阳离子单体对聚羧酸减水剂早强性能的影响

合成了阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)引入量不同的聚羧酸减水剂,采用傅里叶红外光谱进行了结构确证.通过水泥净浆流动度、凝结时间、净浆和胶砂抗压强度测试,研究了阳离子单体不同引入量对聚羧酸减水剂分散性、凝结时间和早强性能的影响.通过XRD、TG对作用机理进行了分析.结果表明:DMC引入量占大单体4％时,净浆流动度达到最大值;引入DMC后,净浆凝结时间缩短,净浆和胶砂试件早期抗压期强度明显提高;当引入量占大单体12％时早强性能最好.由XRD和TG分析可知,引入DMC促进了C3S的早期水化,生成较多的水化硅酸钙和氢氧化钙.     

蒸养条件下两性聚羧酸减水剂对胶砂及混凝土强度的影响

合成了阴离子型和两性型聚羧酸减水剂,研究了两类聚羧酸减水剂对水泥水化热、蒸养胶砂和蒸养混凝土强度的影响.结果表明:在蒸养条件下,与阴离子型聚羧酸减水剂相比,掺两性型聚羧酸减水剂的水泥水化温峰更高;在相同水灰比时,掺两性聚羧酸减水剂的蒸养胶砂和蒸养混凝土的强度也更高.XRD分析可知,掺入两性聚羧酸减水剂在蒸养条件下生成更多的AFm和氢氧化钙,促进了C3S和C2S的水化.     

聚羧酸减水剂对矿渣水泥性能影响的研究

将自制聚羧酸减水剂按照一定掺量掺入到不同配比的矿渣水泥中,比较了聚羧酸减水剂对不同矿渣掺量水泥的初始流动度、流动度经时损失、减水率、抗压与抗折强度以及凝结时间的影响,利用SEM技术对矿渣水泥水化产物的形貌进行表征.     

含三乙醇胺侧基聚羧酸减水剂的制备与性能

将富马酸(FA)与三乙醇胺(TEA)通过酯化反应制备了小分子前驱体小单体4-(2-(二乙醇胺基)乙氧基)-4-氧代-2-丁烯酸(FA-TEA).通过酯化率确定其产率为65％.以丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)、4-(2-(二乙醇胺基)乙氧基)-4-氧代-2-丁烯酸(FA-TEA)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)为原料,通过氧化还原体系自由基共聚合反应制备了一种含有三乙醇胺侧链的新型聚羧酸减水剂.通过净浆流动度、凝结时间和自由水率等手段来表征其性能.该减水剂在碱性条件下酯键水解,羧酸根释放,再次吸附,其三乙醇胺侧链形成水化膜具有一定的滑移能力,使分散能力增强.     

两性聚羧酸减水剂对水泥基材料分散性能的影响

通过自由基聚合制备了侧链长度一致、重均分子量相当的吸附基团比例不同的两性PCE。通过溶液构象、吸附性能和分散性能的表征,系统地研究了其对水泥基材料分散性能的影响规律。结果表明:随着吸附基团中AM比例的增加,两性PCE的流体力学半径不断降低,空间位阻效应不断减小,吸附量呈现先增加后减小的趋势,对水泥颗粒的亲和性先降低后增加,饱和吸附量As呈现先增加后减小的趋势,分散性能逐渐降低。     

马来酸类聚羧酸减水剂的合成及其对水泥净浆流动性的影响研究

以马来酸酐、聚乙二醇、丙烯酸等为原料,采用先酯化再共聚的方法,合成了一系列侧链结构不同的聚羧酸减水剂,研究了反应温度、单体摩尔比对酯化率的影响,以及聚氧乙烯侧链类型、侧链含量对水泥净浆流动性的影响。通过1HNMR表征了酯化物和共聚物的结构,采用酸碱滴定法测定其酯化率。     

聚羧酸减水剂聚醚大单体的研究进展及展望

聚羧酸系减水剂是一种新型环保的减水剂,是国内外减水剂研究的热点。介绍了聚羧酸系减水剂大单体的种类及特点,围绕聚羧酸减水剂分子结构的可设计性,可通过引入功能化的聚醚单体,开发具有减缩性、低引气性和早强的功能化产品,以满足工程需求。     

一种聚羧酸减水剂单体聚醚的精制及应用

聚羧酸减水剂单体聚醚的精制就是将反应过程中引入体系的催化剂钾钠离子除去,使产品中的钾钠离子达到10ppm以下。对聚羧酸减水剂单体聚醚的精制进行了研究,探索了单体聚醚的精制工艺条件。通过大量实验数据筛选,得到聚羧酸减水剂单体聚醚的精制条件为:采用磷酸作为中和剂,且磷酸∶Na H(物质的量比)=1.15～1.30时,钾钠离子总量和产品pH值指标均合格。将精制后的单体聚醚与未精制的单体聚醚在同等条件下合成聚羧酸减水剂,对比结果为:精制后的单体聚醚合成的聚羧酸减水剂的性能得到了更大的提升。     

聚羧酸减水剂对不同粒度粉煤灰掺和水泥工作性能影响

减水剂与粉煤灰共存是工程应用的实际情况,但究竟减水剂对不同粒度粉煤灰掺和水泥的工作性能影响如何,相关报道尚少.本文讨论了减水剂对不同粒度粉煤灰掺和水泥流动性、保坍性、减水率、抗折/抗压强度以及凝结时间的影响,并对水化产物的微观形貌进行比较与分析.结果表明:当粒度最小为13 μm时,粉煤灰掺和水泥的初始流动度最高达到275 mm,60 min后流动度基本保持不变;减水率可达36％;抗压强度不随粒度变化而变化,与空白试样相当;凝结时间结果表明减水剂的引入可减缓水泥水化速度;SEM结果与强度及凝结时间结果相一致.     

聚羧酸系减水剂支链组成对水泥分散性能的影响及其机理

甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGMA1100和MPEGMA600)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)通过水溶液调节共聚合制备了一系列不同支链组成的聚羧酸系减水剂(PC),研究了支链组成对水泥净浆流动度、砂浆凝结时间和砂浆强度的影响.采用动态和静态光散射测定了PC的平均流体力学半径和均方旋转半径,初步探讨了水泥坍落度损失的机理.结果表明,PC在水泥颗粒表面形成了类似核壳结构的聚集体,它的空间位阻有助于提高保塌性;不同长度的支链之间存在协同效应,当MPEGMA1100和MPEGMA600物质的量比为1:0.2时,综合分散性能最好.折固掺量为0.3%,水灰比0.29时,水泥净浆流动度最大到335 mm,120 min保持在220 mm;相同掺量,砂灰比 2.7时,水泥砂浆3 d、7 d、28 d的抗压强度和抗折强度,它的效果明显优于单一支链的减水剂和萘系高效减水剂(SNF).     

两性型聚羧酸超塑化剂阳离子功能性单体的合成与表征

采用自制的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)与一氯甲烷(CH3Cl)进行季铵化反应,制备了一种用于合成两性型聚羧酸超塑化剂阳离子功能性单体(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,DMC).以季铵化反应转化率和阳离子功能性单体DMC质量分数为指标,重点考察了n(H2O)∶n(DMAEMA)、阻聚剂对羟基苯甲醚用量[w(MEHQ)]、季铵化反应温度(Tqr)、季铵化反应时间(tqr)对季铵化反应的影响规律,并采用红外光谱和核磁共振氢谱对阳离子功能性单体DMC进行了结构表征.结果表明:采用最佳合成工艺参数,即n(H2O)∶ n(DMAEMA) =2.7∶1,w(MEHQ) =0.5％,Tqr=50℃和tqr=6h,以此制得了阳离子功能性单体DMC,并以该阳离子功能性单体DMC、与阴离子单体从和大分子单体MPEGAA为主要原料,合成了两性型聚羧酸超塑化剂,该两性型聚羧酸超塑化剂具有很高的分散性能和早强性能.     

P(AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂的研制及其性能

以阴、阳离子功能性单体(AA、DMC)与聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯大分子单体(MPEGAA)主要原料,采用水溶液自由基聚合法,合成了一种P(AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂.通过FTIR、1H NMR分析了所合成两性型聚羧酸超塑化剂分子结构,结果表明已得到预期结构的P (AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂.同时,研究了水泥净浆流动度及聚合反应转化率随n(AA)∶n(DMC)∶ n(MPEGAA)、引发剂用量w(K2S2O8)(以占单体总质量计,下同),聚合反应温度Tcr,反应恒温时间tcr的变化规律,结果表明:n(AA)∶n(DMC)∶n(MPEGAA)=0.50∶ 0.10∶0.25,w(K2S2O8) =5.0％,tcr=60℃,t.r=3h是制备P(AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂的最佳工艺条件.并测定了添加质量分数为2.0％的两性型聚羧酸超塑化剂混凝土性能,结果显示:以最佳合成工艺条件制得的P(AA-co-DMC)/MPEGAA两性型聚羧酸超塑化剂,在混凝土中具有优越分散保持性能和较高早期强度性能.     

早强保坍型聚羧酸系减水剂的合成及其性能研究

本文选择分子量为2400的异戊烯基聚氧乙烯醚为大单体(TPEG-2400),以衣康酸(IA),丙烯酸甲酯(MA),N-羟甲基丙烯酰胺(N-AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)等为小单体,在氧化还原体系及链转移剂的作用下,通过水溶液自由基共聚合,合成一种早强保坍型的聚羧酸系减水剂(PC),并对其性能进行检测.试验结果表明:共聚体系中nTPEG-2400∶ nN-AM∶ nIA∶ nMA∶ nDMDAAC的最佳配比为1∶0.44∶1.48∶8.84∶0.1时合成的PC具有较好的保塑性能,2h坍落度基本无损失;混凝土早期强度高;对不同水泥的适应性良好.     

早强保坍型聚羧酸减水剂的制备与性能研究

基于分子结构设计原理,以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、N-羟甲基丙烯酰胺(N-MA)为原料,加入自制含有较多羧基、羟基的功能大分子单体,采用自由基聚合方法,合成了兼有早强和保坍作用的新型聚羧酸减水剂.结果表明:最佳合成工艺条件为n(TPEG)∶n(AA)∶n(N-AM)∶n(大单体)为1∶7∶4∶3,反应温度为60℃,反应时间为4～5h,合成减水剂减水率达32％,混凝土初始坍落度220 mm;2 h坍落度160 mm;1d抗压强度比为185％;3 d抗压强度比为177％.利用红外光谱和凝胶渗透色谱表征减水剂分子结构和分子量,合成分子中含有大量羧基、酰胺基、酯基和醚基,重均分子量均在3.6万左右,数均分子量均在2万左右,分子量分布均匀.采用X射线衍射分析1d龄期水泥试样的水化产物组成,相比于空白试样,掺加减水剂能延缓硅酸盐熟料矿物的水化进程,但促进了AFt的形成,发生AFt向AFm的转变,加快水化速率,具有一定的早强作用.     

氰基及酯基改性聚羧酸减水剂性能研究

在异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸(AA)二元共聚合成聚羧酸减水剂PCAl的基础上,分别以丙烯腈(AN)、丙烯酸羟乙酯(HA),以及马来酸二甲酯(DMM)为改性单体,实现了三元共聚进行聚羧酸减水剂(PCA)的改性合成PCA2、PCA3、PCA4,显著提高了PCA的减水率、保坍性.四种PCA的分散机理初步研究表明:氰基、酯基的水解对初始分散及分散保持能力影响显著;氰基改性PCA分散性最好,水泥浆体屈服应力最低,更接近牛顿流体;在掺量为0.20％时,马来酸二甲酯改性PCA的新拌混凝土减水率为34.80％,混凝土坍落度1h坍落度增长2.22％,实现了高减水且具有一定缓释效应.     

混凝土高效减水剂的研究及应用进展

概述了混凝土高效减水剂的性能、国内外减水剂的研究和应用现状及市场，介绍了聚羧酸系减水剂的研究发展趋势，指出聚羧酸系减水剂因其具有掺量低、减水率高、流动性损失小及缓凝时间短、早强效果明显等特点而成为未来高性能减水剂研究和发展的方向。     

聚羧酸减水剂支链密度对水泥水化行为的影响

以聚乙二醇单甲醚((-M)n=750)与丙烯酸为单体,通过酯化反应合成聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯大分子单体.用此种大分子单体与烯丙基磺酸钠和不同摩尔比例的丙烯酸在引发剂过硫酸铵的作用下,制备了五种带有聚醚不同支链密度的聚羧酸减水剂.比较了不同支链密度的聚羧酸减水剂对水泥净浆、砂浆性能的影响,以及对水泥浆体水化的影响.结果表明:随着聚氧乙烯基支链密度的增大,水泥净浆流动度增大,分散效果增强,分散保持性增强,且当n(-COOH)∶ n(-OC_2H_4-)为1∶ 1时效果最好;减水率都较高(超过24%),且当n(-COOH)∶ n(-OC_2H_4-)为1∶ 1时高达28.5%.掺加此种比例的减水剂后水泥水化速度提高,水泥砂浆3 d、7 d、28 d抗折、抗压强度明显高于空白样(不掺减水剂的水泥).硬化浆体的SEM和XRD分析也显示聚羧酸减水剂的引入可以加速水泥水化速度,提高水泥砂浆强度.     

两性型聚羧酸减水剂与粉煤灰的相容性研究

采用不同粉煤灰掺量混凝土,分别掺入两种减水剂—阴离子型聚羧酸减水剂(PCan)和两性型聚羧酸减水剂(PCam),粉煤灰取代水泥总量为10％ ～ 50％,设计塌落度在(200±20) mm,测试混凝土塑性阶段和硬化阶段性能,以及通过总有机碳(TOC)实验,探讨两性型聚羧酸减水剂PCam与粉煤灰的相容性.结果表明:掺入减水剂,能有效降低混凝土用水量,PCam作用效果甚与PCan,减水率超过30％,能有效改善因粉煤灰掺入而导致早期强度的不足,提高20％以上强度.TOC吸附量表明硅酸盐水泥颗粒表面的吸附规律不同于水泥颗粒,由于粉煤灰颗粒较为光滑并且表面动电位为负值,因此对高效减水剂的吸附能力较弱.PCam阳离子基团的引入,使得其饱和吸附量大于普通阴离子型聚羧酸减水剂(PCan),相同掺量下具有更高塌落度及较低塌落度损失.因此,PCam阳离子基团的引入,增大了减水剂对粉煤灰颗粒的吸附量,与粉煤灰具有更好的相容性.