第一篇：聚羧酸分子結(jié)構(gòu)

聚羧酸高效減水劑的分子設(shè)計(jì)與合成及性能

摘 要：依據(jù)減水劑的作用機(jī)理，用自制單體設(shè)計(jì)、合成一種新型聚羧酸鹽減水劑，得出其最佳合成配方及工藝為：m（馬來(lái)酸酐）：m（丙烯酸聚乙二醇單酯）：m（丙烯基磺酸鈉）=1：3：2．4；選用1%的k2 s2o8為引發(fā)劑、反應(yīng)溫度85℃、反應(yīng)時(shí)間6 h。試制產(chǎn)品性能測(cè)試結(jié)果表明：該聚羧酸減水劑具有優(yōu)良的分散能力、和易性好，其最佳摻量為0．3%，能顯著減小水泥凈漿的流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失。經(jīng)紅外光譜分析表明，合成產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu)基本一致。

優(yōu)質(zhì)的高效減水劑能降低混凝土的水灰比，減小混凝土的塌落度損失，提高和易性、賦予混凝土高密實(shí)度和優(yōu)異施工性能。在眾多系列減水劑中，聚羧酸類(lèi)減水劑適應(yīng)范圍廣，具有高減水性、低塌落度損失、低摻量、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

依 據(jù)目前對(duì)減水劑的認(rèn)識(shí)和理解，減水劑是通過(guò)表面活性作用、絡(luò)合作用、靜電排斥力和立體排斥力等來(lái)阻礙或破壞水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)。高性能減水劑的理想結(jié) 構(gòu)應(yīng)該是高分子的聚合物，線(xiàn)性、多支鏈、疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)相間，疏水基鏈輕且短，親水基鏈重且長(zhǎng)。在水泥漿體中猶如梳子，疏水基牢牢地釘在水泥顆粒表 面，封閉包裹住水泥粒子，而親水基團(tuán)伸向水溶液，既有產(chǎn)生靜電排斥力的基團(tuán)，又有產(chǎn)生立體排斥力的基團(tuán)。聚羧酸鹽減水劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

用丙烯酸聚乙二醇單酯（pa）、馬來(lái)酸酐（m）、丙烯基磺酸鈉（sas）3種單體共聚合成聚羧酸鹽減水劑。聚合物的分子結(jié)構(gòu)如下：

使用高效減水劑，不僅要求能提高新拌混凝土的和易性及減水性，同時(shí)要提高耐凍性和較小的塌落度損失，所以，減水劑分子量要適當(dāng)，相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)該控制在1 000-5 000。2 實(shí) 驗(yàn)

2．1 實(shí)驗(yàn)材料

聚乙二醇、對(duì)苯二酚，ar．上海化學(xué)試劑公司；十二烷基苯磺酸、無(wú)水亞硫酸鈉、氯丙烯，ar．西安三浦精細(xì)化工廠；丙烯酸、馬來(lái)酸酐，ar．上海天原化工廠；水泥，32．5級(jí)普通硅酸鹽水泥，秦嶺水泥廠。

2．2 合成方法

2．2．1 丙烯酸聚乙二醇單酯（pa）的制備

在 三口瓶中加入一定量的聚乙二醇、十二烷基苯磺酸、對(duì)苯二酚。110~120℃時(shí)開(kāi)始加人丙烯酸，滴加完畢后，于120℃恒溫2．5 h。將反應(yīng)液減壓蒸出副產(chǎn)物水，在此溫度下反應(yīng)2 h，脫出水分的速度明顯減慢；130℃恒溫，至真空反應(yīng)得出水的量與理論值接近時(shí)為反應(yīng)終點(diǎn)；在真空條件下降溫至40℃以下，出料得成品。

2．2．2 丙烯基磺酸鈉（sas）的制備

在三口瓶中加人一定量的蒸餾水、無(wú)水亞硫酸鈉，加熱攪拌使其溶解，在45℃時(shí)開(kāi)始加人氯丙烯，滴加完畢后，升溫至47℃反應(yīng)3 h；將反應(yīng)物減壓，在40℃時(shí)蒸干，然后加入無(wú)水乙醇洗滌，趁熱抽濾；將濾液減壓，在40℃時(shí)蒸至近干，倒出置于燒杯中結(jié)晶。

2．2．3 馬來(lái)酸酐（m）一pa—sas共聚物的合成在三口瓶中加入蒸餾水、馬來(lái)酸酐，加熱攪拌使其溶解，當(dāng)溫度達(dá)到60℃時(shí)開(kāi)始加人pa和sas溶液，同時(shí)加人過(guò)硫酸鹽。滴加完后升溫至85℃反應(yīng)3～5 h，出料即為目標(biāo)減水劑。

2．3 性能測(cè)試方法

2．3．1 水泥和易性

在100 g基準(zhǔn)水泥中摻人0．3%（質(zhì)量比，下同）的減水劑，同時(shí)加入29 g水觀察和易性。然后將水的加量增加至35 g，觀察和易性，再將減水劑的摻量增至0．5%，觀察和易性及流動(dòng)性。

2．3．2 水泥凈漿流動(dòng)度

按 照gb 8077—87對(duì)不同單體配比及不同引發(fā)劑用量所得的減水劑進(jìn)行水泥凈漿流動(dòng)度測(cè)試。在100 g水泥中加人0．3%減水劑，同時(shí)加人29 g水，依次選取3個(gè)不同位置測(cè)量水泥凈漿鋪展直徑，求平均值即為水泥凈漿流動(dòng)度。然后將水的加人量增至35 g，減水劑增至0．5%，再次測(cè)試流動(dòng)度。

2．4 紅外光譜分析

取合成的減水劑試樣，經(jīng)過(guò)無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌，干燥，溴化鉀壓片，采用德國(guó)布魯克公司的vector－22型傅立葉紅外光譜儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相比較。結(jié)果與討論

3．1 影響合成pa單體的因素

3．1．1 酸醇比對(duì)pa酯化率的影響

丙烯酸與聚乙二醇的用量比是影響酯化反應(yīng)的主要因素。圖1是pa酯化率隨丙烯酸與聚乙二醇的比（物質(zhì)的量比，酸醇比）的變化曲線(xiàn)。從圖1可看出，酸醇比為1．2：1．0時(shí)，pa酯化率最大。

阻聚劑用量對(duì)酯化率的影響由于丙烯酸為不飽和酸，在反應(yīng)過(guò)程中丙烯酸單體之間及丙烯酸單體與丙烯酸聚乙二醇單酯之間易發(fā)生熱聚合，所以需加阻聚劑。如圖2所示，隨著阻聚劑加入量的增加，生成pa的酯化率先提高后降低，故確定阻聚劑的最佳加人量為反應(yīng)單體總質(zhì)量的0．6%。

催化劑用量對(duì)圖3是用十二烷基苯磺酸作催化劑時(shí)，其用量對(duì)pa酯化率的影響。

由圖3可知，催化劑加入量越大，反應(yīng)速度越快，酯化率也越高。但催化劑的加入量大于1．0%時(shí)（相對(duì)于單體總質(zhì)量），對(duì)酯化率的影響已經(jīng)較小，故確定十二烷基苯磺酸的用量為1．0%。

3酯化反應(yīng)時(shí)間對(duì)酯化率的影響 由圖4可見(jiàn)，酯化反應(yīng)時(shí)間對(duì)酯化反應(yīng)的影響程度隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間至6 h時(shí)，酯化率達(dá)89．4%，但繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間對(duì)酯化率的影響已經(jīng)不大，酯化率變化不再明顯，此時(shí)酯化反應(yīng)已基本完成，故本實(shí)驗(yàn)確定適宜的反應(yīng)時(shí)間為6 h。

3.1酯化反應(yīng)溫度對(duì)酯化率的影響

反應(yīng)溫度是影響反應(yīng)速率的重要因素。由于所用的醇為高級(jí)醇，空間位阻較大，因而反應(yīng)速度較慢。為提高反應(yīng)速率，應(yīng)提高反應(yīng)體系的溫度，但同時(shí)也應(yīng)避免在 反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生熱聚合現(xiàn)象。為此采用逐步升溫方法，以保持反應(yīng)在正?；亓飨?，溫度不應(yīng)超過(guò)丙烯酸的沸點(diǎn)（140 ℃）。本實(shí)驗(yàn)采用減壓裝置及時(shí)移走酯化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水，以提高酯化程度。不用苯、甲苯或環(huán)己烷等有毒試劑作攜水劑，減少催化劑、阻聚劑等試劑的用量。同時(shí)，保證了較高的產(chǎn)率及純度，是一種有效制備此單體的方法。

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，合成pa的最佳配比為：丙烯酸與聚乙二醇的物質(zhì)的量比為1．2：1．0，阻聚劑的用量為單體總質(zhì)量的0．6%，催化劑的用量為單體總 質(zhì)量的1．0%；最佳工藝條件為：采用分段升溫方法，于110～140℃ 回流條件下反應(yīng)6 h。采用該配比及工藝，pa酯化率可達(dá)89．4%以上，產(chǎn)物在水中有極好的溶解性，并且實(shí)驗(yàn)有很好的重現(xiàn)性。3.2 影響合成的因素

反應(yīng)物料比對(duì)sas產(chǎn)率的影響

氯丙烯與亞硫酸鈉的用量比是影響反應(yīng)的主要因素，制備時(shí)應(yīng)首先考慮。圖5是反應(yīng)時(shí)間5 h、反應(yīng)溫度45～47℃時(shí)，氯丙烯與亞硫酸鈉的比（物質(zhì)的量比）對(duì)sas產(chǎn)率影響的曲線(xiàn)。

由圖5可見(jiàn)，隨著氯丙烯與亞硫酸鈉的物質(zhì)的量比的增加，sas的產(chǎn)率增大。由于反應(yīng)是在液相中進(jìn)行，氯丙烯極易揮發(fā)，氯丙烯適當(dāng)過(guò)量可補(bǔ)充損失，從而提高sas產(chǎn)率。故選用氯丙烯與亞硫酸鈉的比為1．2：1進(jìn)行反應(yīng)。

3．2．2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)sas產(chǎn)率的影響

圖6是氯丙烯與亞硫酸鈉的物質(zhì)的量比為1．2：

1、反應(yīng)溫度為47℃ 時(shí)，反應(yīng)時(shí)間對(duì)sas產(chǎn)率的影響曲線(xiàn)。

由圖6可見(jiàn)，sas的產(chǎn)率隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后減小。這是由于反應(yīng)時(shí)間超過(guò)4 h后，反應(yīng)物料受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，部分單體和產(chǎn)物發(fā)生了聚合。故確定反應(yīng)時(shí)間以4 h為宜。

3.2.3反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響 圖7是氯丙烯與亞硫酸鈉的物質(zhì)的量比為1．2：

1、反應(yīng)時(shí)間為4 h時(shí)，反應(yīng)溫度對(duì)sas產(chǎn)率的影響曲線(xiàn)。

由圖7可見(jiàn)，隨著反應(yīng)溫度的升高，sas的產(chǎn)率增大，但溫度超過(guò)47 ℃時(shí)，氯丙烯發(fā)生聚合，實(shí)驗(yàn)失敗。故確定反應(yīng)溫度為47 ℃。由圖5～圖7分析得出：當(dāng)出現(xiàn)回流時(shí)開(kāi)始滴加氯丙烯，要嚴(yán)格控制溫度不超過(guò)47 ℃。sas的最佳配比及合成工藝條件為：氯丙烯與亞硫酸鈉的物質(zhì)的量比為1．2：1，反應(yīng)溫度47℃，反應(yīng)時(shí)間4 h。此條件下sas的產(chǎn)率為92．9%。

3.3.3影響水泥凈漿和易性的因素

圖8實(shí)驗(yàn)分析了減水劑的反應(yīng)溫度為81℃、反應(yīng)時(shí)間5h、引發(fā)劑（nh4）2s2o8用量1%的條件下，聚合單體配比（質(zhì)量比）對(duì)水泥凈漿和易性的影響；m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2

4、反應(yīng)時(shí)間5 h、引發(fā)劑（nh4）2s2o8用量1%條件下，反應(yīng)溫度對(duì)水泥凈漿和易性的影響；m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2

4、反應(yīng)溫度81℃、反應(yīng)時(shí)間5 h下，引發(fā)劑用量對(duì)水泥凈漿和易性的影響；m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2

4、引發(fā)劑k2s2o8用量1%，反應(yīng)溫度為85℃下，反應(yīng)時(shí)間對(duì)水泥凈漿和易性的影響。

由圖8可知，應(yīng)選m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2．4，1%的k2s2 o8做引發(fā)劑，反應(yīng)溫度為85 ℃，反應(yīng)時(shí)間6 h。減水劑對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響

選取和易性最好的減水劑進(jìn)行水泥凈漿流動(dòng)性檢測(cè)，圖9為不同摻量減水劑對(duì)水泥凈漿經(jīng)時(shí)流動(dòng)度的影響。

由圖9可知，m—pa—sas共聚物減水劑具有優(yōu)異的分散能力。摻量0．5%時(shí)，水泥凈漿經(jīng)時(shí)流動(dòng)度最大為29．7 cm（60 min）；摻量0．3%時(shí)，經(jīng)時(shí)流動(dòng)度最大為26．2 cm（30 min）；減水劑摻量為0．3%時(shí)較摻量為0．5%時(shí)的水泥凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)變化小。

3．5 紅外光譜分析

取和易性最好的減水劑進(jìn)行紅外光譜分析，結(jié)果見(jiàn)圖10。

圖10中，3 386 cm-1 和530 cm-1處是羥基的明顯特征吸收峰；1 059 cm-1處是醚鍵的特征吸收峰；1 220—1 126cm-1 處是羧酸酐的特征峰；1 722 cm-1 處為酯基的特征吸收峰，在3 000～3 200 cm-1沒(méi)有峰出現(xiàn)，說(shuō)明烯類(lèi)c=c鍵不存在，未聚合的單體殘留很少。表明，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與原先設(shè)計(jì)的減水劑分子基本結(jié)構(gòu)相符，驗(yàn)證了m—pa—sas共聚物減水劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。結(jié)論

（1）該減水劑的最佳合成配比及工藝為：m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2．4，選用1%的k2s2o8做引發(fā)劑，反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間6 h。

（2）水泥凈漿試驗(yàn)結(jié)果表明，m—pa—sas共聚物減水劑具有優(yōu)異的分散能力，其最佳摻量為0．3%，可使水泥凈漿流動(dòng)度達(dá)到25 cm以上，經(jīng)時(shí)變化顯著減小。

第二篇：聚羧酸系減水劑（共）

聚羧酸系減水劑

百科名片

聚羧酸系高性能減水劑（液體）是繼木鈣為代表的普通減水劑和以萘系為代表的高效減水劑之后發(fā)展起來(lái)的第三代高性能減水劑，是目前世界上最前沿、科技含量最高、應(yīng)用前景最好、綜合性能最優(yōu)的一種高效減水劑。PC聚羧酸系高性能減水劑是代表當(dāng)今世界技術(shù)含量最領(lǐng)先的減水劑產(chǎn)品。經(jīng)與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品性能比較表明，PC聚羧酸系高性能減水劑在技術(shù)性能指標(biāo)、性?xún)r(jià)比方面都達(dá)到了當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平。

一、性能特點(diǎn)

1、摻量低、減水率高：減水率可高達(dá)45%，可用于配制高強(qiáng)以及高性能混凝土。

2、坍落度輕時(shí)損失?。侯A(yù)拌混凝土2h坍落度損失小于15%，對(duì)于商品混凝土的長(zhǎng)距離運(yùn)輸及泵送施工極為有利。

3、混凝土工作性好：用PC聚羧酸系高性能減水劑配制的混凝土即使在高坍落度情況下，也不會(huì)有明顯的離析、泌水現(xiàn)象，混凝土外觀顏色均一。對(duì)于配制高流動(dòng)性混凝土、自流平混凝土、自密實(shí)混凝土、清水飾面混凝土極為有利。用于配制高標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易于攪拌。

4、混凝土收縮?。嚎擅黠@降低混凝土收縮，顯著提高混凝土體積穩(wěn)定性及耐久性。

5、堿含量極低：堿含量≤0.2%。

6、產(chǎn)品穩(wěn)定性好：低溫時(shí)無(wú)沉淀析出。

7、產(chǎn)品綠色環(huán)保：產(chǎn)品無(wú)毒無(wú)害，是綠色環(huán)保產(chǎn)品，有利于可持續(xù)發(fā)展。

8、經(jīng)濟(jì)效益好：工程綜合造價(jià)低于使用其它類(lèi)型產(chǎn)品。

9、唯一的缺點(diǎn)可能就是與其他水泥和膠凝材料的適應(yīng)性問(wèn)題，可以這么說(shuō)，聚羧酸類(lèi)減水劑是所有減水劑系類(lèi)中與水泥適應(yīng)性最差的外加劑之一，所以在使用之前都要對(duì)水泥以及其他膠凝材料做適應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定其性能好壞，這是很值得注意的地方！

二、技術(shù)性能

項(xiàng) 目（標(biāo)準(zhǔn)型）（緩凝型）

外觀 淺棕色液體 淺棕色液體

密度（g/ml）1.07±0.02 1.07±0.02 固含量（%）20±2 20±2 水泥凈漿流動(dòng)度（基準(zhǔn)水泥）（㎜）≥250（W/C=0.29）≥250（W/C=0.29）

pH 6～8 6～8

氯離子含量（%）≤0.02 ≤0.02 堿含量（Na2O＋0.658K2O）（%）≤0.2 ≤0.2

聚羧酸系高性能減水劑混凝土性能指標(biāo)

項(xiàng) 目（標(biāo)準(zhǔn)型）（緩凝型）

減水率（%）25～45 25～45 泌水率比（%）≤20 ≤20

坍落度增加值（㎜）＞100 ＞100 坍落度保留值（1h）（㎜）≥160 ≥160 含氣量（%）2.0～5.0 2.0～5.0

凝結(jié)時(shí)間差（min）初凝-90～+90 +150 終凝-90～+90 +150

抗壓強(qiáng)度比（%）1d ≥180 無(wú)要求 3d ≥165 ≥155 7d ≥155 ≥145 28d ≥135 ≥130

耐久性 28d收縮率比（%）≤100 ≤100 200次快凍相對(duì)動(dòng)彈模量（%）≥60 ≥60 抗氯離子滲透性（C）≤1000 ≤1000 碳化深度比（%）≤100 ≤100 鋼筋銹蝕 無(wú) 無(wú)

常用摻量（%）占膠凝材料總量的0.8～1.5%

三、使用說(shuō)明

1、DH-4004型聚羧酸系高性能減水劑的摻量為膠凝材料總重量的0.4%～2.5%，常用摻量為0.8%～1.5%。使用前應(yīng)進(jìn)行混凝土試配試驗(yàn)，以求最佳摻量。

2、DH-4004型聚羧酸系高性能減水劑不可與萘系高效減水劑混合使用，使用聚羧酸系高性能減水劑時(shí)必須將使用過(guò)萘系高效減水劑的攪拌機(jī)和攪拌車(chē)沖洗干凈否則可能會(huì)失去減水效果。

3、使用聚羧酸系高性能減水劑時(shí)，可以直接以原液形式摻加，也可以配制成一定濃度的溶液使用，并扣除聚羧酸系高性能減水劑自身所帶入的水量。

4、由于摻用聚羧酸系高性能減水劑混凝土的減水率較大，因此坍落度對(duì)用水量的敏感性較高，使用時(shí)必須嚴(yán)格控制用水量。

5、聚羧酸系高性能減水劑與絕大多數(shù)水泥有良好的適應(yīng)性，但對(duì)個(gè)別水泥有可能出現(xiàn)減水率偏低，坍落度損失偏大的現(xiàn)象。另外，水泥的細(xì)度和儲(chǔ)存時(shí)間也可能會(huì)影響聚羧酸系高性能減水劑的使用效果。此時(shí)，建議通過(guò)適當(dāng)增大摻量或復(fù)配其它緩凝組分等方法予以解決。

6、摻用聚羧酸系高性能減水劑后，混凝土含氣量有所增加（一般為2%～5%）有利于改善混凝土的和易性和耐久性，如需在蒸養(yǎng)混凝土中使用或有其它特殊要求，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們?yōu)槟皶r(shí)解決。

7、由于聚羧酸系高性能減水劑摻量小、減水率高，使用聚羧酸系高性能減水劑配制C45以上的各類(lèi)高性能混凝土，可以大幅度降低工程成本，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益；用于配制C45以下等級(jí)混凝土，雖然聚羧酸系高性能減水劑的成本偏高，但可以通過(guò)增加礦物摻合料用量，降低混凝土的綜合成本，同樣具有一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

四、作用機(jī)理

減水作用是表面活性劑對(duì)水泥水化過(guò)程所起的一種重要作用。減水劑是在不影響混凝土工作性的條件下，能使單位用水量減少；或在不改變單位用水量的條件下，可改善混凝土的工作性；或同時(shí)具有以上兩種效果，又不顯著改變含氣量的外加劑。目前，所使用的混凝土減水劑都是表面活性劑，屬于陰離子表面活性劑。

水泥與水?dāng)嚢韬?，產(chǎn)生水化反應(yīng)，出現(xiàn)一些絮凝狀結(jié)構(gòu)，它包裹著很多拌和水，從而降低了新拌混凝土的和易性（又稱(chēng)工作性，主要是指新鮮混凝土在施工中，即在攪拌、運(yùn)輸、澆灌等過(guò)程中能保持均勻、密實(shí)而不發(fā)生分層離析現(xiàn)象的性能）。施工中為了保持所需的和易性，就必須相應(yīng)增加拌和水量，由于水量的增加會(huì)使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過(guò)多的孔隙，從而嚴(yán)重影響硬化混凝土的物理力學(xué)性能，若能將這些包裹的水分釋放出來(lái)，混凝土的用水量就可大大減少。在制備混凝土的過(guò)程中，摻入適量減水劑，就能很好地起到這樣的作用。

混凝土中摻入減水劑后，減水劑的憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，而親水基團(tuán)指向水溶液，構(gòu)成單分子或多分子層吸附膜。由于表面活性劑的定向吸附，使水泥膠粒表面帶有相同符號(hào)的電荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥－水體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝狀結(jié)構(gòu)分散解體，從而將絮凝結(jié)構(gòu)內(nèi)的水釋放出來(lái)，達(dá)到減水的目的。減水劑加入后，不僅可以使新拌混凝土的和易性改善，而且由于混凝土中水灰比有較大幅度的下降，使水泥石內(nèi)部孔隙體積明顯減少，水泥石更為致密，混凝土的抗壓強(qiáng)度顯著提高。減水劑的加入，還對(duì)水泥的水化速度、凝結(jié)時(shí)間都有影響。這些性質(zhì)在實(shí)用中都是很重要的。

五、包裝

1、DH-4004型聚羧酸系高性能減水劑, 水劑采用桶裝, 粉劑為塑桶裝。

2、應(yīng)置于陰涼干澡處儲(chǔ)存，避免陽(yáng)光直射。

3、有效保存期為12個(gè)月，超期經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證合格后仍可繼續(xù)使用。

DH-4004型聚羧酸系高性能減水劑（液體）

六、應(yīng)用中的幾點(diǎn)理解誤區(qū)

作為最新一代的高性能外加劑，聚羧酸減水劑的工程應(yīng)用日益增加。從預(yù)制混凝土構(gòu)件到現(xiàn)澆混凝土，從自密實(shí)混凝土、清水混凝土到需要快凝早強(qiáng)的特殊混凝土，從鐵路、橋梁、水電等領(lǐng)域到市政、民建工程，聚羧酸減水劑正占有越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。但畢竟聚羧酸減水劑工程應(yīng)用的時(shí)間還較短，對(duì)其應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)研究還相對(duì)較少，應(yīng)用者大多憑廠家的宣傳、憑以往經(jīng)驗(yàn)甚至憑感覺(jué)，其中難免有一些應(yīng)用乃至理解上的誤區(qū)。1、聚羧酸減水劑與水泥的適應(yīng)性好

常見(jiàn)的對(duì)聚羧酸減水劑性能的描述是：減水率高、與水泥適應(yīng)性非常好、混凝土和易性好、一小時(shí)坍落度無(wú)損失等。事實(shí)上，膠凝材料成分復(fù)雜多變，從吸附一分散機(jī)理看，任何外加劑都不可能適應(yīng)所有情況，聚羧酸外加劑與水泥適應(yīng)性好也是與萘系減水劑相對(duì)比較而言的。

混凝土工作性，總體上可分為流動(dòng)性指標(biāo)和穩(wěn)定性指標(biāo)。摻加聚羧酸減水劑的混凝土和易性比較好，在較高的摻量或較高用水量時(shí)也不會(huì)發(fā)生明顯的離析、泌水，混凝土在模板中的沉降也較小，也就是說(shuō)從穩(wěn)定性指標(biāo)來(lái)說(shuō)，聚羧酸減水劑與水泥的適應(yīng)性要明顯好于萘系減水劑。但從流動(dòng)性指標(biāo)來(lái)說(shuō)，并不盡然。

（1）聚羧酸減水劑的適應(yīng)性與其摻量直接相關(guān)

我們都知道，萘系減水劑摻量較高的高標(biāo)號(hào)混凝土流動(dòng)性較好，坍落度損失較??；但中低標(biāo)號(hào)混凝土往往流動(dòng)性差，坍損也較大，而適當(dāng)增加摻量是改善適應(yīng)性的最有效措施。聚羧酸外加劑同樣如此，筆者用北京地區(qū)常用的膠凝材料和骨料配制 C30 混凝土，外加劑用巴斯夫公司聚羧酸減水劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：減水劑摻量(折固)在 0.13 ％ ~0.15 ％間時(shí)，混凝土都能獲得較好的流動(dòng)性，但坍落度損失普遍較大，不管復(fù)配哪種常用緩凝劑，加多大劑量，當(dāng)減水劑摻量達(dá)到 0.16 ％后，大部分混凝土 1 小時(shí)后都能保持較好的流動(dòng)性。

(2)與萘系減水劑適應(yīng)性差的水泥一般與聚羧酸減水劑適應(yīng)性也較差

一般說(shuō)來(lái)，堿含量高、鋁酸鹽含量高或細(xì)度高的水泥需水量大。萘系減水劑的摻量較高，坍落度損失較大，同樣，用聚羧酸減水劑也有相同的規(guī)律。某些摻加萘系減水劑有滯后泌水現(xiàn)象的水泥，改用聚羧酸減水劑同樣會(huì)泌水，但程度稍輕。若水泥由于石膏原因存在非正常坍落度損失(混凝土在出機(jī)幾分鐘后即失去流動(dòng)性)，用聚羧酸減水劑也不會(huì)有改觀，只能同時(shí)補(bǔ)充硫酸根離子才能從根本上解決，這跟萘系減水劑是一致的。

(3)某一具體的聚羧酸產(chǎn)品的“適應(yīng)面”不及萘系產(chǎn)品

萘系產(chǎn)品是由相同原材料在相同工藝條件下合成的結(jié)構(gòu)性能相同的產(chǎn)品，聚羧酸減水劑是由不同種原材料在不同工藝條件下合成的具有相類(lèi)似分子結(jié)構(gòu)的一類(lèi)產(chǎn)品。萘系產(chǎn)品的不同主要體現(xiàn)在原材料的品質(zhì)和工藝條件的穩(wěn)定性上，而聚羧酸產(chǎn)品的不同基于化學(xué)分子結(jié)構(gòu)的不同。具體到應(yīng)用上，萘系產(chǎn)品對(duì)不同情況的適應(yīng)性更多表現(xiàn)在最佳摻量在一定范圍內(nèi)的波動(dòng)或坍落度損失值的相對(duì)大小。對(duì)于某一具體聚羧酸產(chǎn)品，情況截然不同：如果該產(chǎn)品能適應(yīng)混凝土材料，混凝土狀態(tài)會(huì)很好，坍損也??；若不能適應(yīng)混凝土材料，則結(jié)果就不是程度的不同了，而可能是完全失效，這時(shí)必須換用另一種類(lèi)型的產(chǎn)品才能解決。事實(shí)上這樣的情況經(jīng)常發(fā)生，特別是用北方原材料，可能原因是水泥礦物、微量元素或助磨劑等。也就是說(shuō)從“適應(yīng)面”上說(shuō)，某一特定的聚羧酸產(chǎn)品的適應(yīng)性不及萘系產(chǎn)品。、聚羧酸減水劑太敏感，不易控制

一般而言，減水劑減水率越高，則在其有效摻量區(qū)間內(nèi)拌和物流動(dòng)度對(duì)摻量越敏感。因此，許多工程技術(shù)工作者憑直覺(jué)認(rèn)為聚羧酸減水劑應(yīng)用時(shí)太敏感，并以此強(qiáng)調(diào)計(jì)量、混凝土生產(chǎn)與控制的困難性。這樣理解的前提是將減水劑折算成純固體，看純固體摻量的增加對(duì)混凝土流動(dòng)性能的改善。舉例來(lái)說(shuō)：對(duì)普通標(biāo)號(hào)的泵送混凝土，萘系減水劑摻量在 0.65 ％～ 0.85 ％的區(qū)間內(nèi)能使混凝土的工作性能達(dá)到最佳，而聚羧酸減水劑(以巴斯夫公司產(chǎn)品為例)的摻量區(qū)間是 0.14 ％ ~0.18 ％。萘系減水劑的摻量變化范圍是 0.2 ％左右，聚羧酸減水劑的摻量范圍是 0.04 ％左右，從這個(gè)意義上說(shuō)，羧酸減水劑確實(shí)比萘系減水劑敏感的多。

第三篇：聚羧酸化驗(yàn)室檢測(cè)要求

原材料：

OX608：無(wú)色透明液體，含固量≥60%，微波爐，中低火加熱35min

丙烯酸（AA）：含量＞99.6%，做小試檢測(cè)

Vc：做小試檢測(cè)

雙氧水：滴定法，小試

（GBT6684-2002）

TGA（巰基乙酸）：小試檢測(cè)

過(guò)程檢測(cè)：嚴(yán)格按照工藝要求操作，不做檢測(cè)

半成品檢測(cè)：

中和前初檢流動(dòng)度≥250mm（0.3%~0.4%C，87g 水），PH=6~7，烘含固量

成品檢測(cè)：

PH=6~7，比重（參考值1.080，,42℃），流動(dòng)度，減水率

輔料加入母液時(shí)間無(wú)規(guī)定，取樣兩次，第一次檢測(cè)合格后，攪拌5~10min，第二次取樣留樣。

輔料：名稱(chēng)

摻量

葡鈉

防霉劑

1.2‰~1.5‰

AOS（引氣劑）

0.1%~0.2%

α-烯基磺酸鈉

文萊膠（增稠劑）0.4%~0.5%~1.0%

4-甲氧基-2-硝基苯胺

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：

引氣劑：褐色液體，PH≥11，含固量：10%，比重：1.05±0.03 g/ml

起泡≥10cm，消泡≥2D，水溶性良好

防霉劑：無(wú)色到淡黃色液體，比重：1.072±0.02，PH=3~5 OXAC608：無(wú)色半透明液體，含固量≥60%，比重：1.094~1.1（20℃）配料計(jì)算方法：

1000g中，以干粉計(jì)算，PC-4=56g，PC-5=14g，PN=35g，AOS=0.2 文萊膠=1.2（280,70為掩飾數(shù)據(jù)，都要除以5得到真實(shí)摻量）

聚羧酸外加劑的儲(chǔ)存： 由于PC外加劑容易發(fā)霉，導(dǎo)致發(fā)霉的原因有溫度、存放時(shí)間、防霉劑的用量等等。

配料池中有白色的顆粒，有可能是細(xì)菌，加入甲醛可以殺菌，一般加甲醛量為1kg/T。

細(xì)菌：細(xì)菌種類(lèi)很多一般懸浮在液體中，加入甲醛可以殺菌，20~25℃時(shí)細(xì)菌繁殖旺盛。

霉菌：一般是浮在液面上，長(zhǎng)毛，加入防霉劑可以抑制。酵母：

PC-4流動(dòng)度差10幾個(gè)，可以加入0.5%的文萊膠調(diào)節(jié) 佛山管樁：PC-4 +防霉劑1.2%，含固量10% 實(shí)際應(yīng)用

1:聚羧酸一般不會(huì)泌水，而且聚羧酸和易性沒(méi)有問(wèn)題，一般都是減水率問(wèn)題。

2:砂率?。ㄉ白蛹?xì)），一般不能加文萊膠，會(huì)使流動(dòng)性變差，文萊膠是增稠劑。

如果砂率小，配比上可以適當(dāng)減少砂子用量，增加點(diǎn)石子量。3：坍落度初始達(dá)不到，增加摻量，或者增加濃度，可以提高初始坍落度，但是如果是高標(biāo)號(hào)混凝土塌損會(huì)大，聚羧酸低標(biāo)號(hào)混凝土基本沒(méi)有塌損，10毫米左右的塌損。

4：混凝土黑漿，粉煤灰中的黑粉，聚羧酸可以解決，但是影響強(qiáng)度，（估計(jì)是加入引氣劑或者增稠劑）。增稠劑可以解決黑漿，但是影響強(qiáng)度（一個(gè)等級(jí)的強(qiáng)度）。增稠劑解決的原理應(yīng)該是使包裹性好點(diǎn)。

5：萘系摻量一般比聚羧酸高0.2%，礦粉多凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，萘系一般33%左右，聚羧酸10%左右。

6：其他用量都正常，萘系超摻，用水正常，一般不會(huì)泌水，但是會(huì)發(fā)粘板結(jié)。

7:有黃漿，說(shuō)明是外加劑超摻，可以增加點(diǎn)砂率（就是增加一點(diǎn)砂子用量），砂子細(xì)會(huì)容易發(fā)粘，砂子粗容易泌水，砂粗要增加砂，減少石子，可以提高流動(dòng)性。

保塑成分是否就是木鈉之類(lèi)的東西？

第四篇：聚羧酸系高性能助劑現(xiàn)狀與發(fā)展

聚羧酸系高性能助劑現(xiàn)狀與發(fā)展

摘要：

(北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院,北京,100022）

開(kāi)篇語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，怎樣才能及時(shí)全面地了解國(guó)內(nèi)外行業(yè)技術(shù)發(fā)展的狀況和動(dòng)態(tài)，做到知己知彼？那些新的技術(shù)和材料，將對(duì)我們的行業(yè)和企業(yè)產(chǎn)生怎樣的影響，我們應(yīng)該怎樣去把握和應(yīng)對(duì)？

科技進(jìn)步板塊將關(guān)注讀者的需要，邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域最具權(quán)威的專(zhuān)家，就讀者最關(guān)心的問(wèn)題，展開(kāi)論述和討論。欄目重點(diǎn)介紹國(guó)內(nèi)外混凝土與水泥制品及相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝、新的工程應(yīng)用方法，及其正在和將要對(duì)本行業(yè)和相關(guān)企業(yè)產(chǎn)生的影響，應(yīng)對(duì)的方法和策略等；介紹國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)利技術(shù)和專(zhuān)利產(chǎn)品；對(duì)行業(yè)內(nèi)存在的具有代表性的技術(shù)問(wèn)題和技術(shù)方法進(jìn)行分析和討論；解決材料研究的技術(shù)導(dǎo)向問(wèn)題等。

1.前言

近幾十年來(lái)，水泥混凝土生產(chǎn)與施工技術(shù)的發(fā)展很大程度上取決于減水劑生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展水平。高效減水劑的發(fā)展雖然只有60～70 年的歷史，但已經(jīng)成為混凝土材料向高科技領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)[1]。自20 世紀(jì) 90 年代初提出高性能混凝土的概念以來(lái)，混凝土減水劑已經(jīng)發(fā)展成為混凝土的第五種基本而且重要的組分。減水劑也是眾多的水泥混凝土外加劑中發(fā)展最快的品種。20世紀(jì)30年代發(fā)展起來(lái)的木質(zhì)素磺酸鹽減水劑被認(rèn)為是第一代減水劑；20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的萘系高效減水劑和三聚氰胺系高效減水劑被認(rèn)為是第二代減水劑的代表；20世紀(jì)80年代以后發(fā)展的非萘系高效減水劑包括脂肪族磺酸鹽高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑等，這些非萘系的高效減水劑從性能上比萘系高效減水劑有一定的改善（減水率高、坍落度損失小），生產(chǎn)過(guò)程也比萘系簡(jiǎn)單和清潔，但從本質(zhì)上仍然屬于磺酸鹽系高效減水劑系列，生產(chǎn)過(guò)程仍然使用甲醛作為基本原材料，應(yīng)該屬于第二代減水劑的改性產(chǎn)品。近幾年發(fā)展起來(lái)的聚羧酸系高性能減水劑被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為是第三代減水劑，這種高性能的減水劑無(wú)論從生產(chǎn)過(guò)程、原材料，還是其性能、分子結(jié)構(gòu)都與第二代減水劑具有本質(zhì)上的不同。聚羧酸系高性能減水劑是今后混凝土外加劑技術(shù)發(fā)展的方向[2，3]，其廣泛的應(yīng)用將對(duì)混凝土及其制品的生產(chǎn)和質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。

2.聚羧酸系高性能減水劑的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

由于萘系減水劑保持混凝土流動(dòng)性的效果較差，通過(guò)多次添加法、后摻法、與緩凝劑復(fù)合等手段也不能從根本上解決混凝土坍落度損失的問(wèn)題，為適應(yīng)混凝土技術(shù)發(fā)展的需要，新一代混凝土外加劑—聚羧酸系減水劑(Polycarboxylates，PC)成為研究發(fā)展的焦點(diǎn)[2]。從近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究者的論文報(bào)道中可以看出，關(guān)于具有優(yōu)越性能的聚羧酸系減水劑的報(bào)道逐年增加，明顯表明研究重點(diǎn)已經(jīng)從磺酸系超塑化劑改性逐漸移向?qū)埕人嵯档难芯縖4]。從近年來(lái)召開(kāi)的混凝土外加劑國(guó)際會(huì)議及《Cement and Concrete Research》和《ACI Materials Journal》等國(guó)外雜志公開(kāi)發(fā)表的論文來(lái)看，日本和歐美一些國(guó)家的學(xué)者發(fā)表的有關(guān)聚羧酸系高效減水劑的研究論文呈現(xiàn)大量增多趨勢(shì)[5，6，7]，內(nèi)容偏重于開(kāi)發(fā)聚羧酸系減水劑、研究有關(guān)的提高混凝土工作性能和力學(xué)性能、工程應(yīng)用技術(shù)等。美國(guó)化學(xué)文摘 CA 全面收錄化學(xué)領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容，包括 56 個(gè)語(yǔ)種、27 個(gè)國(guó)家和兩個(gè)國(guó)際組織的專(zhuān)利文獻(xiàn)，通過(guò)美國(guó)化學(xué)文摘 CA 檢索關(guān)于聚羧酸系減水劑的合成技術(shù)研究最新進(jìn)展，同時(shí)也通過(guò)歐洲專(zhuān)利或美國(guó)專(zhuān)利查找有關(guān)專(zhuān)利，以“Polycarboxilic” or “dispersant” or “cement admixture” or “cement composition” or “slump loss” or “super plasticizer”等不同關(guān)鍵詞進(jìn)行查找，共查獲 102 篇，其中一半以上與聚羧酸系減水劑有關(guān)。日本是研究和應(yīng)用聚羧酸系減水劑最多也是最成功的國(guó)家[9]，從80年代起，日本首先研制聚羧酸系列高效減水劑，采用不同不飽和單體接枝共聚而成。減水劑的研究已從萘系基本上轉(zhuǎn)向了聚羧酸系減水劑。據(jù)報(bào)道，自 1995 年起，聚羧酸系減水劑在日本的使用量就超過(guò)了萘系減水劑[10，11]，1998年日本聚羧酸系產(chǎn)品已占所有高性能AE減水劑產(chǎn)品總數(shù)的60%以上。到2001年為止，聚羧酸系減水劑用量在AE減水劑中已超過(guò)了80%。有關(guān)日本在聚羧酸鹽系列減水劑方面的專(zhuān)利有十余篇，基本以丙烯酸及馬來(lái)酸酐為主，且大多數(shù)是在溶劑型體系中合成。在歐美，關(guān)于聚羧酸減水劑的專(zhuān)利也達(dá)十余項(xiàng)[12-15]。美國(guó)高效減水劑的發(fā)展比日本晚，目前美國(guó)也正從萘系、蜜氨系減水劑向聚羧酸系高效減水劑發(fā)展。目前，在國(guó)外比較著名的廠家有日本的花王、竹本油脂、日本制紙[11]、MASTER公司、GRACE公司、意大利MABEI公司、瑞士SIKA公司等。目前歐美主要是商業(yè)推廣及開(kāi)發(fā)。

我國(guó)對(duì)聚羧酸系減水劑的研究無(wú)論是從原材料選擇、生產(chǎn)工藝還是提高性能方面都起步較晚，雖然國(guó)內(nèi)研究者通過(guò)分子途徑探索聚羧酸系減水劑產(chǎn)品已取得一定成效，從國(guó)內(nèi)公開(kāi)發(fā)表的相關(guān)學(xué)術(shù)論文和研究文獻(xiàn)，以及公開(kāi)的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)來(lái)看，國(guó)內(nèi)對(duì)聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的研發(fā)大多處于實(shí)驗(yàn)研制階段，真正形成產(chǎn)品的廠家還不多，還不能滿(mǎn)足高性能混凝土發(fā)展的需要。關(guān)于聚羧酸系減水劑的合成研究，我國(guó)的研究者們進(jìn)行了探索研究。如劉德榮等人采用共聚接枝方法[16]，先將丙烯酸甲酯與三乙醇胺進(jìn)行酯交換反應(yīng)，再與丙烯酸共聚，然后用環(huán)氧乙烷接枝得到聚羧酸系減水劑； 李永德等人分兩步合成了聚羧酸減水劑[17]，先用馬來(lái)酸酐與聚乙二醇酯化成帶側(cè)鏈的聚合物大單體（PEO，聚合度9時(shí)效果最好），再與羧酸或羧酸衍生物（如丙烯酸、丙烯酸羥乙酯等）、磺酸類(lèi)單體（烯丙基磺酸鈉）等在水溶液體系共聚合成；此外，上海建筑科學(xué)研究院，中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京工業(yè)大學(xué)，江蘇省建筑科學(xué)研究院等單位也對(duì)聚羧酸系高性能減水劑進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并形成了技術(shù)成果，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，我國(guó)聚羧酸系高性能減水劑的生產(chǎn)和使用落后于日本、歐洲、韓國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。

我國(guó)聚羧酸系高性能減水劑發(fā)展速度慢的原因有很多。但回顧近幾年的發(fā)展過(guò)程，和發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展歷程相對(duì)比，我們存在的主要問(wèn)題有：（1）對(duì)聚羧酸系高性能減水劑的技術(shù)和應(yīng)用認(rèn)識(shí)不夠。對(duì)聚羧酸系高性能減水劑組成、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系等基礎(chǔ)問(wèn)題沒(méi)有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，對(duì)聚羧酸減水劑的應(yīng)用技術(shù)方面的認(rèn)識(shí)也存在著誤區(qū)。（2）缺乏基礎(chǔ)理論方面的研究。在對(duì)于聚羧酸系高性能減水劑的分類(lèi)、作用機(jī)理和應(yīng)用技術(shù)研究很缺乏的情況下，很多研究工作集中在聚羧酸系減水劑的合成和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上，所以產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)工作事倍功半。（3）缺少有效的組織和社會(huì)支持，各研究機(jī)構(gòu)之間缺少真誠(chéng)的合作交流。各個(gè)單位的研究工作重復(fù)和模仿的很多，精力和資金分散，取得某些局部進(jìn)展不能共享，整個(gè)行業(yè)研究進(jìn)展很慢。（4）從事聚羧酸系高性能減水劑研究和生產(chǎn)的跨國(guó)企業(yè)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)保密，跨國(guó)公司在中國(guó)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)聚羧酸系減水劑的本地化和國(guó)產(chǎn)化。（5）基礎(chǔ)化工產(chǎn)業(yè)落后，我國(guó)現(xiàn)在還沒(méi)有可用于聚羧酸系減水劑的配套原材料，特別是關(guān)鍵原材料，大多數(shù)靠進(jìn)口解決，基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)現(xiàn)狀限制了聚羧酸系減水劑的發(fā)展。（6）對(duì)聚羧酸減水劑標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用技術(shù)和施工規(guī)范等缺乏研究也是阻礙聚羧酸減水劑研究和應(yīng)用的問(wèn)題。

3.聚羧酸系減水劑的性能特點(diǎn)

聚羧酸系高性能減水劑是性能更加優(yōu)異的新型減水劑，具有萘磺酸鹽甲醛縮合物（PNS）和磺化三聚氰胺甲醛樹(shù)脂（PMS）高效減水劑所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：⑴低摻量與高性能—摻量為膠凝材料用量的0.2%～0.3%(有效成分)時(shí)，減水率可高達(dá)25%～35%；⑵流動(dòng)性保持能力優(yōu)異—水泥凈漿流動(dòng)度在2 h內(nèi)基本無(wú)損失，3～4小時(shí)仍具有流動(dòng)性；⑶適應(yīng)性好—對(duì)各種水泥和混合材料的適應(yīng)性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)的減水劑；⑷生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染—合成過(guò)程中不使用甲醛等對(duì)環(huán)境有污染的材料；⑸性能的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)—可實(shí)現(xiàn)對(duì)聚羧酸系高性能減水劑的分子結(jié)構(gòu)與性能的設(shè)計(jì)；⑹原材料選擇范圍廣—可選擇不同種類(lèi)的共聚單體，提高生產(chǎn)管理的靈活性；⑺形成系列化產(chǎn)品—根據(jù)性能特點(diǎn)和使用性能要求，形成系列化具有不同性能特點(diǎn)的產(chǎn)品；⑻提高混凝土和混凝土制品的質(zhì)量—由于聚羧酸系高性能減水劑含堿量低，收縮小，可綜合改善混凝土制品的外觀、力學(xué)性能和耐久性；⑼綠色環(huán)?！褂镁埕人犷?lèi)減水劑配制混凝土，可用更多的礦渣或粉煤灰取代水泥，從而能使成本降低。

聚羧酸系減水劑優(yōu)異的性能是由其特殊的分子結(jié)構(gòu)決定的[8],聚羧酸高性能減水劑的分子結(jié)構(gòu)呈梳形，其特點(diǎn)是在主鏈上帶有較多的活性基團(tuán)，這些基團(tuán)有磺酸基團(tuán)(-S03H)，羧酸基團(tuán)(-COOH)，羥基基團(tuán)(-OH)，側(cè)鏈?zhǔn)禽^長(zhǎng)的聚氧烷基烯基團(tuán)-(CH2CH20)m-R等。各基團(tuán)對(duì)水泥的分散作用發(fā)揮不同的作用，一般認(rèn)為，帶有負(fù)電的磺酸基和羧酸基吸附在水泥顆粒表面，起到錨固作用，也起到一定的靜電排斥作用；長(zhǎng)側(cè)鏈在溶液中伸展，起到較強(qiáng)的空間位阻作用，空間位阻作用對(duì)水泥顆粒的分散作用較強(qiáng)，且對(duì)電解質(zhì)的影響不像靜電排斥作用那樣敏感，因此聚羧酸系高性能減水劑具有很好的分散作用，對(duì)水泥品種的適應(yīng)性也比較好。

4、聚羧酸系高性能減水劑分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系

常用的聚羧酸系減水劑分可為兩大類(lèi)，一類(lèi)是以馬來(lái)酸酐為主鏈接枝不同的聚氧乙烯基（EO）或聚氧丙烯基（PO）支鏈的接枝共聚物；另一類(lèi)是以甲基丙烯酸為主鏈接枝 EO 或 PO 支鏈聚合物。此外，也有以烯丙醇類(lèi)為主鏈接枝 EO 或 PO 支鏈[18]。

聚羧酸系減水劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在分子主鏈或側(cè)鏈上引入強(qiáng)極性基團(tuán)羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等，使分子具有梳形結(jié)構(gòu)。分子量分布范圍一般為10000～100000，比較集中于50000左右。通常可用圖 1來(lái)表示聚羧酸系減水劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)，而實(shí)際代表物的化學(xué)式只是其中某些部分的組合。

聚合物所帶官能團(tuán)如羧基、磺酸基和聚氧乙烯基的數(shù)量以及側(cè)鏈的鏈長(zhǎng)、主鏈聚合度等影響聚羧酸系減水劑對(duì)水泥粒子的分散性。由于分子中同時(shí)有羧基和酯基，使其既表現(xiàn)為親水性，又有一定的疏水性。由于聚合物分子具有羧基，同萘系減水劑一樣，DLVO[19]理論仍適用。羧基負(fù)離子的靜電斥力對(duì)水泥粒子的分散有貢獻(xiàn)。同樣，分子聚合度（相對(duì)分子質(zhì)量）的大小與羧基的含量對(duì)水泥粒子的分散效果有很大的影響。由于主鏈分子的疏水性和側(cè)鏈的親水性以及側(cè)鏈 －(OCH2CH2)的存在，也起到了一定的立體穩(wěn)定作用，即水泥粒子的表面被一種嵌段或接枝共聚物所穩(wěn)定，以防發(fā)生無(wú)規(guī)則凝聚，從而有助于水泥粒子的分散。它的穩(wěn)定機(jī)理是所謂的“空間穩(wěn)定理論”[20]。

廖國(guó)勝等人[21]認(rèn)為：在減水劑分子結(jié)構(gòu)中，羧基(－COOM)含量的增加有利于提高減水劑的減水率和保坍性能；但羧基含量過(guò)高，減水劑的合成難以控制，分散性也明顯下降?；撬峄ǎ璖O3M）的增加，有利于提高其減水率；但由于主鏈接枝能力有限，磺酸基的含量趨于飽和，減水劑的分散性能也將達(dá)到最大值；同時(shí)，由于含磺酸基的有機(jī)原料價(jià)格較高，因此會(huì)相應(yīng)增加減水劑的生產(chǎn)成本。酯基(－COO－)含量增加有利于減水劑的保坍性能；但隨著酯基含量的提高，減水劑的引氣量將急劇增加，氣泡體積迅速增大，反而不利于其保坍作用。聚氧乙烯鏈(－OC2H4－)的長(zhǎng)度對(duì)減水劑的保坍性能起著至關(guān)重要的作用，隨著其鏈長(zhǎng)的增長(zhǎng)，減水劑分子的側(cè)鏈長(zhǎng)度增加，水泥漿體和混凝土的粘聚性增加，減水劑的保坍性能迅速提高；但鏈長(zhǎng)超過(guò)一定值(聚乙二醇的聚合度為45)，單位質(zhì)量的減水劑分子中其它具有高效減水功能的基團(tuán)的含量就會(huì)降低，從而使其減水性能減弱。在聚羧酸系減水劑分子結(jié)構(gòu)中，即使具備了圖中各種基團(tuán)，也并不意味著擁有了這類(lèi)減水劑的高性能。要獲得較好的分散性，則需要聚合單體的種類(lèi)匹配適當(dāng)、側(cè)鏈長(zhǎng)、主鏈聚合度短并且要含有較多的高密度磺酸基。Mihara[13，15]等人研究表明，用聚乙二醇和丙烯酸得到中間體與(甲基)丙烯酸、丙烯酸酯等聚合得到的共聚物的分子量在25000～70000范圍內(nèi)的性能好。當(dāng)分子量小于5000時(shí),其分散效果差；而分子量超過(guò)100000，則產(chǎn)生凝結(jié)作用降低流動(dòng)性。

Ohta[22]等學(xué)者對(duì)聚羧酸系減水劑主鏈、側(cè)鏈的長(zhǎng)度等分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與混凝土的分散性、分散性保持、凝結(jié)的關(guān)系進(jìn)行了研究，其結(jié)果見(jiàn)表1.1。

Yamada[23]等研究了聚羧酸系減水劑分子結(jié)構(gòu)對(duì)水泥漿分散性的影響。其研究的影響因素包括：PEO 鏈長(zhǎng)度、分子聚合度（相對(duì)分子質(zhì)量）、羧基和磺酸鹽基團(tuán)的不同構(gòu)成比與含量。日本學(xué)者名和豐春(T.Nawa)[24]用6種帶不同EO鏈長(zhǎng)的馬來(lái)酸或甲基丙烯酸的接枝共聚物進(jìn)行水泥漿流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)EO鏈長(zhǎng)對(duì)流動(dòng)性的影響依賴(lài)于主鏈，在馬來(lái)酸酐基共聚物中，EO鏈越短，流動(dòng)性越好；然而對(duì)于甲基丙烯酸基接枝共聚物來(lái)說(shuō)，EO鏈越長(zhǎng)，流動(dòng)性越好，隨著EO鏈長(zhǎng)的增加，延遲水化的程度降低，而且延遲程度依賴(lài)于主鏈聚合物的類(lèi)型。對(duì)于馬來(lái)酸酐類(lèi)共聚物，EO鏈越短，水化延遲程度急劇增加；相反，對(duì)于甲基丙烯酸基共聚物，水泥粒子的水化基本上不受EO鏈長(zhǎng)的影響。李崇智等人[25]研究了聚羧酸類(lèi)高效減水劑中含PEO 側(cè)鏈的長(zhǎng)度對(duì)減水劑性能的影響后指出，PEO的長(zhǎng)度對(duì)保持流動(dòng)性非常重要，如果PEO的聚合度太小，分子量不易控制;太大則使有效成分降低，導(dǎo)致分散能力降低;選擇適當(dāng)?shù)逆滈L(zhǎng)，可以保持混凝土坍落度損失較小。公瑞煜等人[26]以聚氧乙烯甲基烯丙基二醚(APEO-n)、順丁烯二酸酐(MAn)、苯乙烯(St)等共聚合成了一系列聚羧酸型梳狀共聚物，研究結(jié)果表明，當(dāng)接枝鏈長(zhǎng)度為20～60、St摩爾分?jǐn)?shù)為5%～20%時(shí)分散性能良好?？梢?jiàn)，PEO側(cè)鏈越長(zhǎng)，減水劑分散效果越顯著，水泥漿流動(dòng)度越大，塑性粘度越小。這種特性在水灰比越低時(shí)越明顯。但是 EO鏈越長(zhǎng)，也就很難聚合，合成的減水劑在水泥漿微粒上也越難吸附，水泥漿的流動(dòng)度隨時(shí)間變化越大。水泥的塑性粘度的變化則與流動(dòng)度相反，EO鏈越長(zhǎng)，塑性粘度越小。EO側(cè)鏈越短，聚合度越大，減水劑顯示出較高的吸附率。但同時(shí)，減水劑的吸附率相對(duì)較低時(shí)，其分散性也會(huì)很高?；撬峄鶊F(tuán)和羧酸基團(tuán)越多，減水劑的分散性也越好。

此外，聚合成的聚羧酸系減水劑的?-電位較小，絕對(duì)值在15mv左右，隨-COO-/PEO的摩爾比增加，減水劑分子結(jié)構(gòu)中的陰離子基團(tuán)密度提高，相應(yīng)的?-電位也增加，但在相同羧酸基數(shù)量條件下，以馬來(lái)酸取代部分丙烯酸，?-電位絕對(duì)值迅速增大到25mv以上，提高-COO-/PEO摩爾比，相應(yīng)的水泥粒子具有更高的?-電位，絕對(duì)值可以達(dá)到 30mv 以上，說(shuō)明馬來(lái)酸增強(qiáng)了在減水劑分子結(jié)構(gòu)中羧酸基陰離子的極性，這一結(jié)果與摻減水劑的水泥凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)一致，說(shuō)明聚羧酸系減水劑的分散能力增強(qiáng)的部分原因在于減水劑分子結(jié)構(gòu)中陰離子極性增加，使水泥粒子之間的靜電斥力增大。因此，只要調(diào)整好聚合物主鏈上各官能團(tuán)的相對(duì)比例、聚合物主鏈和接枝側(cè)鏈長(zhǎng)度以及接枝數(shù)量的多少，使其達(dá)到結(jié)構(gòu)平衡，就可顯著提高減水率和流動(dòng)性的保持。5．聚羧酸系高性能減水劑的分類(lèi)和制造方法 聚羧酸系高性能減水劑可進(jìn)行如下分類(lèi)： ·按主鏈所用的原材料不同分為：丙烯酸、甲基丙烯酸系、馬來(lái)酸酐和馬來(lái)酸系等;·按所用活性單體等原料品種多少不同分為: 二元、三元等共聚物； ·按表面活性劑的性質(zhì)不同分為：非離子型減水劑和陰離子型減水劑;·按用途不同分為：用于預(yù)拌混凝土的高流動(dòng)性保持能力和用于預(yù)制混凝土的高早強(qiáng)性減水劑。

PLANK教授則按照聚羧酸系高性能減水劑的分子結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)將聚羧酸減水劑分為四類(lèi)：甲基丙烯酸－甲基丙烯酸酯型，烯丙基醚型，亞胺/酰亞胺型和兩性聚羧酸鹽。從目前所收集的資料來(lái)看，聚羧酸系減水劑合成方法大體上有以下幾種[27]:(1)可聚合單體直接共聚

這種合成方法一般是先制備具有聚合活性的大單體（通常為甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯），然后將一定比例的單體混合在一起直接采用溶液聚合而得成品。這種合成工藝看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但前提是要合成大單體，中間分離純化過(guò)程比較繁瑣，成本較高。(2)聚合后功能化法

該方法主要是利用現(xiàn)有的聚合物進(jìn)行改性，一般是采用已知分子量的聚羧酸聚合物，在催化劑的作用下與聚醚在較高溫度下通過(guò)酯化反應(yīng)進(jìn)行接枝，或者采用丙烯酸等不飽和單體進(jìn)行溶液聚合形成聚合物主鏈，然后在聚合物主鏈上根據(jù)設(shè)計(jì)接枝不同長(zhǎng)度的側(cè)鏈，形成不同結(jié)構(gòu)的梳狀聚合物。但這種方法也存在一些問(wèn)題：現(xiàn)成的聚羧酸產(chǎn)品種類(lèi)和規(guī)格有限，調(diào)整其組成和分子量比較困難；聚羧酸和聚醚的相容性不好，酯化實(shí)際操作困難；另外，隨著酯化的不斷進(jìn)行，水分不斷逸出，會(huì)出現(xiàn)相分離。當(dāng)然，如果能選擇一種與聚羧酸相容性好的聚醚，則相分離的問(wèn)題完全可以解決。(3)原位聚合與接枝

該方法主要是為了克服聚合后功能化法的缺點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的，以聚醚作為羧酸類(lèi)不飽和單體的反應(yīng)介質(zhì)。該反應(yīng)集聚合與酯化于一體，避免了聚羧酸和聚醚相容性不好的問(wèn)題。但缺點(diǎn)是得到的聚合物不一定是設(shè)計(jì)的聚合物，性能控制比較困難。目前合成聚羧酸系減水劑所選的單體主要有四種[28，29，30]:（1）不飽和酸—馬來(lái)酸酐、馬來(lái)酸和丙烯酸、甲基丙烯酸；（2）聚鏈烯基物質(zhì)—聚鏈烯基烴及其含不同官能團(tuán)的衍生物；（3）聚苯乙烯磺酸鹽或酯；（4）（甲基）丙烯酸鹽、酯或酰胺等。

6、聚羧酸系高性能減水劑的應(yīng)用技術(shù)

盡管聚羧酸系減水劑與水泥的相容性顯著優(yōu)于萘系減水劑，但聚羧酸系減水劑與不同水泥仍然存在相容性問(wèn)題。水泥中硫酸鹽的含量高低可顯著影響聚羧酸減水劑的分散性能和水泥漿流動(dòng)性,其原因可能是當(dāng)水中含有大量的硫酸根離子時(shí),可使聚羧酸外加劑中的EO鏈產(chǎn)生收縮,進(jìn)而減弱EO鏈的體積排斥效應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)硫酸根離子存在時(shí)可顯著減少聚羧酸外加劑在水泥表面的吸附,吸附少,分散效果差。聚羧酸減水劑和硫酸根離子在水泥表面的吸附是相互競(jìng)爭(zhēng)的,當(dāng)使用硫酸鈣,石膏和無(wú)水石膏時(shí),聚羧酸鹽可能加快水泥中鋁酸三鈣的水化。在低水灰比的場(chǎng)合,可溶堿含量影響摻聚羧酸減水劑的水泥漿的流動(dòng)性。

接枝共聚羧酸系減水劑與其它外加劑相容性方面也存在許多需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。接枝共聚羧酸鹽高性能減水劑與萘系高效減水劑存在不相容問(wèn)題，兩者同時(shí)使用時(shí)，分散塑化效果顯著下降，甚至攪拌摻加萘系減水劑的攪拌設(shè)備必須清洗干凈后，才能攪拌摻加聚羧酸系減水劑的混凝土，即摻加萘系和聚羧酸系減水劑的混凝土攪拌設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備不能共用，這在某種程度上限制了聚羧酸系減水劑的推廣應(yīng)用。關(guān)于聚羧酸系高性能減水劑與萘系減水劑不相容問(wèn)題的機(jī)理，至今還不清楚，也沒(méi)有切實(shí)有效的解決措施。聚羧酸系高性能減水劑可與脂肪族磺酸鹽高效減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽減水劑、三聚氰胺系高效減水劑進(jìn)行復(fù)合使用，也可以與葡萄糖酸鈉、蔗糖等緩凝劑進(jìn)行復(fù)配。有時(shí)，聚羧酸系高性能減水劑還需要與引氣劑、消泡劑進(jìn)行復(fù)合。聚羧酸系高性能減水劑可以與硝酸鈉等早強(qiáng)劑進(jìn)行復(fù)合，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，與哪種早強(qiáng)劑復(fù)合效果更好需根據(jù)工程要求和水泥品種進(jìn)行試驗(yàn)確定。聚羧酸系高性能減水劑一般含固量為20％左右，在混凝土中摻量為水泥質(zhì)量的1％左右，低于萘系減水劑＼泵送劑的常用摻量，所以在實(shí)際使用時(shí)，對(duì)計(jì)量設(shè)備的精度要求較高。為此，可將聚羧酸系高性能減水劑的含固量降低到10～15％，這樣可以提高摻量，減少因計(jì)量設(shè)備造成的誤差。7.聚羧酸系高性能減水劑的應(yīng)用狀況 現(xiàn)在，聚羧酸系高性能減水劑在國(guó)內(nèi)主要用于重點(diǎn)工程的高性能混凝土。我國(guó)正在建設(shè)的重大工程如奧運(yùn)工程、水利水電工程已經(jīng)使用聚羧酸系高性能減水劑。例如三峽工程、龍灘水電站、小灣水電站、溪洛渡水電站、錦屏水電站等，還有中央電視塔工程、高速鐵路、北京地鐵管片、大小洋山港工程、寧波北倫港二期工程、蘇通大橋、杭州灣大橋、東海大橋、磁懸浮工程等等。近幾年來(lái)，聚羧酸系高性能減水劑的應(yīng)用從過(guò)去的重大工程重點(diǎn)部位的應(yīng)用向一般重大工程、普通工程應(yīng)用發(fā)展，由高強(qiáng)度等級(jí)、特殊功能混凝土逐步向普通混凝土中應(yīng)用發(fā)展。在某些地區(qū)，商品混凝土公司也開(kāi)始使用聚羧酸系高性能減水劑生產(chǎn)預(yù)拌混凝土。在高強(qiáng)混凝土中使用聚羧酸系高性能減水劑的成本與萘系減水劑接近，或者混凝土的綜合成本有所降低，但在C40強(qiáng)度等級(jí)以下的混凝土，使用聚羧酸系高性能減水劑的材料成本略高于使用萘系減水劑的混凝土，但如果考慮到混凝土的使用、結(jié)構(gòu)的耐久性等綜合性能，使用聚羧酸系高性能減水劑綜合成本不會(huì)高于使用萘系減水劑的混凝土。據(jù)介紹，日本大部分預(yù)拌混凝土使用聚羧酸系高性能減水劑，歐洲正在推行的零能源系統(tǒng)（ZES）計(jì)劃也大力推廣聚羧酸系高性能減水劑在預(yù)拌混凝土和預(yù)制混凝土制品中應(yīng)用。韓國(guó)等國(guó)家聚羧酸系高性能減水劑的用量也快速增長(zhǎng)。8 結(jié)語(yǔ)

聚羧酸系高性能減水劑已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)課題，是性能上更加優(yōu)越的第三代減水劑。聚羧酸系高性能減水劑的發(fā)展對(duì)混凝土外加劑行業(yè)發(fā)展無(wú)疑會(huì)產(chǎn)生重要的影響。推廣應(yīng)用聚羧酸系高性能減水劑對(duì)混凝土質(zhì)量的提高，施工技術(shù)的進(jìn)步，混凝土建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性提高具有積極的意義。我國(guó)目前聚羧酸系高性能減水劑的發(fā)展還處于初始階段，無(wú)論是生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和品種，還是聚羧酸系高性能減水劑的應(yīng)用技術(shù)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等都與發(fā)達(dá)國(guó)家存在明顯差距。應(yīng)該進(jìn)一步加快我國(guó)聚羧酸系減水劑相關(guān)基礎(chǔ)理論和技術(shù)的研究，明確其分子結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，探討其在水泥水化過(guò)程中的相互作用的界面化學(xué)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)分子結(jié)構(gòu)和性能的可設(shè)計(jì)性，加強(qiáng)聚羧酸系高性能減水劑的應(yīng)用技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足不同地區(qū)、不同環(huán)境和季節(jié)需要的系列聚羧酸系高性能減水劑。

主要參考文獻(xiàn)：

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●作者簡(jiǎn)介：王子明(1963——)工學(xué)博士，北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院副教授，碩士研究生導(dǎo)師，長(zhǎng)期從事高性能混凝土及混凝土外加劑科學(xué)技術(shù)研究和教學(xué)工作，任北京市混凝土協(xié)會(huì)外加劑分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)等職。

第五篇：反應(yīng)溫度對(duì)聚羧酸性能的影響

反應(yīng)溫度對(duì)聚羧酸性能的影響

本聚合反應(yīng)是吸熱反應(yīng),聚合溫度影響了反應(yīng)的進(jìn)程及產(chǎn)物的性能。如果溫度選擇過(guò)低,則引發(fā)劑的半衰期過(guò)長(zhǎng),在一般的聚合時(shí)間內(nèi),引發(fā)劑殘留分率大,單體的轉(zhuǎn)化率就底;而溫度過(guò)高,則半衰期過(guò)短,早期即有大量分解,聚合后期將無(wú)足夠的引發(fā)劑來(lái)保持適當(dāng)?shù)木酆纤俾?造成聚合產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)不均勻。同時(shí)溫度愈高,聚合速率愈大,同時(shí)聚合物分子量愈低[ 2 ]。聚合溫度對(duì)反應(yīng)的影響如表1所示。

隨著溫度的升高,水泥凈漿分散性先增大,后隨之降低,100℃時(shí)所合成的減水劑對(duì)水泥凈漿分散性最差。這可能是因?yàn)橐环矫鏈囟壬?分子量減小,從而影響它對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的保持,另一方面,主鏈上的側(cè)鏈因?yàn)槭酋ヮ?lèi)化合物,在高溫下發(fā)生可逆反應(yīng),部分側(cè)鏈發(fā)生脫落從而造成分散性保持的降低。3.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)減水劑性能的影響

隨著反應(yīng)的進(jìn)行,單體濃度逐步降低,聚合物濃度則相應(yīng)提高,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間主要是為了提高轉(zhuǎn)化率,對(duì)產(chǎn)物性能的影響較小。反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚羧酸系減水劑的分散性能的影響如表2。如果聚合時(shí)反應(yīng)時(shí)間較短,則共聚體系中單體的轉(zhuǎn)化率較低,溶液中還存在著一定的單體,這對(duì)于水泥凈漿流動(dòng)度的保持不利。反應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng),側(cè)鏈脫落的數(shù)目就越多,以致于難以“屏蔽”主鏈上的發(fā)揮減水作用的功能基團(tuán)如羧基、磺酸基,從而引起水泥凈漿流動(dòng)度保持能力的下降。

3.3 引發(fā)劑用量的影響

在聚合反應(yīng)過(guò)程中,引發(fā)劑用量對(duì)產(chǎn)物的分子量大小、分子量分布和單體的轉(zhuǎn)化率有十分重要的影響。其中分子量的大小和分子量分布影響著減水率和混凝土的保坍性能單體;而單體轉(zhuǎn)化率關(guān)系到聚羧酸聚合物的產(chǎn)率和有效含量。具體數(shù)據(jù)如表3所示。

從表中可以看出,引發(fā)劑用量在2.5%時(shí),凈漿流動(dòng)度達(dá)到最大值,同時(shí)其經(jīng)時(shí)損失最小。

為,聚羧酸系減水劑的分散能力除了靜電斥力外,主要是通過(guò)其梳形結(jié)構(gòu)提供了空間位阻效應(yīng),即水泥顆粒的表面被一種嵌段或接枝共聚物分散劑所穩(wěn)定,以防發(fā)生無(wú)規(guī)凝聚,同時(shí)聚羧酸分子中的羥基、羧基吸附在水化物的晶核上,延緩了結(jié)晶、水化硬化的速度,從而有利于混凝土的保坍性能[ 3 ]。

為了進(jìn)一步比較合成產(chǎn)物的性能,將所合成的聚羧酸與國(guó)外的p s1聚羧酸減水劑、國(guó)內(nèi)p s2聚羧酸減水劑進(jìn)行了混凝土性能試驗(yàn)。

注:混凝土配合比/kg, C(水泥): S(砂子): G(石子)= 1: 2.04: 2.6通過(guò)混凝土試驗(yàn),自制的聚羧酸減水劑具有較好的使用性能,已經(jīng)到達(dá)或優(yōu)于國(guó)內(nèi)合成聚羧酸的水平,但比起國(guó)外的聚羧酸減水劑,還有一定的差距。根據(jù)以上的試驗(yàn)分析,我們得出了最佳的合成工藝條件。4 結(jié)論

⑴當(dāng)聚合條件為:反應(yīng)溫度90℃,反應(yīng)時(shí)間4h,引發(fā)劑用量2.5%時(shí),合成出的聚羧酸具有最佳的使用效果。

⑵根據(jù)混凝土試驗(yàn),自制的聚羧酸減水劑已經(jīng)具有較好的使用效果,且部分性能已經(jīng)優(yōu)于國(guó)內(nèi)大多聚羧酸的水平。

⑶減水劑在水溶液下生產(chǎn),工藝條件溫和、無(wú)污染,符合環(huán)保發(fā)展方向,將有廣泛的發(fā)展前途。