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。     

侧链结构酯醚共聚型聚羧酸减水剂的研究与应用

将烯丙基聚氧乙烯醚(APEG-1200)和3种聚乙二醇(PEG300、PEG600、PEG800)酯化大单体共聚得到侧链结构酯醚共聚型聚羧酸减水剂,探讨了共聚物侧链组成、引发剂用量对该减水剂分散性和分散保持性的影响,考察了不同侧链长度减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,并与目前市场应用量大的侧链结构聚醚型减水剂、聚酯型减水剂进行了混凝土应用性能对比试验。结果表明,长短侧链有机结合的酯醚共聚型聚羧酸减水剂有利于形成更大的空间位阻,有较好的水泥净浆分散性和分散保持性,在水泥颗粒表面吸附量较小,保坍性能较好,增强效果明显。     

不同聚羧酸减水剂分子结构作用机制研究

采用2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚和丙烯酸进行自由基共聚,以酸醚比分别为2.8、3.7、4.6,并调整链转移剂TGA用量,合成了适当主链长度和不同侧链密度的聚羧酸减水剂。通过GPC、净浆流动度、吸附量、Zeta电位等测试,研究主链长度相近、侧链密度不同的聚羧酸减水剂在不同C3A含量水泥浆体中的吸附-分散特性。试验结果表明:侧链密度高,主链长度相应缩短,可以形成初始吸附量相近的减水剂分子构象;对于掺C3A的水泥,侧链密度较高的减水剂分散性能较优,且水泥中C3A含量越高,高侧链密度减水剂的抗吸附性能优势更明显。     

两性梳形共聚物对水泥浆体分散的影响及机理

合成了一系列含有不同阴/阳离子基团摩尔比的两性梳形共聚物,研究了其对水泥浆体分散、分散保持、吸附和水泥早期水化的影响规律,并初步探讨了其作用机理.结果表明:主链中适当引入阳离子基团可改善水泥浆体的分散性能,进一步提高阳离子基团含量,吸附量增大,但水泥浆体的分散性能下降;共聚物分散保持性能随主链中阳离子基团含量增加而增强,其分散保持率和溶液中共聚物浓度呈负相关.两性梳形共聚物优异的分散和分散保持性能受吸附位置、吸附构象和早期水化的共同影响,且主链中阴/阳离子基团摩尔比存在一个最佳平衡值.     

聚羧酸超塑化剂的侧链结构对其吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,制备了具有不同侧链长度的梳型共聚物,研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和水泥净浆流动度测试,对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征.结果表明,随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低.在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接入不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律.当侧链聚合度nEO=22和nEO=43的MPEG以摩尔比为1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能.     

梳形共聚物侧链长度对水泥浆体早期性能的影响

研究了梳形共聚物侧链长度对水泥浆体的凝结、水化热效应和增强性能的影响。结果表明,随共聚物侧链长度增加,水泥浆凝结时间缩短,早期强度提高。而且梳形共聚物侧链对水泥水化放热性能影响也很显著,添加长侧链梳形共聚物可使水泥水化热平缓释放,放热速率和最高温峰大大降低,但水化热峰值出现的时间提前。     

MPEG侧链长度对聚羧酸超塑化剂吸附分散性能的影响

通过自由基聚合反应,本文制备了一系列具有不同侧链长度的梳型共聚物。研究了MPEG侧链长度对梳型共聚物分子构象的影响,并通过总有机碳分析(TOC)和净浆流动度测试对制得的不同侧链长度的聚羧酸梳型共聚物在水泥颗粒上的吸附分散性能进行了表征。结果表明:随着侧链MPEG长度的增加,共聚物在水泥颗粒上的吸附量会急剧降低;在MPEG-MAA与甲基丙烯酸(MAA)共聚体系中,按一定比例同时接人不同长度的MPEG侧链时,共聚物会表现出特殊的吸附规律;并且当侧链聚合度n_(EO)=22和n_(EO)=43按摩尔比1:2在共聚体系中进行接枝时,共聚物表现出最佳的分散性能。     

梳形共聚物分散剂羧基与聚醚侧链比例对水泥浆体流变性能的影响

本文系统研究了梳形共聚物分散剂羧基和聚醚侧链比例对水泥浆流变和分散性能的影响。结果表明：随共聚物主链中羧酸基团比例的提高,分散剂在水泥颗粒界面上吸附作用增强,分散性能提高,黏度下降,流变性能改善。但当羧基比例超过一定范围时,吸附能力反而下降,导致分散性能下降。同时,所有添加梳形共聚物的水泥浆体流动曲线方程都符合H—B方程,且具有良好的相关性。     

聚羧酸分子结构对混凝土早强性能的影响

设计不同的侧链长度、酸醚比和分子量制备了系列聚羧酸减水剂样品,采用GPC方法测试了系列样品的分子量和聚醚转化率.通过砂浆和混凝土性能评价试验表征了聚合物的分散性能和力学性能,用微量热仪监测了水泥水化18h内的水化放热趋势.结果 表明,聚羧酸分子中聚醚侧链长度、酸醚比和分子量均能明显影响砂浆的早期强度,分子结构综合影响早...     

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。     

两性聚羧酸侧链结构对水泥浆体早期性能的影响

通过自由基聚合的方法合成了相同阳离子含量、侧链密度,侧链聚合度为22~176的一系列醚型两性聚羧酸系减水剂(Amphoteric Polycarboxylate Superplasticizers,APC),以及侧链聚合度为112的酯键桥接APC。通过测试不同APC在水泥浆体中的吸附特性,及其对水泥浆体Zeta电位、流动度、早期强度、水化放热速率等的影响规律,研究了APC侧链结构对水泥浆体早期性能的影响。结果表明:不同结构APC对水泥浆体Zeta电位的改变均较小。随着侧链长度的增加,APC在水泥浆体中的吸附量先增加后减小。酯型APC的吸附能力较醚型的差。侧链较长且具有酯键桥接基团的APC均能够促进水泥水化过程,从而提高硬化水泥浆体的早期强度。     

聚羧酸系超塑化剂分子结构对水泥净浆流动度的影响

研究了不同分子结构的聚羧酸系超塑化剂对水泥净浆流变性能的影响,通过测试掺入外加剂的水泥净浆的初始流动度和流动度损失,以及测量PCA在水泥颗粒表面的吸附,结果表明:甲基丙烯酸主链的PCA初始流动度和流动度保持性能最好;相同主链结构长度,不同侧链比例的PCA对流动度影响存在最佳支链比例,(b)型主链当x/y=3时,流动度最大,(d)型主链当x/y/z=65/20/15时,流动度最大.-O=C-OM是影响吸附的关键基团,吸附率大小取决于该基团的数量.     

酸醚比对聚羧酸减水剂共聚物组成及性能影响

采用丙烯酸与醚类大单体TPEG-3000,通过自由基共聚制备系列不同酸醚比的聚羧酸减水剂,并通过GPC方法与水泥净浆及混凝土试验测试减水剂的组成和性能。结果表明:当酸醚比由3∶1增至8∶1时,减水剂的分子质量先增大后减小,分子质量分布变宽,而产物转化率受酸醚比的影响较小;当酸醚比为6∶1时,减水剂中锚固基团较多,吸附速率快,分散能力强,体系释放出较多的自由水,掺减水剂水泥水化速率较快,混凝土既具有较大的坍落度,也具有较高的早期强度。     

星-梳形聚羧酸减水剂的合成及其对水泥基材料表观粘度的影响

通过含有多个巯基基团的星形链转移剂调控下的自由基聚合,制备了一系列分子质量不同的星-梳形聚羧酸减水剂聚丙烯酸-co-聚(异丁烯醇聚氧乙烯醚)(PAA-co-PIPEG)。采用核磁共振仪和带三重检测器的凝胶渗透色谱仪表征了制备的聚羧酸减水剂的分子结构。通过净浆、吸附、流变和混凝土试验研究了星-梳形聚羧酸减水剂对水泥基材料性能的影响。结果表明,星-梳形结构会降低聚羧酸减水剂的减水能力和吸附效率,但同时也会显著降低水泥基材料的表观粘度。     

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。     

不同结构大单体合成聚羧酸高效减水剂及其性能研究

分别采用酯类大单体和醚类大单体2种不同结构的大单体合成2种聚羧酸减水剂,试验确定了反应单体最佳摩尔比和引发剂用量,对比分析了合成过程的控制手段,通过水泥净浆和混凝土试验对比了减水剂的性能。结果表明,2种大单体合成的聚羧酸减水剂减水效果相当,减水剂LB-5Ⅰ即酯类大单体合成减水剂具有更好的适应性和坍落度保持能力;2种聚羧酸减水剂对混凝土的凝结时间的影响差别不好;LB-5Ⅰ自身引气能力强,而醚类大单体合成的减水剂LB-5Ⅱ则引气不足。     

聚羧酸盐高效减水剂的合成与表征

通过自由基溶液共聚合反应、接枝反应和磺化反应,制备了一类主链带羧基、磺酸基,支链带聚氧乙烯基醚基的聚羧酸盐高效减水剂。讨论了主链分子量、侧链长度、磺化度等因素对聚羧酸盐减水剂性能的影响,用红外光谱和凝胶渗透色谱表征了其结构,并考察了产品对水泥净浆流动度和混凝土减水率的影响。结果表明,本研究制备的减水剂对水泥粒子有较好的分散作用,混凝土减水率可达30%以上。     

MA-APEG-AM三元共聚减水剂的合成及其分散性能研究

以马来酸酐、丙烯酰胺和不同聚合度的烯丙基聚乙二醇醚为原料共聚合成梳型结构聚羧酸减水剂,测试了不同侧链长度聚羧酸减水剂对水泥净浆流动度、凝结时间和水泥砂浆抗压强度的影响.结果表明,聚羧酸减水剂的分子结构对其应用性能有很大影响,不同聚合度的大单体混合使用较使用1种聚合度大单体聚合成的减水剂分散性能更好.     

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。     

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.