新型聚羧酸系高性能减水剂的研制.pdf

270 竺璺兰竺竺翌翌兰皇里 —————————————一—————————————————————————一——————————————————————————一 新型聚羧酸系高性能减水剂的研制 冯中军傅乐峰王肖峰季春伟郑柏存 (上海兰瑞化学有限公司上海200233) 【摘要】通过分子设计，研制出了具有不同主链、侧链的聚羧酸系高性能减水剂， 并讨论了其时水泥分散性及分散稳定性的影响，从而得到了一种减水率高、坍落度损 失小、水泥适应性好的聚羧酸系高性能减水剂。 【关键词】聚羧酸；减水荆；混凝土 1引言 随着混凝土向高强、高性能方向的发展，具有超分散性能的高性能减永剂已成为高性能混 凝土中不可缺少的第五组分。在众多的高性能减水剂中，具有梳形分子结构的聚羧酸类减水 剂，具有减水率高，掺量低，混凝土坍落度经时损失小，与水泥适应性好等特点，成为国内外化 学外加剂研究与开发的热点[1，“。目前聚羧酸系高性能减水剂在国外已经逐渐普及，广泛应 用于高层建筑、桥梁等各种工程中。而在日本，早在1995年聚羧酸系减水剂的用量就超过了 萘系减水荆，近年来其用量更是占蓟高效减水荆的90％}3l。 本文在借鉴前人先进经验和成果的基础上，设计并合成了WR系列聚羧酸系高性能减水 剂。 2聚羧酸系减水剂的分子结构设计与合成 2．1主要原料 22、45、90)、过硫酸铵(APS)、对甲苯磺酸(p-TSA)等。 2．2聚靛酸系减水剂的分子结构设计 高教减水剂的分散和分散稳定性主要取决于它的静电斥力和空间立体效应。根据DLVO 理论，水泥粒子在静电斥力的作用下分散而获得较高的减水率，但随着时间延长，减水剂被水 泥消耗，静电斥力作用减弱，造成水泥颗粒凝聚，混凝土坍落度损失大。本研究依照分子设计 的原理，在梳型聚合物的主链上引人羧基与磺酸基来提供静电斥力，在侧链引入不同长度的聚 乙二醇醚类。这种侧链易形成亲水性的立体保护膜，既可以提商分散性，又能够提供分散保持 性，降低混凝土的坍落度损失【4J。 第七部分混凝土外加剂应用技术 271 一———————————————————————————————————————————一———————————————————————一 2．3具有聚合活性的聚25--醇醚类大单体的合成 按配比加入聚乙二醇单醚、丙烯酸或甲基丙烯酸、对甲苯磺酸、阻聚剂，升温至适当温度， 反应一定时间后冷却至室温，加入与对甲苯磺酸等摩尔量的NaOH使催化剂失活，得到聚乙 二醇单醚丽烯酸酯(Mpeg-A)或聚乙二醇单醚一甲基丙烯酸酯(Mpeg-MA)。 2．4聚羧酸系减水剂的合成 在四口烧瓶中加人一定量水和甲代烯丙基磺酸钠，加热至反应温度，分别滴加单体混合液 和过硫酸铵溶液，控制滴加时间在3h左右，保温3h，降温至45℃，加入30％碱中和至pH7．0 左右，得红褐色透明液体，加水稀释至固含量为22％。 3性能测试 3．1原材料 水泥：象牌P．O42．5级，上海水泥厂； 海螺P．042．5级，上海海螺明珠水泥有限公司 银鸽牌P．O52．5级，上海白水泥有限公司； 石子：粒径5～25mm，连续粒级碎石，空隙率43．6％； 中砂：细度模数2．9，含泥量0．4％。 3．2测试方法 。 按照GB／T8077--2000(混凝土外加剂匀质性试验方法》测定净浆流动度，砂浆减水率。 按照JC473--2001(混凝土泵送剂》标准测定混凝土坍落度，抗压强度。 4结果与讨论 4．1不同主链对WR系列减水剂净浆流动度及其经时变化的影响 采用不同主链接枝相同分子量的聚乙二醇醚，所得聚羧酸的性能表现出较大的差异。主链 为丙烯酸的聚羧酸表现出较好的分散性能，但其分散稳定性稍差；主链为甲基丙烯酸的聚羧酸的 分散性能与丙烯酸相近，但具有很好的分散稳定性和较好的水泥适应性。表1是羧基、磺酸基、 带聚乙二醇醚(=22)的酯基的比例为4：1：1时不同主链对净浆流动度及其经时变化的影响。 袭1不同主链对净浆流动度及其经时变化的影响 水泥种类