1、一種新型聚羧酸系高性能減水劑地合成及性能摘要： 本文介紹了一種聚羧酸系高性能減水劑地合成工藝 , 并 進(jìn)行了水泥混凝土性能實(shí)驗(yàn) . 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 此工藝合成地減水劑 質(zhì)量穩(wěn)定 ,堿含量低 , 幾乎無(wú)氯離子 , 具有高減水率 , 折干摻量 0.20% 減水率可達(dá)30%.工藝操作簡(jiǎn)單 , 尤其適宜于工業(yè)化大生產(chǎn) .關(guān)鍵詞：聚羧酸系高性能減水劑混凝土 減水率、尸、 亠前言近年來(lái), 我國(guó)地基礎(chǔ)建設(shè)如高鐵、公路、機(jī)場(chǎng)、大壩、市政工程 等一直保持高速增長(zhǎng) , 同時(shí)也推動(dòng)了混凝土外加劑技術(shù)地飛速發(fā)展 混凝土外加劑地發(fā)展大致可分以下幾個(gè)階段：第一階段是起步階 段, 以普通減水劑木質(zhì)素為代表；第二階段以萘系高

2、效減水劑為代 表地發(fā)展階段 , 涌現(xiàn)了三聚氰胺、氨基磺酸鹽系、脂肪族減水劑等 多種減水劑；第三階段即現(xiàn)階段 , 是混凝土外加劑走向高科技領(lǐng)域 地階段,以聚羧酸系高性能減水劑為主要代表 .自 20 世紀(jì) 80 年代 后期,歐美等國(guó)家開始對(duì)聚羧酸系減水劑進(jìn)行研究開發(fā) ,并于 90 年 代中期開始推廣應(yīng)用 ,其中日本推廣比較成功 . 與傳統(tǒng)地減水劑相 比它具有摻量少、減水率高、堿含量低、強(qiáng)度增加大、塌落度損 失小、環(huán)境友好等特點(diǎn) .同時(shí), 萘資源地緊缺 、工業(yè)萘價(jià)格地不斷 上漲、萘系減水劑生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、環(huán)境污染等問(wèn)題日益突出 ,也使 聚羧酸系減水劑地應(yīng)用勢(shì)在必行 .它必將代替萘系減水劑 , 成為主流

3、產(chǎn)品 . 本文介紹地聚羧酸系減水劑生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單 , 所有原料 基本全部轉(zhuǎn)化為減水劑 ,不需要分離提純 ,無(wú)三廢排放 ,所合成地減 水劑質(zhì)量穩(wěn)定 , 非常適合工業(yè)化生產(chǎn) .1 聚羧酸系減水劑地作用機(jī)理混凝土中摻入減水劑后 , 可在保持流動(dòng)性地條件下顯著地降低水 灰比.減水劑產(chǎn)生減水地效果主要是由于混凝土對(duì)減水劑地吸附和 分散作用 .而減水劑實(shí)際上就是一種使水泥粒子高度分散并使分散 體系穩(wěn)定地表面活性劑 , 分散效果越好 , 體系越穩(wěn)定 , 減水效果越好 , 其混凝土地性能就越好 . 而水泥粒子地分散穩(wěn)定性又取決于吸附表 面地活性劑地靜電斥力和立體穩(wěn)定效應(yīng) .據(jù) dlvo 理論,水泥在水溶 液

4、中醚鍵地氧與水分子反應(yīng)形成強(qiáng)力地氫鍵 , 并形成親水保護(hù)膜 , 據(jù)分析立體保護(hù)膜提供了分散穩(wěn)定性 .傳統(tǒng)地減水劑在被水泥顆粒表面吸附后呈剛性鏈平臥吸附狀態(tài) , 立體穩(wěn)定效應(yīng)沒(méi)有發(fā)揮出來(lái) . 而聚羧酸系減水劑一方面由于 - cooh、一 so3負(fù)離子提供靜電斥力，另一方面聚羧酸系減水劑分子 結(jié)構(gòu)中醚鍵與水分子形成氫鍵 , 從而形成親水性立體保護(hù)膜 , 該保 護(hù)膜既有分散性又提供了水泥粒子地分散穩(wěn)定性 , 因此聚羧酸系減 水劑在低水灰比條件下能夠更好地保持混凝土地工作性能及坍落 度 .2 實(shí)驗(yàn)2.1 合成原料：聚乙二醇 分子量 1000）、引發(fā)劑、阻聚劑、甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯、催化劑、自制 a

5、 料和 b 料.2.2儀器設(shè)備：電子稱、分析天平、電熱套、磁力攪拌器、溫度 管、燒杯、恒溫水浴鍋 、水泥凈漿攪拌機(jī)、 60l 單臥軸式強(qiáng)制攪 拌機(jī)等.2.3 實(shí)驗(yàn)原料：鼎鑫普通硅酸鹽水泥、曲寨普通硅酸鹽水泥、正 定河砂、鹿泉人工碎石2.4 合成步驟 大單體地合成：稱取定量地溶融地聚乙二醇、催化劑和阻聚劑 在 100C120C下進(jìn)行酯化反應(yīng)，時(shí)間約 2 個(gè)小時(shí)，測(cè)定酯化率合 格后, 反應(yīng)結(jié)束 .減水劑地合成：將定量地大單體和甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯 等按比例混合，加入助劑 a 料和 b 料在水溶液中聚合，時(shí)間約為 5 小時(shí),然后用濃度為 32%地液堿中和至 ph 值 6-7 即得.2.5 水泥凈

6、漿流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)參照 gb8077-2000混凝土外加劑勻質(zhì)性實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行，稱取水泥 300g, 水 87g, 外加劑摻量為 0.20%時(shí)測(cè)定摻不同羧酸減水 劑地水泥凈漿流動(dòng)度 , 并以此作為表征其性能地參數(shù) .2.6 混凝土減水率實(shí)驗(yàn)減水率測(cè)試按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) gb8076-2008混凝土外加劑測(cè)試坍落 度損失.2.7 凝結(jié)時(shí)間地測(cè)定參照 gb/t1346-2001 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性 檢測(cè)方法測(cè)定水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間 .3 結(jié)果與討論3.1 減水劑地勻質(zhì)性指標(biāo)按照國(guó)標(biāo) gb8077-2000混凝土外加劑勻質(zhì)性實(shí)驗(yàn)方法檢測(cè)所 合成地減水劑勻質(zhì)性工程指標(biāo) .見(jiàn)表 1.表 1 聚羧酸系減

7、水劑勻質(zhì)性指標(biāo)由勻質(zhì)性指標(biāo)可知 ,所合成地減水劑氯離子幾乎沒(méi)有 , 堿含量也 比較低, 完全符合混凝土配制地要求 .3.2 水泥凈漿流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)分別用鼎新水泥 p.042.5 和曲寨水泥 p.042.5 兩種不同品牌地 水泥,用本實(shí)驗(yàn)羧酸 代號(hào)為 a）和某品牌羧酸減水劑在三個(gè)不同摻 量摻量以固體計(jì)）下進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn) . 見(jiàn)表 2表 2 水泥凈漿流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)情況從上表可以看出 ,a 羧酸系減水劑對(duì)不同品牌地水泥適應(yīng)性較好 在摻量允許范圍內(nèi)隨著摻量增加 , 凈漿流動(dòng)度逐漸增大 , 且狀態(tài)良 好. 與同類羧酸減水劑相比性能也具有一定地優(yōu)越性 .但從經(jīng)濟(jì)角 度講 , 推薦摻量為 0.20%.3.3 不同摻量

8、地減水率實(shí)驗(yàn)情況本實(shí)驗(yàn)采用鼎新水泥 p.042.5 和基準(zhǔn)水泥 p.042.5 兩種水泥分 別進(jìn)行測(cè)試 , 且分別采用 0.12%、0.16%、0.20%三個(gè)不同地?fù)搅坑?以確定 . 結(jié)果見(jiàn)表 3.表 3a 羧酸減水劑減水率情況表從上表可以看出 a 羧酸減水劑地減水率隨著摻量地增加明顯地 增大,而且其在摻量較低時(shí)仍具有很高地減水率 .3.4 混凝土性能實(shí)驗(yàn)情況本實(shí)驗(yàn)采用鼎新水泥 p.042.5 為實(shí)驗(yàn)水泥 , 比較本實(shí)驗(yàn)羧酸 代號(hào) a）和某品牌羧酸在相同摻量 0.20%下地混凝土性能.詳見(jiàn)表 4表 4 不同羧酸地混凝土性能實(shí)驗(yàn)表從上表可以看出 ,a 羧酸減水劑所表現(xiàn)出地性能指標(biāo)均符合gb807

9、6-2008 標(biāo)準(zhǔn)要求，且在同摻量下性能指標(biāo)優(yōu)于某品牌羧酸產(chǎn) 品,所表現(xiàn)出地高減水率和增強(qiáng)性有利于配制高標(biāo)號(hào)或大坍落度要 求地混凝土 .4 結(jié)論： 用聚乙二醇、催化劑和阻聚劑、甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯等 原料兩步合成出性能優(yōu)異、質(zhì)量穩(wěn)定地聚羧酸系高性能減水劑 .本工藝生產(chǎn)地聚羧酸系高性能減水劑堿含量小于 1.5%,且基本不 含氯離子 , 無(wú)毒 , 對(duì)環(huán)境無(wú)污染 , 屬綠色環(huán)保產(chǎn)品 .本工藝生產(chǎn)地聚羧酸系高性能減水劑具有較高地減水率 , 適于配 制商品混凝土、泵送混凝土、高強(qiáng)高性能混凝土等 .參考文獻(xiàn)1郭延輝等 . 聚羧酸高性能減水劑及其應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā) 展趨勢(shì)和我們地任務(wù) . 聚羧酸系高性能減水劑及其應(yīng)用技術(shù) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2005.8:2姜國(guó)慶.日本高性能 ae 減水劑地研究進(jìn)程及應(yīng)用現(xiàn)狀.