石膏基高减水保塑型聚羧酸减水剂的研究

试验利用大分子量的异戊烯醇聚氧乙烯醚单体、链转移剂巯基丙酸和丙烯酸等制得石膏基专用高减水保塑型聚羧酸减水剂。试验表明,聚氧乙烯醚单体分子量为4 000、酸醚比为6.5∶1、链转移剂用量为2.5时制得的减水剂的减水效果最好。在此基础上,再利用甲基丙烯酸甲酯和不饱和磷酸单酯对其进行改性,最终得到石膏基专用高减水保塑型聚羧酸减水剂,改性试验研究表明,该石膏减水剂具有较好的保塑性能。与其他现有适用于石膏的减水剂相比,本减水剂对石膏体系的减水效果更为显著、保塑性更好,并且对石膏有一定的缓凝可以,可以减少缓凝剂用量,是一种性能良好的应用于石膏体系的聚羧酸减水剂。     

早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

利用自由基聚合的方法制备了一种具有长侧链"梳形"结构的适用于地铁管片的早强型聚羧酸减水剂。试验结果表明,当酸醚比为4.5∶1.0,AM用量为10%时,合成的减水剂具有较好的综合性能。该早强型减水剂的减水率略低于普通型聚羧酸减水剂,但其早强效果优于普通聚羧酸减水剂及另外2种市售的早强型聚羧酸减水剂,其适用于地铁管片的生产,且混凝土施工性能良好,早期强度发展快,可满足施工要求。     

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.     

纸面石膏板专用聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为主要原料,利用氧化还原引发自由基聚合,合成了一种纸面石膏板专用聚羧酸减水剂母液(GPCE-01)。将其与石膏激发剂、消泡剂复配后分别与萘系减水剂、普通型聚羧酸减水剂进行了性能对比。试验结果表明,该纸面石膏板专用聚羧酸减水剂具有高减水、低引气、对石膏凝结影响小,且绿色环保等优点,适用于纸面石膏板工业化生产,符合石膏建材绿色化生产的发展方向。     

降粘型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、自制磷烯烃单体M-P、甲基丙烯磺酸钠为主要聚合单体,巯基丙酸为链转移剂,通过双氧水-抗坏血酸引发,采用一步合成方法,制备一种适合高强混凝土用的降粘型聚羧酸减水剂。研究了酸醚比,甲基丙烯磺酸钠、磷烯烃单体M-P、引发剂用量,反应温度等因素对降粘型聚羧酸减水剂性能的影响,确定了降粘型聚羧酸减水剂的最优的合成工艺:反应温度为85℃,酸醚比为7,甲基丙烯酸用量为0.4,磷烯烃单体M-P用量为0.3,引发剂用量为5%。相同掺量下自制降粘型聚羧酸减水剂的性能基本与国外降粘型聚羧酸减水剂持平,明显优于国粘型聚羧酸减水剂。     

不同结构聚羧酸减水剂对α-高强石膏性能的影响

通过分子设计,采用不同合成单体制备了不同酸醚比、不同侧链长度、不同侧链类型的聚羧酸高性能减水剂,并研究了不同分子结构对α型高强石膏减水率、凝结硬化时间、2 h抗折强度及绝干抗压强度的影响。结果表明:减水剂的减水率随酸醚比的减小先增大后减小,随侧链长度的增大先增大后减小;石膏凝结时间随酸醚比的增大而延长,随侧链长度的缩短而延长;减水率越高,越接近于理论需水量,石膏的凝结时间越短、2 h抗折强度和绝干抗压强度越高。     

聚羧酸减水剂在石膏基体系中的试验研究

研究了聚羧酸减水剂对纯石膏和石膏自流平砂浆分散性和强度的影响。采用醚类大单体合成了适用于石膏基体系的聚羧酸减水剂PC-3,并与2种市售石膏基专用减水剂PC-1、PC-2进行比较。结构分析表明,3种减水剂具有相似的分子结构,三者分子质量大小排序为PC-2PC-1PC-3,其中以PC-1的分子质量分布最宽,而PC-3的最窄。在纯石膏中,PC-1减水率最低,而PC-3在掺量为0.2%和0.3%时减水率分别达到19.9%和24.8%,分散性接近PC-2。在石膏自流平砂浆中,掺PC-3的自流平砂浆初始和30 min流动度均大于掺PC-1,略差于掺PC-2,而三者对砂浆强度影响差别不大。     

低敏感聚羧酸减水剂的合成及性能研究

在HPEG型聚羧酸分子主链中引入部分异构酯,设计酸醚比分别为3.5、4.0,异构酯用量分别为0、4%,合成4种聚羧酸减水剂母液。对水化硅酸钙的吸附量和Zeta电位进行测试,并对掺减水剂混凝土的扩展度、压力泌水率和抗压强度进行测试。结果表明,酸醚比为3.5、异构酯用量为4%时,合成的聚羧酸减水剂S-4对水化硅酸钙的吸附能力最强,其敏感度相对较低,对混凝土的扩展度和压力泌水率产生的影响较小,且掺S-4混凝土的抗压强度发展最好。     

酸值法控制两步法聚羧酸减水剂的保塑性能研究

用酸值法替代酸醚比法研究了聚羧酸减水剂的产品性能差异,研究结果表明,酸值法不但可以达到酸醚比法的控制功效,而且可以通过控制酸值的连续性进而控制产品性能变化的连续性,进而实现聚羧酸减水剂保塑性能的连续可控调节。     

聚羧酸减水剂在脱硫石膏中的应用性能优势

测试了木质素类、萘系、磺化三聚氰胺系和聚羧酸系减水剂这4种石膏制品常用减水剂对脱硫石膏分散性、凝结时间以及强度的影响.结果表明,聚羧酸减水剂具有优异的分散性能,对凝结时间及试块强度的影响较小.通过提高聚羧酸减水剂的掺量,可以获得高的减水率,从而降低了水膏比,提高了石膏制品的强度;对比掺加不同减水剂的石膏硬化体的晶型结构可以发现,掺聚羧酸减水剂的石膏晶体结晶性好且分布均匀;提高减水率可以缩短石膏制品达到绝干的干燥时间,起到节能降耗的作用,具有显著的经济效益.     

不同分子量聚羧酸减水剂的结构分析及性能研究

本文使用核磁氢谱对PC、 PC30000、 PC50000和PC70000的分子结构进行剖析,并结合水泥净浆流动度结果,揭示了不同相对分子质量范围的PC组分分散性能各异的结构本质。试验表明:随着聚羧酸减水剂相对分子量的提高,聚羧酸减水剂分子结构中的酸醚比逐渐下降;随着聚羧酸减水剂相对分子量的提高,其初始净浆流动度逐渐下降,净浆流动度经时损失变小。因此,得出以下结论:聚羧酸减水剂组分的分子量越高,其分子结构中的酸醚比越低,初始分散性能也越低,保坍性能越高。     

新型聚醚EPEG常温制备保坍型聚羧酸高性能减水剂及其性能研究

采用新型聚醚(EPEG)、丙烯酸、保坍功能小单体、L-抗坏血酸、双氧水、巯基乙酸为主要原料,于常温合成保坍型聚羧酸高性能减水剂(EBT-01)。通过与采用不同醚合成的保坍型聚羧酸减水剂对比结果表明,该新型聚醚(EPEG)具有活性高、合成的产品性能好且稳定等优点。水泥净浆流动度及混凝土试验结果表明,其最佳合成工艺为:常温条件下,酸醚比2.5,酯醚比3.0,引发剂、链转移剂用量分别为单体总质量0.28%、0.45%,滴加时间1 h,滴加结束后于15～35℃保温反应0.5 h。将EBT-01与通用减水型聚羧酸高性能减水剂按m(EBT-01)∶m(PC-01)=4∶6进行复配时,混凝土2 h坍落度基本无损失。     

聚羧酸减水剂分子质量及其分布对分散性的影响

以丙烯酸和501醚类单体为主要原料,改变偶氮二异丁腈(AIBN)、巯基丙酸的用量以及酸醚比,合成了一系列具有不同重均分子质量及其分布的聚羧酸减水剂,对产物进行了红外光谱和凝胶渗透色谱分析,研究了聚羧酸减水剂重均分子质量、分子质量分布对其分散性能的影响及其原因。结果表明,聚羧酸减水剂的重均分子质量对分散性能的影响显著,只有当聚羧酸减水剂具有适宜的重均分子质量及其分子质量分布时,才能具有优良的分散性。     

新型超塑化粉末聚羧酸减水剂的研究与应用

4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚(2+4,VPEG)单体反应活性较高,合成工艺复杂。研究了酸醚比、引发剂用量、链转移剂用量对减水剂分散性的影响及VPEG单体合成超塑化减水剂的最优配比和工艺。通过离心喷雾干燥技术,将合成的超塑化聚羧酸减水剂制成粉末聚羧酸减水剂(PCC-h)。试验结果表明,PCC-h能明显提高砂浆的流动度,并且与胶凝材料有较好的适应性。PCC-h适用于无砂石膏基自流平砂浆、水泥基灌浆料等。     

固体聚羧酸减水剂的合成研究

将聚醚胺与巴豆酸酰化后得到微交联单体,再与甲基丙烯酸、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)本体共聚得到一种固体聚羧酸减水剂。研究了大单体分子质量、酸醚比、微交联单体用量、引发剂BPO用量、反应温度、转速等因素对合成固体聚羧酸减水剂性能的影响。试验结果表明,当大单体采用HPEG2400,酸醚比为4.4,微交联单体和引发剂用量分别为大单体质量的10%、1.3%,转速为800 r/min,反应温度为60℃时,合成的固体聚羧酸减水剂综合性能最佳。     

本体聚合法合成固体聚羧酸减水剂的制备工艺与性能研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚和不饱和单体丙烯酸为主要原料,采用本体聚合法合成了一种固态聚羧酸减水剂。研究了引发剂用量,链转移剂用量,酸醚比及反应温度对减水剂分散性能的影响。结果表明,当反应温度为70℃,引发剂用量为单体总质量的0.5%,链转移剂用量为单体总质量的0.50%,酸醚比为3.6,滴加时间为2 h时,合成的固体聚羧酸减水剂分散性和坍落度保持性最佳。     

聚羧酸分子设计在预应力高强混凝土管桩的应用

通过设计并合成一系列酯类及醚类聚羧酸系减水剂,筛选出适应于预应力高强混凝土管桩用早强型酯类减水剂PC-1c及高减水型醚类减水剂PC-2c。聚羧酸系减水剂通过复配使用,并与萘系减水剂进行相关性能比较及试生产验证,表明聚羧酸系减水剂在改善黏聚力及提高强度的效果优于萘系减水剂,但对材料变化较萘系减水剂敏感。     

聚羧酸减水剂与水泥适应性研究及机理探索

通过不同工艺合成4种聚羧酸减水剂,探索粉磨时间、石膏掺量、熟料来源等对净浆流动度及流动性损失的影响,并开展水泥与减水剂吸附机理探索。试验结果表明,延长粉磨时间、提高石膏掺量均有利于外加剂对水泥颗粒的吸附,但延长粉磨时间对净浆初始流动性不利,且粉磨时间、水泥中石膏掺量、熟料来源、聚羧酸减水剂性能等均会影响聚羧酸减水剂与水泥的适应性。     

聚羧酸减水剂对混凝土敏感性的试验研究

本文开展了醚类聚羧酸减水剂PC1、酯类聚羧酸减水剂PC2、巴斯夫聚羧酸减水剂PC3和低敏感型聚羧酸减水剂PC4对混凝土的敏感性的试验研究,分别从减水剂掺量、用水量、温度和原材料四个方面进行了测试,实验结果表明,低敏感型聚羧酸减水剂PC4对减水剂掺量、温度和水泥品种的敏感性最低,巴斯夫聚羧酸减水剂PC3对温度、砂子品种的敏感性最低,酯类聚羧酸减水剂PC2对用水量的敏感性最低。醚类聚羧酸减水剂PC1对减水剂掺量、用水量、水泥品种的敏感性最高,酯类聚羧酸减水剂PC2对温度、砂子品种的敏感性最高。     

地铁盾构管片混凝土用高性能聚羧酸减水剂的合成研究

采用丙烯酸、异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC),通过自由基溶液聚合合成了地铁盾构管片混凝土用高性能聚羧酸减水剂。研究了不同分子质量大单体、酸醚比、DAC用量等因素对减水剂性能的影响。结果表明,当采用HPEG(Mn=4000),酸醚比为3.0∶1.0,DAC用量为大单体质量的1.3%时,合成的高性能聚羧酸减水剂应用于地铁盾构管片混凝土,具有初凝时间短、触变性好、粘聚性好、强度高等优点