复合功能型聚羧酸减水剂的制备及其性能研究

以改性聚醚异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG-2400)为功能大单体,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸(AA)和顺丁烯二酸酐(MA)为功能小单体,以过氧化氢(H_(2)O_(2))-抗坏血酸(Vc)氧化还原体系为引发剂,以巯基丙酸(MPA)为链转移剂,通过水溶液自由基聚合法,制备一种兼具抗泥、保坍性能的复合功能型聚羧酸减水剂。通过正交实验设计得出最佳合成条件,并通过单因素实验优化合成条件。通过FTIR、TGA、TOC进行性能表征。结果表明,最佳合成工艺条件:反应温度为45℃,n(AA)∶n(TPEG)=4.0∶1,n(DMC)∶n(TPEG)=0.75∶1,n(MA)∶n(TPEG)=0.6∶1,巯基丙酸(MPA)用量为大单体聚醚的0.65%,引发剂用量为大单体聚醚的1.27%,且m(H_(2)O_(2))∶m(Vc)=3.5∶1,A液、B液滴加时间为3.0,3.5 h。此合成工艺条件下,得到的复合功能型聚羧酸减水剂分散性能较好,对蒙脱土的敏感性较低且经时坍落度损失较小。

低热水泥与减水剂的相容性研究

本文研究了低热水泥与聚羧酸减水剂和萘系减水剂相容性的差异,并以普通硅酸盐水泥作为基准,通过流动度以及经时损失和流变性能评价了水泥与减水剂的相容性。结果表明:在低热浆体中,萘系减水剂的饱和掺量点大于聚羧酸减水剂;低热水泥展现出不弱于普通硅酸盐水泥的良好相容性,并且低热水泥与聚羧酸减水剂的适应性要好于萘系减水剂;含减水剂的低热水泥净浆的流变特性符合Bingham模型,掺入聚羧酸减水剂的低热水泥浆体呈现为典型的牛顿流体,而掺入萘系减水剂的低热水泥浆体呈现为剪切稀化流体。

一种新型聚羧酸减水剂的合成及其应用

用六碳烯醇“4–羟丁基乙烯基醚”合成聚醚单体LPEG–4000,再用该单体和丙烯酸、2–丙烯酰胺基–2–甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、顺丁烯二酸酐(MA)等小分子,通过自由基聚合,制备出一种新型的聚羧酸减水剂。该减水剂和易性好,增强效果佳。应用测试表明:该减水剂综合性能明显优于常规聚羧酸减水剂,可显著提高混凝土各阶段的强度。

聚羧酸系减水剂对普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥性能的影响研究

本研究选取普通硅酸盐和硫铝酸盐水泥体系作为研究对象,通过调配聚羧酸减水剂的添加量,系统地研究其对这两种水泥体系施工性能的影响。试验发现,聚羧酸减水剂具有良好的减水性。随着PCE掺量的增加,两种水泥体系的凝结时间增大;两种水泥的流动性随着PCE掺量的增加而增大,PCE掺量分别为0.50%和0.40%时,其减水率达到饱和点;在减水率达到饱和点之前,两种水泥的抗压强度不断增加;聚羧酸减水剂与两种水泥都具有良好的适配性。

透水混凝土掺加聚羧酸高性能减水剂的试验研究

对武汉市某道路透水混凝土路面掺加聚羧酸高性能减水剂时强度和透水性能进行研究。拟定设计孔隙率10%~20%,计算理论配合比;按照各配合比制作试件开展试验研究,测定对应不同设计孔隙率的抗压强度、连续孔隙率、透水系数;按满足透水性前提下保证强度最大原则确定最优孔隙率;以最优孔隙率为基准,分别探讨保持水泥用量不变及减少水泥用量保持水胶比不变两种情况下减水剂对透水混凝土性能的影响。实验表明,加入聚羧酸高性能减水剂可以减少透水混凝土单位用水量,在不改变单位水泥用量前提下,可以提高透水混凝土强度;在保持混凝土强度不变前提下,可以适当减少水泥用量,降低成本。文章确定实际工程最佳孔隙率和最佳减水剂掺量的方法可以为类似工程提供借鉴。

聚羧酸系高适应性减水剂母液的合成及性能研究

探究了酸醚比、VC用量、巯基丙酸用量以及聚合反应温度对减水剂分散性能的影响。经过研究得出了一些重要结论:酸醚质量比为4.0,H_(2)O_(2)与VC的质量比为3.75∶1,VC用量为单体质量的0.18%,而巯基丙酸用量为单体质量的0.46%。在30℃条件下控制聚合温度,聚羧酸系减水母液表现出了最优异的综合性能。这种减水剂母液不仅与各种地区、不同厂家生产的水泥兼容良好,而且在不同情况下都展现出极佳的适用性。它的匀质性指标和混凝土性能指标符合慢凝聚羧酸体系高性能减水剂施工规范的要求。因此,这种减水剂母液具备诸多优点,如性能稳定、投加量低、减水率高等,为工程施工提供了可靠的支持。这些研究成果有望在建筑领域推动高性能减水剂的应用与发展,为工程建设质量与效率的提高做出重要贡献。

聚羧酸减水剂及复配缓凝剂在轨枕混凝土中的应用

聚羧酸减水剂具有减水率大、清洁化生产、性价比高等优点,其减水机理与萘系减水剂有很大不同。夏季生产时,将两种减水剂分别加入轨枕混凝土中,并根据实际情况复配一定比例缓凝剂,进行混凝土拌合性能、力学性能及静载试验,分析其对轨枕混凝土性能的影响。结果表明:聚羧酸减水剂相比于萘系减水剂,在减水率、和易性、经济性方面存在一定优势,可以应用到轨枕混凝土中。

不同缓凝剂缓凝效果研究及机理分析

研究了不同缓凝剂(传统缓凝剂、膦酸盐缓凝剂)复配聚羧酸减水剂后对水泥凝结时间和水化特性的影响。结果表明:葡萄糖酸钠和蔗糖缓凝效果较好,焦磷酸钠与柠檬酸钠对水泥凝结时间的影响程度基本接近,膦酸盐缓凝剂对抑制水泥水化的作用效果更为平稳、持续,相同掺量时(0.1%),其可以推迟峰值温度出现时间2~52 h不等,降低同龄期总水化热达250%~1100%;各类缓凝剂的缓凝作用多体现在对于水泥初凝时间的推迟,膦酸盐缓凝剂相较于传统缓凝剂具备更好的缓凝效果。

石膏用聚羧酸减水剂的制备与分散性能研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、巯基乙醇为主要原材料,利用氧化还原引发自由基聚合合成一种适用于建筑石膏的聚羧酸减水剂,研究了不同酸醚比的聚羧酸减水剂对石膏凝结时间、流动度以及水化温度的影响。结果表明,大单体相对分子质量为4800,酸醚比为3.0时制得的减水剂效果最好;与市面上现有适用于石膏的萘系减水剂相比,在0.1%的掺量下,制备的聚羧酸减水剂分散性好,且具有一定的缓凝作用,可以减少缓凝剂的使用且绿色环保。

低温合成聚羧酸减水剂及其性能研究

文中为了节约能耗,设计了一种低温合成聚羧酸减水剂的方法采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)为反应单体,过硫酸铵(APS)、双氧水(H_(2)O_(2))为引发剂,抗坏血酸(VC)为还原剂,偏重亚硫酸钠为催化剂,巯基丙酸为链转移剂,通过自由基共聚反应,在低温条件下成功合成了聚羧酸减水剂,并研究不同试验条件对聚羧酸减水剂分子量及其分布、水泥净浆流动度的影响,最终确定了最佳合成条件,采用红外光谱对减水剂的分子结构进行表征,说明采用路线合成了聚羧酸减水剂.采用减水剂Zeta电位、吸附量测试研究了减水剂在水泥净浆中的吸附行为,为减水剂的合成与实际应用提供大量的理论支持,最终低温合成一种聚羧酸减水剂.

水溶液中可逆加成断裂链转移法制备梯度结构保坍型聚羧酸减水剂

通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合在水溶液中利用半连续单体投料工艺成功合成了一种梯度结构保坍型聚羧酸减水剂(PCEs)。TPEG大单体采用一次性加入、AA和保坍型功能单体HEA采用滴加工艺,用水溶性RAFT试剂BDMAT调控三者的共聚合,所得共聚物的分子质量分布很窄,分布指数在1.26~1.35;大单体的转化率与反应时间呈线性关系,验证该体系为活性聚合体系;TPEG单体转化率随时间呈梯度变化,证明共聚物的序列特征为梯度结构;水泥净浆流动度测试表征了梯度产物的保坍性能。

流态固化土的性能调控及水化行为试验研究

流态固化土是建筑及矿山工程中一种新型的回填材料,其在高流动度条件下会出现工作性能与力学性能难以协调的问题。本研究通过外掺水泥、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚羧酸减水剂(PCE)及水玻璃-偏高岭土(MK)来调控与优化砂土基流态固化土的流动度、泌水率和抗压强度;并通过水化热、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法探究上述外掺料对固化土拌和物的水化行为。结果表明,0.03%HPMC和0.2%~1.0%PCE混掺,固化土拌和物的流动度从204 mm增加至319 mm,泌水率从1.57%降低至0.11%;MK的最佳掺量为6%。在最佳掺量下,固化土28 d强度为3.3 MPa,是未掺MK固化土强度的4倍。HPMC和PCE对水泥颗粒进行吸附延缓了水泥水化,降低了抗压强度;MK在水玻璃的激发下促进水泥水化,生成大量水化硅酸钙,填充了颗粒间隙,改善了颗粒的界面结构,从而提高抗压强度。

两性聚羧酸减水剂常温合成工艺与性能研究

为高效制备高性能增强型聚羧酸减水剂,以丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚醚为原料,通过水溶液自由基聚合法常温合成了两性聚羧酸减水剂。最佳合成工艺为:聚合温度25℃,反应40 min保温1 h,酸醚比4.0∶1,TGA、H_(2)O_(2)、VC用量分别为EPEG质量的0.30%、0.90%、0.15%,合成的减水剂分散性能能好,增强效果显著。XRD与SEM等分析表明,减水剂折固掺量低于0.2%时,早期均表现对水化微弱的抑制作用,主要影响1 d内氢氧化钙与3 d内钙矾石的生成,掺量越高抑制作用越大;减水剂掺量为0.2%时,3 d内钙矾石的生成减少,但氢氧化钙的分散性能和结晶度提高,7 d龄期时促进生成更多的硅酸盐凝胶,整体密实度高。

聚羧酸减水剂对氧化石墨烯分散效果的影响

在饱和水泥水溶液中,首先采用聚羧酸减水剂(PC)作为分散剂对氧化石墨烯(GO)进行超声分散,再通过光学显微镜和紫外―可见吸收光谱系统研究PC对GO的分散效果以及长期稳定性影响。进一步将制备好的GO-PC溶液与砂进行复合,得到GO-PC/砂,并通过扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱表征GO在砂表面的吸附效果。研究结果表明,PC的加入可以有效提高GO在碱性环境下的分散性能。通过紫外―可见光分光光度计测定GO的吸光度,确定PC与GO的最佳质量比为1∶1,最佳超声时间为40 min。SEM与拉曼光谱结果表明,砂表面吸附了大尺寸富含官能团的氧化石墨烯。

聚羧酸减水剂对透水混凝土性能影响试验研究

为改善透水混凝土的强度及耐久性,在透水混凝土制备过程中加入聚羧酸减水剂,研究在不同聚羧酸减水剂添加量和不同减水率条件下,透水混凝土的抗压强度、抗折强度、透水性能以及抗冻融性能的影响。结果表明:在掺量为0.2%、减水率为0.08时,聚羧酸减水剂对透水混凝土的抗折强度影响较小,但可有效提升透水混凝土的28 d抗压强度5 MPa,提升透水性能1.8 mm·s^(-1),并可明显控制透水混凝土冻融后的质量损失及抗折强度损失。

硫酸盐防腐型聚羧酸高性能减水剂对混凝土性能的影响

为提升混凝土的强度,保证工程质量,分析硫酸盐防腐型聚羧酸高性能减水剂对混凝土性能的影响。以G4216线屏山新市至金阳段高速公路工程为例,采用P·O 42.5级水泥作为主材料,配合粉煤灰、中细砂、碎石以及硫酸盐等制备5种硫酸盐防腐型聚羧酸高性能减水剂掺量水泥浆以及混凝土样本,并对水泥浆流动性能、混凝土力学性能、混凝土抗硫酸盐性能分别实行试验。结果显示:硫酸盐防腐型聚羧酸高性能减水剂掺量越大,效果越佳,能够辅助水泥浆的塑化以及水泥基材的保塑;但是,当掺量达到2.0%时,水泥浆的保塑效果将受到影响,并且会造成混凝土抗碳化性能的下降;样本Y3的质量损失率和抗压强度腐蚀系数最低,分别为0.3%和0.2%左右;Y3样本在试验工程中的各项应用情况均满足标准结果,其对标判定结果均合格,满足工程需求。

关于聚羧酸减水剂抗泥助剂的性能研究

为复配出能够有效降低聚羧酸减水剂净浆流动度经时损失的抗泥助剂,实验首先采用单因素实验来选择不同种类的功能性助剂作为抗泥助剂的4种组分,然后通过正交实验确定出抗泥助剂的最佳配比.研究通过净浆流动度单因素实验对各组分的种类进行选择,优选出离子络合组分麦芽糖醇、泥土吸附组分聚乙二醇2000、泥土分散组分偏重亚硫酸钠和缓凝组分葡萄糖酸钠,进一步通过正交实验确定了各组分的最佳配比m(麦芽糖醇)∶m(聚乙二醇2000)∶m(偏重亚硫酸钠)∶m(葡萄糖酸钠)=2∶17.5∶1∶25复配成的聚羧酸减水剂抗泥助剂.抗泥助剂与聚羧酸减水剂复配的效果明显优于单掺聚羧酸减水剂,并且复配后可以显著的降低净浆流动度的经时损失,且对其他性能无不利影响.

高和易保坍型聚羧酸减水剂的研究

进入21世纪后,高性能混凝土结构的设计更加强调耐久性,混凝土减水剂已经成为现代混凝土材料的关键组分。由于混凝土原材料的波动性及长距离运输,易导致减水剂相容性差、坍损大等现象。文中通过引入改性淀粉,调节反应温度、选择合适原材料,在分子结构设计时控制减水剂在水泥颗粒和水化产物上的吸附速率,同时,引入具有高黏结性能组分,以提高混凝土和易性以及分阶段延缓混凝土坍落度损失。

改性硅藻土对液态聚羧酸减水剂的吸附性能研究

为了探讨改性前后硅藻土的吸附性能差异,选用溶胶凝胶法和高温酸改法对硅藻土进行改性处理,研究改性前后硅藻土对液态聚羧酸减水剂的吸附性能。结果表明:高温酸改法改性硅藻土试验中,当焙烧温度为500℃、焙烧时间为120 min、盐酸溶液浓度为2.5 mol·L^(-1)时,改性效果最佳;溶胶凝胶法改性的硅藻土对液态聚羧酸减水剂的吸附量大于高温酸改法,溶胶凝胶法改性试验因素对试验指标影响程度由大到小顺序为温度、浓度、时间;吸附动力学证明,硅藻土吸附液态聚羧酸减水剂的行为过程符合速率控制步骤,吸附过程由外部传质控制。

浅谈聚羧酸减水剂复配的应用

对混凝土用聚羧酸减水剂工作性的影响因素及其规律入手,提出了改善聚羧酸减水剂工作性的可操作性措施,改变聚羧酸减水剂复配方案、增加各种辅助小料、优化其外加剂的掺量比例及消除引起不适应性的因素等,并列举了工程应用实例。