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。     

有机膦酸盐缓凝剂的合成及其对聚羧酸减水剂性能的影响

采用有机胺单体通过曼尼希反应合成有机膦酸盐缓凝剂。通过与聚羧酸减水剂PCE复配后,考察了不同环境温度及含泥量(蒙脱土)下对PCE性能的影响。水泥净浆试验结果显示,合成的有机膦酸盐缓凝剂在低温下会降低PCE的初始分散性,在常温及高温条件下能提高PCE的初始分散和保坍性。吸附性能测试表明,有机膦酸盐缓凝剂能与PCE产生竞争吸附,在高温及含蒙脱土条件下,可以减少PCE的吸附,提高减水剂的分散、保坍性及抗黏土性能。有机膦酸盐缓凝剂的掺入延长了水泥的凝结时间。     

有机膦缓凝剂的合成及其性能研究

采用二乙烯三胺、亚磷酸、甲醛在硫酸催化下通过曼尼希反应合成了两种有机膦缓凝剂（HR-1和HR-2）,并通过与聚羧酸减水剂（PCE）复配研究了其对水泥砂浆及混凝土性能的影响。结果表明：合成的有机膦缓凝剂均能有效延缓水泥水化,具有较好的缓凝性能,且HR-2的缓凝效果比HR-1更好;有机膦缓凝剂与PCE复掺,虽降低了PCE的初始分散性能,但提高了保坍性能;有机膦缓凝剂的加入能减小机制砂对PCE分散性能的影响,提高PCE对机制砂的适应性。     

氨基酸改性耐泥聚羧酸减水剂的制备及其作用机理

将苯丙氨酸接枝到马来酸酐聚乙二醇酯末端,合成了氨基酸改性不饱和酸酯,并将其引入到聚羧酸减水剂(PCE)中,制备了耐泥PCE;研究了氨基酸改性不饱和酸酯、引发剂和链转移剂用量对水泥-蒙脱土净浆耐泥性能的影响,并结合蒙脱土吸附量、层间距和孔结构的变化,对耐泥PCE的作用机理进行了研究.结果表明:与普通PCE相比,采用耐泥PCE制备的水泥-蒙脱土净浆初始流动度增大18.6％,经时损失率从39.5％降低至13.7％;氨基酸改性不饱和酸酯有效降低了蒙脱土对PCE的吸附量,抑制了蒙脱土的插层吸附和表面吸附.     

具有黏土耐受性缓凝剂的制备及在混凝土中的应用

合成了一种含不同磷酸基个数的有机磷酸盐缓凝剂,并将其结构、缓凝性能及抗黏土性能进行了测试表征。混凝土试验测试结果表明,合成出的磷酸盐缓凝剂能延缓水泥水化,缓凝作用好,与聚羧酸减水剂(PCE)复配后,提高了聚羧酸减水剂(PCE)的保坍性能。同时磷酸基缓凝剂还具有很好的抗黏土性能,吸附性能测试表明,所合成的磷酸盐缓凝剂能减少蒙脱土对减水剂的吸附。     

AMPS改性聚羧酸减水剂性能研究

引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙稀磺酸（AMPS）合成磺酸盐官能团改性聚羧酸减水剂A-PCE。通过水泥净浆和水泥胶砂流动度试验研究了A-PCE减水剂的分散能力,由特征黏度试验研究了A-PCE系列减水剂的相对分子量变化规律,基于小角度XRD法研究了其在蒙脱土表面的吸附方式。结果表明：与未改性PCE相比,改性A-PCE减水剂的分散能力有所提高,当AMPS为丙烯酸AA的60%时,制备的减水剂具有最优的流动度保持能力与良好的水泥适应性,对蒙脱土的吸附形式为表层吸附,具有较强的抗泥能力。     

聚羧酸系高性能减水剂的合成与性能

分析了聚羧酸系高性能减水剂的分析结构与作用机理，并由（甲基）丙烯酸，（甲基）丙烯磺酸钠，聚氧乙烯链基烯丙酯等单体在过硫酸盐的引发作用下共聚合成聚羟酸系PC23高性减水剂，该产品具有优良的分散功能，保持流动性的时间较长，与不同水泥的相容性好，水泥浆体粘聚性好，其分散作用效果远远大于萘系高效减水剂，与国外同类产品的性能相当。     

含AMPS组元的聚羧酸减水剂对黏土敏感性的研究

在传统丙烯酸-异戊烯基聚氧乙烯醚(AA-TPEG)聚羧酸减水剂(PCE)基础上引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸(AMPS)单体,合成了AA-TPEG-AMPS聚羧酸减水剂(ATS),研究了其在水泥-蒙脱土浆体系统中的分散性.结果表明:ATS减水剂在蒙脱土上的吸附行为与PCE无明显差别,但在水泥颗粒上的吸附量较小,吸附层厚度较大,能显著降低水泥颗粒表面的Zeta电位,对水泥-蒙脱土浆体系统仍具有较好的分散性及分散保持性,降低了聚羧酸减水剂对蒙脱土的敏感性.     

不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥浆体性能的影响

通过自由基聚合法,合成了一系列不同羧基密度的聚羧酸减水剂(PCE).研究了不同羧基密度的聚羧酸减水剂对水泥浆体流动度的影响规律,并采用紫外分光光度计、水化量热仪以及X射线衍射仪(XRD),测定了不同羧基密度聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,分析了不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥水化性能的影响.结果表明:聚羧酸减水剂分子中羧基密度越高,其在水泥颗粒表面的吸附量越大,对水泥浆体的分散性越好;聚羧酸减水剂分子中羧基密度的提高可促进水泥水化进程,表现为Ca(OH)_2生成量增加,水化加速期最大水化放热速率增加,水化加速期早期水化放热速率的加速率(KA-B)增加.     

黏土对聚羧酸减水剂性能影响的研究进展

简要分析了聚羧酸减水剂与黏土的作用机理,并对近年来国内外聚羧酸减水剂在黏土耐受性方面的研究进行了总结。可以通过以下几种方式对聚羧酸进行设计与调节,提高聚羧酸减水剂对黏土的耐受性:增大侧链的空间位阻;引入特殊官能团或结构,如磺酸基、磷酸基、酰胺基、季铵阳离子等;引入不含聚乙二醇结构的聚醚。这些方法可以在一定程度上减弱黏土对聚羧酸减水剂的吸附,从而表现出对黏土的耐受性。同时对现阶段的研究中仍需解决的问题进行了归纳,并对未来聚羧酸减水剂在黏土耐受性方面的研究进行展望。     

减水剂在水泥颗粒表面的吸附特性研究进展

综述了减水剂在水泥颗粒表面的吸附特性以及减水剂吸附对水泥浆体固液界面性质和水泥水化的影响，分析了影响减水剂吸附效果的主要因素（水泥矿物组成、可溶性碱式硫酸盐、减水剂掺法和减水剂分子结构），介绍了减水剂吸附量的常用微观测试手段，并讨论了减水剂研究中存在的问题．     

两性早强型聚羧酸减水剂的制备及其性能研究

以异戊二烯基聚氧乙烯基醚(TPEG)为大单体,丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为小单体,合成了一种两性早强型聚羧酸减水剂(PCE)。对比分析了两性PCE与阴离子型PCE对水泥吸附-分散性、凝结时间及水化性能的影响。结果表明,两性PCE相对于普通阴离子型PCE,其在水泥颗粒表面的吸附速率较低,达到吸附平衡时的饱和吸附量较小,对水泥浆体的分散保持性较好,可一定程度缩短水泥凝结时间,对预制混凝土早期具有增强作用。     

聚羧酸系高性能减水剂的结构表征与测试方法

常温工艺合成一种聚羧酸系高性能减水剂PC-CW,通过氢核磁共振谱测定聚合物主链单体比例。对其进行红外光谱分析,检测主体聚合物的分子结构中的各官能团,推断反应进行的程度。测定PC-CW及高温工艺合成样品PC-1的分子量,结果显示PC-CW具有更窄的分子量分布,聚合物分子量更为均一。两种减水剂的Zeta电位测试数据显示水泥对PCE的吸附随掺量的增加表现出先增大后减小的趋势,吸附量则呈现出不同的吸附特征。PCE可以推迟水泥的水化放热,掺加PCCW与PC-1的水泥水化放热趋势基本相同。     

硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性的影响

研究了6种硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体的Marsh时间、剪切应力及表观黏度的影响.通过微观手段分析硫酸根离子对聚羧酸减水剂吸附量的影响.结果表明:碱金属硫酸盐会显著降低掺聚羧酸减水剂水泥浆体的分散性,而难溶性硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体分散性的影响较小.硫酸根离子大量存在时,聚羧酸减水剂的表观吸附量及无效吸附量增加,聚羧酸减水剂的分散性能降低,浆体絮凝结构数量及强度增大.     

聚醚端基功能化制备减缩型聚羧酸减水剂及其性能研究

采用改性剂PA对不饱和聚醚HPEG进行端羟基改性，得到改性聚醚，再将其取代部分HPEG，然后与AA共聚，制得疏水改性减缩型聚羧酸减水剂PA-PCE。经傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对改性聚醚及PA-PCE进行了表征，另一方面，通过GPC分析、水溶液表面张力试验，对比了PA-PCE与未改性HPEG型PCE（简称未改性PCE）的性能差异。结果表明，改性聚醚PA-HPEG的最佳酯化条件为：改性剂和HPEG的摩尔比为3∶1，反应时间为3 h，反应温度为70℃。改性聚醚PA-HPEG的最佳替代量为30%。在水泥净浆、砂浆及混凝土试验中，PA-PCE分散性能与未改性PCE相近，但减缩效果要明显优于未改性PCE。     

聚羧酸系减水剂作为助磨剂使用的构效关系研究

采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)为大单体合成一系列具有不同酸醚比、侧链长度及相对分子质量的聚羧酸系减水剂(PCE)作为水泥助磨剂,研究了PCE分子结构对其助磨性能的影响.结果 表明:PCE的助磨效果随着酸醚比的增大而增强,当酸醚比超过一定范围后,助磨效果有所减弱;具有短侧链及低相对分子质量的PCE具有更好的助磨效果...     

梳形聚羧酸系减水剂与水泥的相容性研究

选用4种梳形聚羧酸系减水剂、4种水泥、3种可溶性硫酸盐、2种矿物超细粉等原材料，通过测试掺减水剂水泥浆体的Zeta电位、净浆流动度损失以及混凝土性能等，说明聚羧酸系减水剂结构与性能、水泥组成与性能、电解质多价阳离子及矿物超细粉掺量等对聚羧酸系减水剂与水泥之间的相容性有重要影响．     

聚羧酸减水剂的合成参数对水泥水化及相容性影响研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、甲基丙烯酸磺酸钠(MAS)、丙烯酸、过硫酸铵(APS)等为原材料合成聚羧酸高效减水剂(PCE),并研究了合成工艺参数对PCE分散性的影响。试验结果表明:当酸醚比为4∶1,过硫酸铵、甲基丙烯酸磺酸钠用量分别为单体总质量的4.5%、3.0%时,所制备聚羧酸高效减水剂的分散性最佳;掺入PCE后水泥的水化放热峰延迟,水化放热速率和放热总量均有所提高;同时,合成的聚羧酸高效减水剂与不同种水泥具有良好的适应性,并且与脂肪族减水剂具有良好的协同效应,但与氨基磺酸盐系减水剂、萘系减水剂复掺时水泥净浆流动度降低。     

功能单体对聚羧酸减水剂性能的影响

采用自由基聚合法,以丙烯酰胺（AM）、N,N二甲基丙烯酰胺（DMAA）和2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸（AMPS）作为功能单体,以不同摩尔比替代聚羧酸减水剂合成过程中小分子单体丙烯酸（AA）,合成一系列带有不同官能团的聚羧酸减水剂.采用傅里叶红外表征了减水剂的分子结构,通过测试掺有减水剂的水泥净浆流动度、减水剂在水泥浆体中的吸附量、水泥浆体的zeta电位及水泥水化热曲线,来研究不同主链官能团对减水剂各项性能的影响.结果表明：功能单体AM,DMAA,AMPS完全代替AA后,所合成的减水剂对水泥浆体的减水分散能力均有所减弱,甚至完全丧失;减水剂分子链所带负电荷越多,其在水泥浆体中吸附量越大;—SO-3对减水剂在水泥表面的吸附能力贡献小于—COO-,这主要是—COO-与Ca2+较强的络合作用所致;羧基是减水剂对水泥水化进程起到延缓作用的关键因素.     

聚丙烯纤维与聚羧酸减水剂对水泥净浆流动性协同作用研究

研究聚丙烯(PP)纤维单掺、PP纤维与聚羧酸减水剂(PCE)双掺对水泥净浆流动度及流动度保持性的影响;以及PCE在PP纤维和水泥颗粒表面的独立吸附量和竞争吸附量,探讨PP纤维与PCE对水泥浆体流动性能的协同作用机理。结果表明:PCE在PP纤维和水泥颗粒表面存在竞争吸附,PCE在PP纤维或水泥颗粒表面的独立吸附量均大于竞争吸附量;随着纤维掺量的增加,水泥净浆流动度显著降低,这是由于PCE无法提供足够的吸附量,在PP纤维或水泥表面的吸附量均减小;随着PP纤维长度的增加,其易缠绕成网状结构,导致净浆流动度减小,而由于纤维与水泥之间接触更紧密,PCE在纤维和水泥颗粒表面的吸附量增加,一定程度上抑制了纤维缠绕对净浆流动度的不利影响。