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聚羧酸超塑化剂对水泥净浆流变性能的影响 　中国混凝土与水泥制品网 [2006-12-18]　　收藏本页　　打印本页 傅乐峰 ? 冯中军 ?马临涛 ? 沈军? ?林忠斌? ?俞明辉? 郑柏存（1.上海三瑞高分子材料有限公司，上海，200237；2.华东理工大学资源与环境工程学院，上海，200237） 摘要:应用回转粘度计研究了甲基丙烯酸共聚物和马来酸酐共聚物两种聚羧酸超塑化剂对水泥浆体流变性能的影响。考察了水灰比、超塑化剂分子结构以及掺量等影响因素。结果表明水泥净浆的流变参数的变化比较好的符合了水泥净浆工作性的变化。 关键词：聚羧酸? 超塑化剂? 混凝土 ?流变性能 ? 1、前言????? 新拌混凝土被认为是一种Bingham流体[1]。混凝土流变学的研究主要集中在新拌混凝土的特性（即一般认为的稳定性和工作性）或硬化混凝土的性能（徐变和松弛等等）以及水泥净浆流变学。[1-6]外加剂特别是高效减水剂对水泥浆体的流变性能有很大的影响[7,8]。目前关于这方面的研究，文献报道主要集中在萘系、三聚氰胺等高效减水剂。对于聚羧酸超塑化剂对水泥浆体流变学的研究比较少。本文研究了甲基丙烯酸共聚物和马来酸酐共聚物两种不同结构聚羧酸超塑化剂对基准水泥浆体流变性能的影响。考察了水灰比、超塑化剂分子结构以及掺量等影响因素。 ? 2、试验 2.1材料 2.1.1超塑化剂 （1）甲基丙烯酸共聚物（PCA） ????? 甲基丙烯酸共聚物的化学结构式见图1，共聚物合成参考文献9。共聚物中聚醚侧链的平均长度约16mol（n=16）,甲基丙烯酸占共聚物质量的21%，通过GPC测得共聚物的重均分子量(Mw)平均值为18000，分子量分布(Mw/Mn)系数D=3.1。 图1? 甲基丙烯酸共聚物的化学结构 （2）马来酸酐共聚物（PCM） ????? 马来酸酐共聚物的化学结构式见图2，共聚物合成参考文献10。共聚物中聚醚侧链的平均长度约为35mol（n=35），聚醚基单体占共聚物质量的83%，马来酸酐占共聚物质量的15%，通过GPC测得共聚物的重均分子量平均值为15400，分子量分布系数D=4.7。 ? 图2? 马来酸酐共聚物的化学结构 2.1.2基准水泥 由中国建筑材料科学研究院提供，化学成分及物性见表1、2所示。 表1? 基准水泥化学分析及矿物组成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2Oeq LOSS f-CaO C3S C3A 20.63 4.29 2.72 63.15 2.18 3.03 0.60 1.93 0.70 51.99 6.61 表2? 基准水泥物理性能 细度 比表面积 标准稠度 安定性 凝结时间 抗折强度 抗压强度 初凝 终凝 3天 28天 3天 28天 1.2 322 27.0 合格 2：47 3：38 5.4 9.3 28.0 54.1 2.2仪器 ????? ARES(Adanced Rheology Expanded System,高级流变扩展系统)，美国TA仪器公司；NJ-160A型水泥净浆搅拌机，无锡锡仪建材仪器有限公司；NJ-160A型水泥净浆搅拌机：无锡锡仪建材仪器有限公司；NLD-2流动度测定仪：无锡锡仪建材仪器有限公司。 2.3试验方法 ????? 固定水泥30g，称取一定量的水和超塑化剂于一烧杯中，迅速用玻璃棒搅匀，倒入高级流变扩展仪中。在转速100r/min，28℃的条件下，测定水灰比w/c为0.20—0.35，不同超塑化剂掺量时的水泥净浆的流变参数。 ? 3、结果与讨论 3.1水灰比对净浆流变性能的影响 ??? ? （a） （b） （c） 图3甲基丙烯酸共聚物在不同水灰比下对水泥净浆流变参数的影响 （a）扭矩、（b）粘度、（c）剪切力 空白w/c=0.35是指在w/c=0.35，不掺加聚羧酸超塑化剂； 其他超塑化剂掺量为：水泥量的0.22% 图4马来酸酐共聚物在不同水灰比下对水泥净浆粘度的影响 超塑化剂掺量为水泥量的0.22% ? ????? 由图3、4可知，无论是用甲基丙烯酸共聚物还是用马来酸酐共聚物作为超塑化剂，水泥净浆的流变参数随着时间的延长都有一个先下降后上升的趋势。这是因为在流变仪开始旋转时，水泥浆体中水、水泥颗粒以及聚羧酸超塑化剂有一个均匀混合的过程。在这一过程中随着聚羧酸超塑化剂在水泥颗粒表面的吸附而开始产生分散作用，因而水泥净浆的粘度、扭矩、应力减小。之后随着水泥水化反应的进行，水泥净浆的粘度开始上升，上升的速度与加入超塑化剂的种类和水灰比有关。 显然，在水泥水化反应过程中，聚羧酸超塑化剂的加入显著提高了水泥浆体的流变性能。但是这种影响程度大小和水灰比有关。水灰比在0.25-0.35的范围内，聚羧酸超塑化剂对水泥浆体流变性