高分散性和良好的保坍性,并且不含氯离子和甲醛,对环境友好。另外,对聚羧酸系减水剂进行红外光谱结构表征。