聚羧酸系减水剂在客运专线工程中的应用研究

介绍聚羧酸系减水剂在满足铁路客运专线高性能混凝土综合性能方面的能力和特点,分析了工程应用中使用聚羧酸系减水剂存在的一些问题。提出解决聚羧酸系减水剂与水泥的相容性问题以及保持聚羧酸系减水剂本身质量稳定性是目前该减水剂应用的关键。     

三种水泥与聚羧酸减水剂相容性初探

聚羧酸减水剂与水泥的相容性是混凝土生产中备受关注的问题。采用净浆流动度法测试水泥净浆初始流动度、饱和掺量点、流动度经时损失三个参数,以此考察某聚羧酸减水剂与乐山地区三种常用水泥(A、B、C)的相容性。分别采用激光粒度仪、Zeta电位仪和X射线衍射仪测试水泥的粒径、Zeta电位和物相组成,探索导致三种水泥与聚羧酸减水剂相容性出现差异的可能因素。研究结果表明三种水泥与聚羧酸减水剂相容性优劣顺序为:A>B>C,这与根据Zeta电位和粒径推测出的相容性顺序不一致,但与根据相成分测试结果推测出的相容性优劣顺序是一致的。由此可以推测Zeta电位与粒径均不是影响三种水泥与聚羧酸减水剂相容性的主要因素,而水泥各相成分的含量可能是影响相容性的一个主要因素。     

疏水烷基酯侧链对聚羧酸系减水剂分散及保坍性能的影响

为了研究聚羧酸系减水剂(PCA)分子结构中疏水侧链对新拌混凝土坍落度及其损失的影响,以马来酸酐(MA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸烷基酯为原料,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合合成了4种不同疏水侧链长度(疏水侧链含碳个数分别为4、8、12和18)的聚羧酸系减水剂。通过水泥净浆流动度、流动性损失等指标检验了聚羧酸系减水剂的分散性能及保坍性能,结果表明随着疏水侧链长度的增加,聚羧酸系减水剂的分散性能逐渐提高,保坍性能有所改善。吸附量和zeta电位测试结果解释了这种现象的原因,随着疏水侧链长度的增加,水泥颗粒表面zeta电位绝对值逐渐增加,水泥颗粒表面上的持续吸附能力逐渐增强。     

降低高强混凝土黏度的减水剂制备与机理研究

根据分子结构设计原理,以马来酸酐与异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚大单体为主要反应原料,以甲基烯丙基磺酸钠为链转移剂,合成一款减水剂.采用凝胶渗透色谱、红外光谱、核磁氢谱等测试手段获得了合成产物的分子量及分子量分布等结构参数信息,同时比较了该减水剂与普通减水剂在表面张力、对水泥颗粒吸附行为、Zeta电位、水泥净浆流动性、水泥净浆流变性能及新拌混凝土应用性能方面的差异.性能评价结果表明,该减水剂具有良好的降黏效果,本工作还分析了其降黏作用机理.     

二臂超支化聚羧酸减水剂的合成表征及性能

以氯化亚砜和甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料合成氯代甲氧基聚乙二醇(Cl-MPEG),对乙醇胺表面的氨基进行聚乙二醇(PEG)长链接枝,通过丙烯酰氯进一步引入双键合成二臂超支化聚氧乙烯醚大单体(TAHBPE)。将TAHBPE与丙烯酸小单体采用水溶液自由基共聚法合成二臂侧链超支化型聚羧酸减水剂(TAHB-PCEs)。采用红外光谱、核磁共振、质谱、凝胶渗透色谱对合成过程的中间和最终产物进行了结构表征。结果表明,成功合成了Cl-MPEG,TAHBPE和TAHB-PCEs。净浆流动度和流变性测试结果表明,TAHB-PCEs的净浆流动度达到298.5 mm,屈服应力和黏度均小于传统梳型聚羧酸减水剂。通过表面张力、接触角对TAHB-PCEs的分散作用机理进行了探讨,保持聚羧酸减水剂的羧酸根密度不变、缩短侧链长度、增大侧链密度可降低其表面张力和表面能,有利于其在水泥表面的润湿,达到更好的减水分散性能。     

矿物掺合料对聚羧酸减水剂与水泥相容性的影响

高性能减水剂与水泥适应性差会导致混凝土流动性和坍落度损失过快,矿物掺合料将影响高性能减水剂与水泥的相容性。对比研究矿物掺合料种类和掺量对水泥净浆、砂浆和混凝土流动性的影响;采用TOC法测试了矿物掺合料对聚羧酸减水剂吸附量的影响;分析了矿物掺合料影响聚羧酸减水剂与水泥相容性的机理。结果表明,粉煤灰和矿渣对提高水泥净浆流动性具有一定的叠加效应,可用胶砂减水率的加权平均值进行量化;硅灰对水泥浆体流动性的不利影响远大于粉煤灰和矿渣的辅助减水分散作用,不利于改善聚羧酸减水剂与水泥的相容性;粉煤灰和矿渣增加聚羧酸减水剂在水泥体系中的吸附量;粉煤灰和矿渣对聚羧酸减水剂在混凝土中的减水分散效果有改善作用但不显著。     

高保坍型聚羧酸减水剂的合成及其对混凝土性能的影响分析

以甲基烯丙基聚乙二醇醚(TPEG-2400)、丙烯酸(AA)等为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,甲基丙烯磺酸钠(MAS)为链转移剂,在水溶液中进行了自由基共聚反应合成了高保坍型聚羧酸减水剂,探究了最佳合成工艺及其对混凝土应用性能的影响。结果表明,水泥净浆初始和1 h的流动度随着酸醚比、链转移剂MAS用量、引发剂APS用量、温度和滴加时间的增加,均表现出先增大后减小的趋势。当n(AA)∶n(TPEG)=4∶1,MAS用量为AA和TPEG总质量的3%,引发剂APS用量为AA和TPEG总质量的3%,反应温度为60℃,滴加时间为1.5 h时,水泥净浆初始和1 h的流动度达到了最大值,合成的高保坍型聚羧酸减水剂性能最优。在此条件下合成的聚羧酸减水剂与市售TPEG型减水剂和HPEG型减水剂相比,具有更优的分散性、保坍性能和抗压强度。     

萘系高效减水剂和聚羧酸高性能减水剂的比较

混凝土作为建筑工程中最常使用的材料,为我国的建筑事业作出了巨大贡献,而减水剂作为混凝土不可分割的组分,也得到了广泛的应用。聚羧酸高性能减水剂与萘系高效减水剂作为减水剂中常见的种类,对水泥净浆流动以及混凝土的各方面性能都产生着巨大作用。本文结合实际简单的介绍了萘系高效减水剂和聚羧酸高性能减水剂,简述了二者的相同性,并对它们之间存在优缺点进行了对比。     

掺加改性淀粉制备聚羧酸减水剂及其应用

选取经过降解处理的羧甲基淀粉醚(CMS-Na)代替部分异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)制备一种新型聚羧酸系减水剂(PC2),利用水泥净浆单组分试验得出CMS-Na对TPEG的最佳替代量为15%。另外,用红外光谱(FTIR)对CMS-Na及聚羧酸减水剂的分子结构进行了表征。结果表明,掺加CMS-Na合成的PC2不仅降低了原材料的成本,而且具有良好的分散性和保塑性,同时不影响混凝土强度。     

磨细石灰石粉对减水剂-水泥适应性的影响

采用化学分析、热分析、Zeta电位分析等手段研究聚羧酸和萘系减水剂在磨细石灰石粉存在下与水泥的适应性。结果表明:在磨细石灰石粉存在下,聚羧酸减水剂促进水泥水化初期钙矾石和单碳型水化硫铝酸钙的生成,降低水泥对减水剂的吸附;而萘系减水剂的吸附量大,石灰石粉加速了水泥颗粒表面的减水剂被生成的水化产物覆盖的过程,导致流动度损失加快。因此,在石灰石粉存在下,聚羧酸减水剂的适应性较萘系减水剂更佳。     

ATRP法合成聚羧酸类高效减水剂

以对苯乙烯基磺酸钠和丙烯酸钠嵌段共聚物(PSStNa-b-PAANa)为大分子引发剂,甲基丙烯酸甲酯为单体,采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,制备对苯乙烯基磺酸钠、丙烯酸钠和甲基丙烯酸甲酯三嵌段共聚物(PSStNa-b-PAANa-b-PMMA),并通过酯交换方法在聚合物分子上接枝聚乙二醇单甲醚(MPEG)以得到...     

酯化大单体的冷却速度和含量对聚羧酸高效减水剂性能的影响

通过丙烯酸和聚乙二醇1000在75～100℃之间的酯化反应制备了聚乙二醇单甲基丙烯酸酯大单体.在酯化率接近50%时停止反应,控制大单体的降温速度并配制不同浓度的大单体溶液,然后将不同降温速度所得到的大单体和不同浓度的大单体溶液与其它几种单体共聚生成大分子的高效减水剂.采用水泥净浆试验,检验所合成聚羧酸高效减水剂的分散性及与水泥的适应性,系统研究了酯化大单体的冷却速度和含量对聚羧酸高效减水剂性能的影响.结果表明,酯化大单体的合适降温速度为0.9～1.6℃/min,合适的质量分数为70%～80%.     

一类聚羧酸高性能减水剂的设计合成与应用

分别以甲基丙烯磺酸钠(SMAS)等5类含磺酸基的不饱和单体,合成了5种侧链带有磺酸基团的梳形聚羧酸减水剂。用红外光谱(FT-IR)对其结构进行了确认。正交试验分析表明,SMAS是最佳的磺酸基单体,并用SMAS与丙烯酸、丙烯酸酯-聚乙二醇单甲醚共聚得到了一种新型聚羧酸高效减水剂(SPC3)。应用试验结果表明,当水灰比(W/C)为0.29,掺入量为0.30%时,SPC3的减水率高达36%,而萘磺酸甲醛缩合物(SNF)减水剂的减水率只有17%。同样条件下,掺入SPC3制备的泵送混凝土在120 min的坍落度损失为8.9%,远小于掺入SNF时的65.0%。掺入0.30%的SPC3制备的高强度混凝土(HPC),其90d压缩强度达到71.6 MPa。     

水相ATRP法合成聚羧酸类高效减水剂

以对苯乙烯磺酸钠、丙烯酸钠为原料,以2-溴丙酸为引发剂,采用原子转移自由基聚合(ATRP),在水相介质中室温条件下合成出聚羧酸类减水剂。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)等测试方法对聚合物的结构进行表征与分析,通过净浆流动度研究了反应时间和产物性能之间的关系。结果表明,成功地合成出了具有嵌段结构的聚羧酸类高效减水剂,并且当反应时间取24h时,产物的性能较好。     

聚羧酸型梳状共聚物超分散剂的构性关系研究

以聚氧乙烯甲基烯丙基二醚（APEO－n)，顺丁烯二酸酐（MAn)，苯乙烯（St)等为共聚单体，合成了一系列聚羧酸型梳状共聚物，研究了共聚物的结构，组成等对分散性能的影响，结果表明，接枝链的长度和密度影响超分散剂的性能，当接枝链长度为20－60，St%(mol%)为5％－20％时，分散性能良好。     

聚羧酸系高性能减水剂的合成技术

介绍了国内外聚羧酸系高性能减水剂的研究发展现状、分子结构特征以及聚羧酸类高性能减水剂的合成方法,分析了聚羧酸系高效减水剂的不同合成技术的优缺点,认为制备具有聚合活性的大单体的技术是聚羧酸系高性能减水剂需要解决的紧迫问题,提出了聚羧酸系高性能减水剂的研究方向和研究过程面临的问题及解决措施.     

聚羧酸型梳状共聚物的合成和超分散性能研究

以聚氧乙烯甲基烯丙基二醚(APEO-n)、顺丁烯二酸酐(MAn)、苯乙烯(St)等为共聚单体,采用不同引发剂,合成了一系列聚羧酸型梳状共聚物超分散剂,并以PEO-n单酯化得酯化产物,研究了共聚物的结构、组成、添加量等对水泥粒子分散性能的影响。结果表明：超分散剂的性能受端基效应、酯化作用、接枝链的长度和密度的影响,当接枝链长度为30时,分散性能良好。     

新型聚醚接枝聚羧酸型高效混凝土减水剂的合成与性能

通过高分子反应法的新型合成路线,用SO3磺化的方法．对苯乙烯马来酸酐共聚物进行磺化,引入磺酸基团,通过磺酸基团的自催化作用,在马来酸酐基团上进行酯化接枝,合成出带有聚氧乙烯醚侧链的聚羧酸型高效减水荆。减水荆在低掺量下即有很好的减水效果,在掺量为0．6%水泥质量时．混凝土减水率可达36％以上,3d、28d抗压强度分别为207%、171％,90min内混凝土坍落度基本无损失。     

Effect of superplasticizers on the rheological properties of cements

In this paper, the rheological properties of cement pastes made with different types of cement and superplasticizers are discussed. As a tool for the discussion, experiments involving dispersion of cement particles, fluidity, viscosity, yield stress and zeta potential have been conducted. The results obtained show that the chemical compositions of the cements such as C₃A and sulfate content, alkali and ground lime content are important features controlling the rheology of cement pastes. Three types of sulfonated superplasticizers (lignosulonate-based, melamine formaldehyde sulfonic acid, naphthalene formaldehyde sulfonic acid) and one type of polycarboxylic acid polymer were used. The results revealed that the mechanism by which these polymers disperse cement particles differs fundamentally. Sulfonated superplasticizers induced a negative charge on cement particles dispersing them by electrostatic repulsion, whereas with the polycarboxylate-based polymer the dispersion mechanism is mainly controlled by steric hindrance. A model for the adsorption of superplasticizer on a cement particle is proposed.     

聚羧酸系高效减水剂的研究现状与展望

简述了聚羧酸类高效减水剂国内外研究现状，介绍了聚羧酸类高效减水剂的化学结构、作用机理、性能特点，并提出了聚羧酸类高效减水剂今后的研究内容及研究方向。