苯乙烯/环糊精聚羧酸减水剂的制备及抗泥性能研究

在异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)体系的基础上,通过降低体系酸醚比并引入苯乙烯(ST)及马来酸-β-环糊精(MAH-β-CD)类单元,研制了苯乙烯/环糊精型聚羧酸减水剂。实验结果表明,该材料表现出了良好的抗泥性能,当膨润土掺量为2%,减水剂折固掺量为0.16%时混凝土减水率仍可达27.7%,60 min内坍落度基本无损失。     

抗泥型聚羧酸减水剂的研究(Ⅰ)——普通型

利用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、磷酸类功能性单体(PFM)和β-环糊精马来酸单酯(β-CD-MAH),以过硫酸铵(APS)为氧化剂,化合物C为还原剂,通过自由基共聚反应合成了抗泥型聚羧酸减水剂。研究了掺该减水剂的水泥净浆和混凝土的性能,并采用凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)和总有机碳分析测试(TOC)对减水剂的抗泥机理进行了研究。结果表明,经PFM和β-CD-MAH改性后的减水剂具有明显的抗泥保坍效果,并能有效改善含泥混凝土的工作性和长期性能。     

抗泥型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

聚羧酸减水剂（PCE）中的PEO侧链对黏土非常敏感，而骨料中难免会掺杂较多黏土，尤其是钠基膨润土。通过自由基聚合在PCE的分子结构中引入抗泥功能单体全氟辛基三乙氧基硅烷，合成一种抗泥型聚羧酸减水剂（PCE-c）。通过红外光谱分析表征了PCE的分子特征；通过红外光谱、热失重分析、XRD等分析表征了PCE在黏土上的吸附能力；通过净浆、混凝土等试验，评价了PCE对混凝土性能的影响。结果表明，与市售抗泥保坍型聚羧酸减水剂相比，合成的PCE-c具有更优的保坍效果，在钠基膨润土表面的吸附量更少，对水泥具有更好的吸附性和分散性。     

阳离子型聚羧酸系减水剂的常温合成及性能研究

本文利用HPEG、AA、DAC和3-S为主要原材料,采用常温工艺制备了阳离子型聚羧酸系减水剂,考察了不同原材料用量对减水剂分散性能的影响,得到AA:DAC:HPEG:3-S=4.5:0.05:1:0.12为最佳摩尔比,合成出来的阳离子型聚羧酸具有优异的分散性和抗泥性,优于市售普通聚羧酸系减水剂。     

两性新型抗泥型聚羧酸减水剂合成与性能研究

为解决因砂石含泥量高所导致的混凝土各项性能下降的问题,研究合成了一种两性新型抗泥型聚羧酸减水剂,并对其抗泥性能展开深入剖析。具体以异丁烯基聚乙二醇(HPEG)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,过氧化氢(H₂O₂)/抗坏血酸(Vc)为引发剂,3-巯基丙酸(3-MPA)为链转移剂,采用氧化-还原引发体系聚合反应合成。重点研讨了掺入两性新型抗泥型聚羧酸减水剂混凝土流动性以及抗压强度随含泥量和时间变化的影响。研究结果表明：经与市场现售的其他抗泥型聚羧酸减水剂相比,MDH-A-MV-1型两性抗泥型聚羧酸减水剂在较高含泥量情况下阻泥效果更好。随着含泥量和时间的不断增加,掺两性新型抗泥型聚羧酸减水剂的混凝土流动性逐渐减小,抗压强度呈先增后降的趋势,且后期下降幅度较为平缓。     

利用交联型功能单体制备抗泥型聚羧酸减水剂的研究

利用实验室合成的交联型功能单体制备出一种抗泥性能优异的聚羧酸减水剂。分别用FTIR、净浆流动度和XRD测定减水剂的微观结构、抗泥性能和蒙脱土吸附减水剂后的层间距。通过调整功能单体与甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)的比例来获得减水剂的最佳抗泥效果,确定最佳配比为:功能单体30g、HPEG355g,此时水泥浆体1h流动度为207㎜。经普通减水剂和实验合成的聚羧酸减水剂分别处理过的蒙脱土层间距为1.40nm和1.32nm,证明实验制备的减水剂可以有效减少插层吸附,提高抗泥性能。     

聚羧酸减水剂用抗泥剂的研究

研究以泥土分散组分、泥土吸附组分和离子络合组分复配制得聚羧酸减水剂用抗泥剂。通过砂浆试验对各组分的种类进行了筛选,优选出泥土分散组分CA,泥土吸附组分PEG-2000,离子络合组分β-CD;进一步通过正交试验确定了各组分的最佳配比为m(CA)∶m(PEG)∶m(β-CD)=0.5∶2∶1.5。在混凝土骨料含泥量较大情况下,抗泥剂与聚羧酸减水剂复配效果明显优于单掺聚羧酸减水剂的效果。     

高效抗泥型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

采用超高分子质量的异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG8000)为大单体,烯丙基三甲基氯化铵为功能单体,经自由基溶液聚合合成了一种高效抗泥型聚羧酸系减水剂(PCE-GKN)。通过红外光谱、凝胶渗透色谱对减水剂进行了结构表征,并通过胶砂和混凝土试验考察了其抗泥效果。结果表明,所制备PCE-GKN的结构与设计结构相符,并具有较高的分子质量,抗泥效果明显优于常规减水型聚羧酸减水剂(PCE-JS)。     

抗泥保坍型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)和磷酸酯功能性单体(PZ)等,在常温下合成了抗泥保坍型聚羧酸减水剂PCE-2。试验结果表明:当HPEG的相对分子质量为3000,酸醚比为4.25,HPA对AA的摩尔取代率为21.6%,PZ用量为3.8%,巯基丙酸(MPA)用量为0.38%,底料AA提前加入量为30%时,合成减水剂的性能最佳;凝胶渗透色谱及红外光谱分析表明,该减水剂的分子质量大于普通型聚羧酸减水剂,单体转化率较高;PCE-2具有良好的抗泥保坍效果,能适应含泥量较高的砂石骨料。     

抗泥型聚羧酸减水剂的合成及性能研究

通过分子结构设计,在过氧化氢-甲醛合次硫酸氢钠氧化还原引发体系下,合成了抗泥型聚羧酸减水剂。试验结果表明,反应温度为15℃,n(AA)∶n(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯)∶n[磷酸二(丙烯酸羟乙基)酯]∶n(3-巯基丙酸)∶n(VPEG)=2.5∶0.2∶0.05∶0.14∶1.0时,制备的抗泥型聚羧酸减水剂综合性能最佳,该聚羧酸减水剂具有优异的分散性、分散保持性及抗泥性。     

微波辐射β-环糊精改性APEG型聚羧酸减水剂合成

以烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、马来酸酐-β-环糊精共聚物、丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠为原料,在引发剂过硫酸铵作用下,经微波辐射制备出含β-环糊精结构的醚类侧链型聚羧酸减水剂。结果表明,β-环糊精改性聚羧酸减水剂具有较好的分散、缓凝和增强作用,当减水剂掺量为0.5%时,水泥净浆初始流动度达325 mm,水泥的初凝、终凝时间差分别为202 min和420 min,水泥胶砂7 d、28 d抗压强度比分别为124.6%和121.4%。     

抗泥型聚羧酸减水剂的制备研究

针对混凝土中砂石料含泥量过高的问题,研究了HPEG和TPEG两种体系下抗泥型聚羧酸减水剂的合成方案,并采用部分粘土替代胶凝材料对减水剂进行净浆、砂浆和混凝土等性能评价,结果表明,合成的减水剂抗泥性能良好。     

微波作用下β-环糊精改性酰胺型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

β-环糊精为大体积立体空腔构型,兼具外缘亲水、内腔疏水特性,经马来酸酐酯化改性后,结合酰胺型聚羧酸减水剂高性能优势,采用微波辐射技术制备出含β-环糊精侧基的酰胺型聚羧酸减水剂。通过水泥净浆流动度测试表明,在pH值7~11之间β-环糊精改性酰胺型聚羧酸减水剂(MPC)具有较好的耐碱性质;与无β-环糊精侧基的酰胺型聚羧酸减水剂相比,MPC在水泥颗粒表面吸附性强,当掺量为4 g/L时,体系Zeta电位绝对值达41.2 mV,具有较好的静电斥力效应,产品分散性能良好,且减水剂掺量0.5%时,砂浆减水率为34.3%;经MPC性能测试表明,β-环糊精改性酰胺型聚羧酸减水剂兼有缓凝和高效减水效能,与空白样相比,掺量0.3%、0.5%对应的7、28 d抗压强度分别增强了24.6%、37.2%、30.5%、31.4%,说明减水剂对水泥试块后期强度增强显著;并借助红外光谱和扫描电镜技术,依据减水剂分子构效原理,探究了减水剂相关作用机理,以为后期高性能聚羧酸减水剂的开发提供理论基础。     

抗泥型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

传统聚羧酸减水剂(PC)对混凝土骨料中的泥土非常敏感,少量泥土会使PC分散性能大幅降低。通过高分子结构设计理论,合成了一种新型的抗泥型聚羧酸减水剂。通过水泥净浆流动度、砂浆流动度及混凝土试验测试表明,所制备的抗泥型聚羧酸减水剂在不含泥的情况下,其分散效果和传统减水剂相当;但在骨料含泥的情况下,其分散效果明显优于传统减水剂,不仅减水剂掺量降低,而且改善了混凝土的性能。     

β-环糊精类聚羧酸减水剂的抗泥性能研究

本文作者合成了含有β-环糊精基团的聚羧酸减水剂(PCD-1),并对其抗泥性能进行了详细研究。研究表明,在砂含泥量为6.0%时,掺PCD-1的水泥净浆仍然具有一定的流动性,而对比样品已经完全丧失减水分散能力;当砂含泥量从0.5%增至3.0%时,PCD-1的掺量增幅变小,数据表明PCD-1具有极强的抗泥能力。吸附试验证实,泥对PCD-1的吸附量减小,这是β-环糊精类聚羧酸减水剂(PCD-1)抗泥能力增强的主要原因。     

季铵盐型黏土抑制剂的合成与性能研究

通过亲核取代反应,以β-环糊精(β-CD)和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTAC)为主要原料制备了一种季铵盐型黏土抑制剂。红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)分析结果表明,β-CD和CHPTAC反应得到了目标产物。水泥净浆流动度测试结果表明:当聚羧酸减水剂(PC)与黏土抑制剂折固掺量分别为0.15%和0.015%时,水泥净浆30 min流动度为257 mm,较仅掺加PC时增大5%;当水泥中内掺1%膨润土时,水泥净浆30 min流动度为181 mm,较仅掺加PC时增大13%,自制黏土抑制剂有效降低了聚羧酸减水剂对黏土的敏感性。     

MPEG系高性能减水剂分子结构对水泥颗粒分散性的影响

采用不同分子质量的MPEG合成出一系列聚羧酸系高性能减水剂,通过FT-IR、凝胶渗透色谱对其进行分子结构表征,探讨了聚氧乙烯基(PEO)侧链长度及其接枝密度和聚合物分子质量对水泥颗粒分散性能的影响。结果表明,PEO侧链长度和侧链接枝密度与水泥颗粒分散性密切相关;对于不同PEO侧链长度的减水剂,侧链接枝密度适中时,减水剂表现出较高的分散能力以及分散性保持能力;聚合物分子质量不宜过大或过小,只有适中分子质量的减水剂产品才具有最佳的分散效果;较高的大单体转化率相当于提高了聚羧酸产品的有效掺量,有利于提升聚羧酸减水剂的分散性能。     

一种磷酸酯类抗泥保坍聚羧酸减水剂的合成及应用

通过自由基反应在合成聚羧酸减水剂时引入抗泥保坍单体,合成一抗泥保坍聚羧酸减水剂。通过不同抗泥单体对比合成试验表明,采用自制含磷酸酯抗泥单体时所合成的磷酸酯类聚羧酸减水剂具有更佳的抗泥保坍性能。通过在不同含泥量下的净浆、砂浆和混凝土试验,将合成减水剂与市售保坍型聚羧酸减水剂的性能进行对比,结果显示,所合成的减水剂具有优异的抗泥、保坍效果,且对混凝土有一定的增强作用,可在一定程度上降低高含泥量带来的负面影响。     

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。     

抗泥型聚羧酸减水剂的研究进展

该文综述了近年来国内外抗泥型聚羧酸减水剂的研究方法,根据聚羧酸减水剂(PCE)分子结构可以设计的特点,在PCE链上引入磷酸基、含氮官能团以及具有空间位阻的大分子,从而提高PCE的抗泥效果的研究进展。同时对不同方法合成抗泥型聚羧酸减水剂的优缺点进行了分析,并针对目前该领域存在的一些问题以及未来的研究方向提出了建议。