聚羧酸减水剂分子量及构象对其性能的影响

文章从侧链密度和主链长度出发,研究了聚羧酸减水剂分子量及构象对其性能的影响。利用凝胶渗透色谱仪测试了聚羧酸减水剂的分子量及其构象,发现侧链密度和主链长度对聚羧酸减水剂的分子量和构象有较大影响,当聚醚与链转移剂的摩尔比值(E/T)一定时,减小其侧链密度,样品在高分子量段的分子数逐渐增加,其平均分子量呈现逐渐增加的趋势,同时其分子构象越来越卷曲;当侧链密度(酸醚比)一定时,减小其主链长度,样品的分子量及其分布逐渐减小,且其分子构象越来越伸展。聚羧酸减水剂分子量及其构象的变化直接影响其性能,研究发现当分子量及其构象适中时,样品的性能达到最优,可供参考。     

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。     

超长侧链梳形聚羧酸减水剂对水泥浆体早期性能的影响

选用2种不同类型的超长聚醚侧链来合成梳形聚羧酸共聚物,并作为水泥体系的分散剂。通过水泥浆体分散、水化行为和强度发展的试验结果表明,超长侧链梳形聚羧酸共聚物比普通梳形聚羧酸共聚物具有更显著加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用。对比2种类型的超长侧链聚羧酸,酯型超长侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-COO)具有更好的早强效果,而醚型超长聚醚侧链梳形聚羧酸减水剂(PCA-O)具有更好的分散作用。     

聚羧酸减水剂分子结构对含膨润土水泥砂浆流动性的影响

研究了聚羧酸减水剂分子结构变化对其在膨润土表面的吸附量的影响,考察了膨润土颗粒的Zeta电位、含膨润土水泥净浆的流变性能和砂浆的流动度随聚羧酸减水剂分子结构的变化。结果表明,增大羧基密度和延长聚氧乙烯侧链长度均有利于减小膨润土对聚羧酸减水剂的吸附量,醚类聚羧酸减水剂的吸附量远低于酯类聚羧酸减水剂。提高醚类聚羧酸减水剂的羧基密度和侧链长度均有利于改善含膨润土砂浆的流动性。     

超长侧链型梳形聚羧酸减水剂对水泥浆体分散与早期水化的影响

使用不饱和醇经过阴离子开环聚合加成环氧乙烷(EO)制得分子量较高的聚醚大单体,并进一步合成出超长侧链型梳形聚羧酸减水剂.考察了该减水剂对水泥浆体分散和早期水化的影响,结果发现,相比传统酯化法制得的超长侧链型梳形聚羧酸减水剂,合成的超长侧链型聚羧酸减水剂具有更好的分散和分散保持性能,且早强性能不降低,合成过程更简单、更环保.     

聚羧酸系减水剂作为助磨剂使用的构效关系研究

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)为大单体合成一系列具有不同酸醚比、侧链长度及相对分子质量的聚羧酸系减水剂(PCE)作为水泥助磨剂,研究了PCE分子结构对其助磨性能的影响.结果 表明:PCE的助磨效果随着酸醚比的增大而增强,当酸醚比超过一定范围后,助磨效果有所减弱;具有短侧链及低相对分子质量的PCE具有更好的助磨效果...     

聚羧酸减水剂酸醚比对其引气性能的影响

通过水溶液自由基聚合法合成了一系列不同酸醚比的聚羧酸减水剂,研究了不同酸醚比的聚羧酸减水剂对新拌水泥浆体含气量、流变性以及水泥砂浆分级气泡含量的影响.结果表明:随着酸醚比的增加,聚羧酸减水剂分散性能及引气性能显著增加,其中当丙烯酸与异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)单体摩尔比达到4∶1时,聚羧酸减水剂分散性能及引气性能均达到较大值,随着酸醚比的进一步增加,聚羧酸减水剂分散性能与引气性能呈下降趋势;随着酸醚比的增加,聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附能力增加,使得水泥颗粒表面的聚羧酸分子浓度增加,降低了水泥颗粒-水的固-液界面能;聚羧酸减水剂能够显著改善砂浆气泡孔径分布,在引入大量中小气泡的同时降低大孔径气泡的占比,使得气泡孔径分布更加细小化;同时,随着聚羧酸减水剂主链中酸醚比的增加,引入的小气泡占比呈下降趋势,大孔占比呈上升趋势.     

聚醚型高效聚羧酸减水剂结构与性能关系研究

研究了不同分子量的主、侧链分子结构的聚醚型高效聚羧酸系超塑化剂对水泥净浆流变性能的影响,测试水泥净浆的初始流动度和流动度损失,测量聚醚型高效聚羧酸减水剂在溶液中的表面张力的大小.结果表明:表面张力的大小和主链分子量的大小主要关系着初始净浆流动度的大小,而侧链分子量的大小则与控制净浆流动度损失密切相关.     

醚类与酯类聚羧酸减水剂对水泥水化及分散性能的影响

采用2种不同类型、不同分子质量的聚醚大单体,通过调整主链长度使合成的醚类与酯类聚羧酸减水剂(PC)具有最佳分散性能,对比研究了醚类PC和酯类PC对水泥吸附、水化放热、水泥净浆分散性能及混凝土性能的影响。结果表明,醚类PC为短主链长侧链梳形结构,酯类PC为长主链短侧链梳形结构;醚类PC在水泥颗粒表面的吸附量高于酯类PC,而对抑制水泥净浆水化放热、水泥分散作用则是酯类PC优于醚类PC。在混凝土应用中,酯类PC比醚类PC具有更高的减水率,而醚类PC在坍落度及扩展度保持性方面优于酯类PC。     

酰胺型聚羧酸系减水剂的合成研究

制备了一种酰胺型聚羧酸系减水剂,研究了主链分子量、主链组成以及侧链接枝密度对其减水保坍性能的影响,通过FTIR、GPC对其结构进行了表征,最后与聚羧酸醚(AA/HPEG共聚物)、聚羧酸酯(MAA/MPEGMA共聚物)等两类聚羧酸系减水剂进行了性能对比。结果表明:主链分子量约4 000、主链组成是摩尔比AA/MAA=3∶1的共聚物、侧链接枝密度为20%的酰胺型聚羧酸系减水剂综合性能最好,其混凝土减水率、坍落度保持和抗压强度等性能均优于聚羧酸醚和聚羧酸酯两类减水剂。     

聚羧酸分子结构的优化对浆体分散性和砂浆强度的影响

在传统聚羧酸减水剂工艺的基础上对聚羧酸减水剂的分子结构进行优化,系统地研究了侧链分子量及比例、聚合单体比例、引发剂掺量对水泥浆体分散性能和砂浆早期抗压强度的影响。研究表明:在传统聚羧酸减水剂中引入长侧链结构,并适当增加长短侧链比例、羧基比例以及引发剂掺量可以改善水泥初始分散性和经时损失,并且对砂浆早期强度有较大的提高。     

三乙醇胺对聚羧酸减水剂的改性协同效应

由于聚羧酸减水剂可延缓水泥的水化,使得水泥混凝土早期强度发展缓慢,限制了聚羧酸减水剂在预制混凝土以及寒冷气候等建筑物的使用。针对这个问题,采用三乙醇胺(TEA)与3种聚羧酸减水剂进行复配改性,旨在研究复配改性后的减水剂对水泥分散性、凝结时间、水泥试块强度等性能的影响。结果表明,TEA与聚羧酸减水剂复合使用后,显著提高了水泥试块的早期强度,不同程度地改变了水泥凝结时间,稍微降低了水泥分散性。与萘系减水剂相比,复合改性后的聚羧酸减水剂在水泥试块早强和分散性等方面有优势。     

聚羧酸减水剂的研究

聚羧酸系高性能减水剂,由于真正做到了依据分散水泥作用机理设计有效的分子结构,具有超分散性,能防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝,低掺量下发挥较高的塑化效果,流动性保持性好,对混凝土增强效果显著,能降低混凝土收缩等技术性能特点,赋予了混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性、聚羧酸系高性能减水剂具有良好的综合技术性能优势及环保特点,符合现代化混凝土工程的需要。但随着当今石油资源的减少以及人们对外加剂功能多样化的需求,需要对多功能的聚羧酸减水剂进行研究,例如具有减水减缩的超枝化聚羧酸减水剂。     

聚羧酸盐高效减水剂的研制(Ⅲ) ——减水剂的作用和应用研究

以自制的聚醚接枝丙烯酸/甲基丙烯磺酸钠共聚物作为高效减水剂,研究了该减水剂对水泥石结构的影响,讨论了减水剂掺量对水泥净浆流动性、水泥砂浆减水率、混凝土坍落度和坍落度损失以及水泥砂浆和混凝土抗压强度的影响,并与市售的萘系减水剂进行了比较.实验结果表明,聚羧酸盐高效减水剂对水泥净浆、水泥砂浆和混凝土有较好的减水作用,能显著提高上述材料的流动性和力学强度.     

高保坍降黏型聚羧酸减水剂的合成研究

高强度等级混凝土因施工中存在黏度大、流速慢等问题使其发展受到限制.利用聚羧酸高性能减水剂分子的可设计性,引入具有保坍和降黏功能的分子基团,采用不同分子质量的聚醚大单体、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯和不饱和功能单体进行自由基共聚常温合成高保坍降黏型聚羧酸减水剂,并探讨了各共聚单体对合成减水剂性能的影响.结果表明,合成高保坍降...     

养护龄期对水泥混凝土性能和微观结构的影响

研究养护龄期对磷铝酸盐水泥混凝土抗压强度、表面透气和吸水性能影响,利用多种测定仪对混凝土水化产物物相组成、微观结构形貌、电性能和孔结构特性等进行了分析.此外,还分析了不同种类水泥早期水化特性,并解析了磷酸盐水泥具有早强和高强特性的缘由.结果表明:养护龄期对混凝土表观性能和微观结构影响较大,混凝土表观性能与微观结构之间存在密切联系;随着养护龄期延长,混凝土抗压强度不断增加,表面透气和吸水系数不断降低,其微观结构更加致密,孔的分形维数降低,这是由于生成的水化产物不断增多,减少了混凝土总孔隙含量造成的.磷铝酸盐水泥混凝土性能优于相同龄期的硅酸盐水泥混凝土,这是由于2种水泥属于不同体系,其水化生成物和反应机理不同.     

功能型聚羧酸减水剂的制备及其机制砂吸附性能

采用自由基溶液聚合法,以双甲基丙烯酸乙二醇酯（GD）和聚乙二醇甲基丙烯酸磷酸酯（PAP）为功能单体,与乙烯氧基聚氧乙烯醚（EPEG）为主要合成原料,制备一种功能型聚羧酸减水剂（SPC-1）,通过GPC、IR分析相对分子质量及其分布、特征官能团,测定不同功能基团结构的聚羧酸减水剂对机制砂吸附行为及机制砂砂浆流动度、混凝土应用性能（减水率、含气量、坍扩度、抗压强度）的影响。结果表明,通过接枝功能基团合成了聚羧酸减水剂共聚物;功能型聚羧酸减水剂具有抗机制砂吸附特性,用于机制砂混凝土配合比可提高分散保持时间和力学性能。     

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.     

超塑化剂对水泥早期水化影响的灰值分析

对掺萘磺酸盐缩合物减水剂和两种聚羧酸减水剂的水泥浆体水化24h的微观形貌进行了背散射电子图像测试及灰度值分析,发现超塑化剂对水泥早期水化具有重要影响,掺不同超塑化剂的水泥早期水化产物有所区别.试验同时还得出可利用灰度值来表征掺超塑化剂水泥的早期水化产物的结论.