一种新型聚羧酸系保坍剂的合成研究_王志超

kg/m3
345 180 750 1 125
4.2.1 分散性及保坍能力
４ 产品性能研究
４．１ 水泥净浆测试
试验材料： 减水剂 TB-40 （湖北兴祥科技有限公司） ； 自制 高效保坍剂； 昌阁昌阁 P · O42.5 硅酸盐水泥。 试验条件及方法： 净浆流动度测试参照 《混凝土外加剂均 质性试验方法》 （GB/T 8077－2000 ） 中的水泥净浆流动度测试 方法。 为了研究制得的聚羧酸保坍剂的效果，采用空白对照组 和掺加市面上销售的台界保坍剂对照组的试验方法，固定减 水剂掺量均为 0.4％， 保坍剂取代 20％的减水剂(TB-40)母液， 分别测试 0min、 30min、 60min、 90min 的水泥净浆流动度和实 验结果如表 2 所示。 表 ２ 保坍剂性能对比实验结果
工程建设与设计
Construction & Design For Project
一种新型聚羧酸系保坍剂的合成研究
The Synthesis Research of a Kind of Novel Polycarboxylic Acid Slump Retaining Admixture
王志超，丁广广
工程建设与设计
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始扩展度可以到达 520mm， 但是 90min 后只有 220mm。两组 实验数据对比可以得出自制聚羧酸保坍剂在保持混凝土扩展 度方面有明显效果。 4.2.2 混凝土抗压强度 通过对掺加 BTJ-1 和 BTJ-2 保坍剂的混凝土进行 3d、 7d、 28d 抗压强度的测定，研究聚羧酸保坍剂对混凝土强度的 影响， 结果如表 5 所示。 表 ５ Ｃ３０ 混凝土的抗压强度
的水泥及混凝土材料，聚羧酸类减水剂往往表现不出其高性 能的优势， 在某些工程中， 聚羧酸类减水剂会经常遇到减水率
3] 坍落度损失较快、 混凝土和易性差等水泥适应性问题 [2， 。 低、
本研究主要是从减水剂的 “吸附-分散” 及坍落度保持机理出 发， 通过一步法使改性聚醚与不饱和羧酸共聚， 在引入阴离子 表面活性基团的条件下， 然后通过合理的分子结构设计， 开发 出性能优异的聚羧酸系高性能保坍剂 。
【7】 张新民， 卢建新.高性能聚羧酸类保坍剂的研究与应用[J].混凝土， 2010(8):108-111. 【8】 冉千平， 游有醒.大减水高保坍羧酸系高效减水剂的实验研究[J]. 中国科技奖励， 2002(9):132-135. 【9】 黄煜镔， 陈剑雄. 论混凝土的坍落度损失[J]. 武汉理工大学学报， 2002,28(3):51-54. 【10】 涂文凡.高效减水剂的应用现状与行业发展进展[J].现代商贸工 2010 （12 ） :316. 业， 【收稿日期】 2013-10-24
３．３ 合成步骤
用 TPEG、 丙烯酸， 蒸馏水配置一定量的底料， 用复合分子 量调节剂、 引发剂、 蒸馏水配置定量的 A 料和 B 料， 然后将底 料加入到装有搅拌器的三口烧瓶中 。 将水浴锅的温度升至 70℃， 把装有底料的三口烧瓶放置水浴锅中加热搅拌。 然后同 A 料的滴加时间 时连续均匀向三口烧瓶中滴加 A 料和 B 料， 控制在 2.5h， B 料的滴加时间控制在 3.0h， 待 A 料和 B 料滴加 完后，继续保温 1h，最后用 30%氢氧化钠溶液调节 pH 值至 6.0～7.0， 即得聚羧酸系保坍剂。
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工程施工技术
Construction Technology
３ 新型聚羧酸系保坍剂的研制
３．１ 试验主要仪器
恒温水浴箱， 三口烧瓶， 电动机， LT1002 精密性电子天平， 滴管， 烧杯。
从表 2 可以看出，在没有掺加任何保坍剂的情况下， 90min 后的水泥净浆流动度损失很大 。在掺加台界保坍剂的 60min 后的水泥净浆流动度损失不多， 但 90min 后的 情况下， 水泥净浆流动度损失也很大，但比不掺保坍剂的空白对照组 要好， 说明台界保坍剂对保持混凝土流动性还是有效果的。 掺 加自制保坍剂的实验组与掺加台界保坍剂的对照组相比， 各 个测试时间点的净浆流动度有所提高，并且 60min 后的水泥
[4,5]
男， 山西灵石人， 助理工程师， 从事建 【作者简介】 王志超 （１９８１～）， 材研究， （电子信箱 ） ４７１９９０５３＠ｑｑ．ｃｏｍ 。
于同种电荷相互排斥， 水泥颗粒就会分散开来。 水泥颗粒的絮 凝结构被破坏， 里面被包裹的自由水被释放出来参与流动， 从 而有效地增加混凝土拌合物的流动性[7～9]。
BTJ-1 为单掺减水剂， 掺量为 0.3%； BTJ-2 为掺加减水剂 + 自制保坍剂， 减水剂掺量为 0.3%， 自制保 坍剂取代 20%的减 水剂。
从表 4 可看出， 掺加自制的聚羧酸保坍剂的混凝土初始 坍 落 度 最 大 可 以 达 到 220mm， 60min 后 依 然 可 以 保 持 220mm， 在 90min 后坍落度为 190mm， 坍落度随时间损失很 小。但是， 在单掺减水剂的情况下， 混凝土 90min 后坍落度损 失很大,所以该聚羧酸保坍剂具有明显的保坍效果。 从表 4 还可看出，掺加自制保坍剂的混凝土初始扩展度 90min 后有 310mm。单掺减水剂的混凝土初 达到了 580mm， 145
５ 结论
通过对合成的聚羧酸保坍剂进行的水泥净浆流动度 、 水 泥适应性、 混凝土应用性能的研究， 可以得出以下结论： 1 ） 掺加聚羧酸保坍剂的水泥净浆初始流 说明该保坍剂在一定程度 上有助于提高水泥的流动度， 保坍效果较好。 2 ） 自制聚羧酸保坍剂对保持混凝土坍落度和扩展度方面 具有明显效果。 3 ） 自制聚羧酸保坍剂对混凝土早期强度没有影响。 （上接第 １４３ 页 ）
0min 220 230 245 30min 200 210 240 /mm 60min 160 200 225 90min 130 160 200
依据表 3 中的混凝土配合比配置 C30 混凝土， 在相同减 水剂 （TB-40 ） 掺量的情况下， 测定混凝土分别在初始 、 30min、 60min、 90min 时的坍落度和扩展度， 实验结果如表 4 所示。 表 ４ 混凝土坍落度及其经时损失
anionic surface active groups, compounding a high performance of Carboxyl、 hydroxyl、 sulfa anionic active groups polycarboxylic slump retaining admixture by one-step method modified polyether with unsaturated carboxylic acid copolymer。By experiment with polycarboxylic adding slump retaining admixture for cement slurry fluidity test, concrete application performance test , testing the performance of the polycarboxylic slump retaining admixture。 共聚； 阴离子活性基团； 保坍剂 【关键词】 copolymerize； anionic active group； slump retaining admixture 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】
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３．２ 合成原料(见表 1)。
表 １ 保坍剂合成原料
TPEG( ) +,-. ! /0123 45678 9: " #$% &’()* ;<5634 =&>78
净浆流动度基本没有损失， 90min 后的净浆流动度有损失， 但 不是很大。说明该保坍剂在一定程度上有助于提高水泥的流 动度， 而且在 90min 后依旧可以保持较高的流动度， 保坍效果 较好。
【中图分类号】TU528.062;U418.5+5
【文献标志码】 A
【文章编号】 1007-9467 （2014 ） 02-0144-03
１ 引言
与传统的高效减水剂相比，聚羧酸类减水剂虽然具有掺 量低、 减水率高、 分子结构灵活等优点 ， 但面对国内复杂多变
[1]
２ 新型聚羧酸系保坍剂的设计思路
混凝土坍落度损失的根本原因在于水泥的水化反应,水泥 遇水发生水化反应， 随着水化反应的进行， 一部分自由水在水 泥颗粒凝聚的过程中被包裹，另外，一部分自由水被蒸发掉 了， 造成混凝土浆体中的自由水的逐渐减少[6]。通过一步法使 改性聚醚与不饱和羧酸共聚，在引入阴离子表面活性基团的 条件下， 制备出具有羧基 、 羟基 、 磺酸基等阴离子活性基团的 聚羧酸保坍剂。 聚羧酸保坍剂的负电荷 （羧基、 羟基、 磺酸基等 阴离子 ） 就会和水泥颗粒表面的正电荷相互作用， 使保坍剂分 子牢固的吸附在水泥颗粒表面，造成水泥颗粒表面形成一层 双电子层。 这样每个水泥颗粒的表面就会带有相同的电荷， 由
【参考文献】
【1】 王凌伟. MA 系与 MAA 系聚羧酸减水剂的制备及性能的研究[D]. 广州： 广东工业大学， 2010. 【2】 谭洪波.功能可控型聚羧酸减水剂的研究与应用[D].武汉： 武汉理 工大学， 2009. 【3】 周金能.聚羧酸型高效混凝土减水剂的合成及作用机理研究[D].南 2009. 京： 东南大学， 【4】 景颖杰.聚羧酸混凝土减水剂的合成与表征[D].南京： 南京师范大 2010. 学， 【5】 卞荣兵,缪昌文.聚羧酸高校保坍剂的研制与应用[J].中国科技奖 励， 1999 （6 ） ： 68-71. 【6】 郑国峰,刘永生,鲁统卫.聚羧酸高效减水剂保坍能力的初步探讨 [J].化学建材， 2007(1):45-48.
羟基、 磺酸基等阴离子活性基团的高性能聚羧酸保坍剂。通过对掺加该聚羧酸保坍剂进行水泥净浆流动 下， 制备出一种具有羧基、 度试验、 混凝土应用性能试验， 测试聚羧酸保坍剂的性能。