聚羧酸减水剂合成及其分散性能和保坍性能分析
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第 ９期
２ ０ １ ４年 ９月
广东水利水 电
ＧＵＡＮ ＧＤ０ＮＧ ＷＡ Ｔ ＥＲ Ｒ ＥＳ ０ＵＲＣ Ｅ Ｓ ＡＮＤ ＨＹＤ ＲＯＰ ０ＷＥＲ
Ｎｏ ． ９ Ｓ ｅ ｐ． ２ ０１ ４
聚羧酸减水剂合成及其分散 性能和保坍 性能分析
尹 新 龙 ，蔡 杰 龙 ，吴 笑梅 ，杨 永 民 ＇
１ ． ２ 合 成工 艺 在 连接 有温 度 计 、搅 拌 器 、冷 凝装 置 和 蠕 动 泵 的
四 口烧瓶 中加 入一 定量 的 Ａ液 ，加 热 到一 定 温度 ，一 边均 匀滴 加 Ｂ液 ３～ ４ ｈ ，一边 均 匀 滴 加 Ｃ液 ３— ５ ｈ 。 滴加 完毕 后保 温熟 化 １～３ ｈ ，补 水补 碱 ，得 到 固含量
基聚醚 （ Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ） 、 丙烯酸（ Ａ Ａ） 和丙烯酸酯（ Ｈ Ａ） 等单体原材料合 成聚羧 酸减水 剂。通过水 泥净浆 、砂 浆和混凝 土性 能测
试 结果表明 ，合成聚羧酸减水剂 最佳 工艺条件 为 ：引发 剂和链 转移 剂总摩 尔量分别 为大单体 的 ３ ％和 ２ ％ ，聚合 温度 为
（ １ ．广 东省 水利 水 电科 学研 究 院 ，广 东省 水利 重 点科研基 地 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ３ ５ ；
２ ．华 南理 工大 学 材料 科 学与 工程 学 院 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ４ ０ ）
摘 要 ：聚羧酸减水剂是一种新型 高性 能减 水剂 ，相 比前两代 减水剂（ 木质素 、萘 系等 ） 具有 突出优点 。该 文以 甲基烯 丙
６ Ｏ℃ 。当 ｎ ［ Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ ］ ： ｎ ［ Ａ Ａ］＝１ ： ４时合成 聚羧 酸减水剂分散 性能较佳 ，砂 浆减水率可达 ３ ８ ． ９ ７ ％ ；当 ｎ ［ Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ ］ ： ｎ ［ Ａ Ａ］ ：
［ Ｈ Ａ］：１ ： ２ ： ２时合 成聚羧酸减水剂保坍性 能突出，水 泥净浆 流动度 ２ ｈ时保持 放大 ，３ ｈ内无损失。该试验合成 两种聚羧 酸 减水剂在水泥净浆 、砂浆和混凝 土中对应 的分散性 能和保坍 性能均优 越于所选市售 同类型的减水剂。
・
４ ９・
２ ０ １ ４年 ９月 第 ９期
已经实 现 大 规 模 应 用 ，如 三 峡 建 设 工 程 、首 都 机 场 、 环球 金 融广 场 以及 杭 州 湾 跨海 大 桥 等 工 程 ，应 用 效 果
良好 。
１ 试 验 内容
１ ． １ 试 验 原材 料及 仪器 原 材 料 ：Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ，工 业 级 ，相 对 分 子 量 为 ２ ４ ０ ０；
Ａ Ａ，分析 纯 ；ＨＡ，分 析 纯 ；氢 氧 化 钠 ，分 析 纯 ；海 螺Ｐ ．１ １ ５ ２ ． ５ Ｒ水泥 ；黄 电 Ⅱ级 粉 煤 灰 ；广 东 韶 钢 ￥ ９ ５
矿 渣粉 ；河 砂 ：细 度 模 数 ２ ． ７ ；碎石 ：５～２ ５ ｍ ｍ，连 续 级 配 ；市 售 聚 羧 酸 减 水 剂 ，广 东 华 立 新 ， 固 含
析试 验 室合 成 的聚 羧 酸减 水 剂 与 同 类 型工 业 样 在 分 散 性 能和保 坍 性能 上 的表现 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４— ０ ７— ２ ８ ；修 回 日期 ：２ ０ １ ４— ０ ８—２ ４
作者简 介 ：尹新 龙（ １ ９ ８ ８ ） ，男 ，本科 ，主要从事水工建筑材料及结构 检测 研究 。
如 果根 据单 体 体 系选 择 相应 的合 成 工 艺 成 为众 多 学 者 和 生产 商进 行 研 究 的关 键 Ｊ 。鉴 于此 ，本 文 以 Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ、 Ａ Ａ和 Ｈ Ａ作 为wenku.baidu.com 体原 材料 合成 聚羧 酸减 水剂 ，并 借 助
水 泥净 浆 、砂浆 和 混 凝 土 作 为性 能评 价 手 段 ，对 比分
聚氧 乙烯 聚 氧 丙 烯 醚 （ Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ） 是新 一代 醚类大 单体 ，
其 合 成 的聚羧 酸减 水 剂 在 混凝 土 应 用 中 已表 现 出 良好 的性 能潜 力 。然 而 目前 国 内 大 小 单 体 质 量 参 差 不 齐 ，
为４ ０ ％，ｐ Ｈ值为 ６ ～ ７的醚类聚羧酸减水剂 。
关 键 词 ：减 水 剂 ；聚 羧 酸 ；合 成 ；分散 性 能 ；保 坍 性 能
中图分类号 ：Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ０ ４ ２ ． ２
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ８— ０ １ １ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ９—０ ０ ４ ９— ０ ５
聚羧 酸减 水剂 是 第 三 代 混凝 土减 水 剂 ，因其 具 有 优越 的性 能成 为 当代 减 水 剂 的主 要发 展 方 向 ，是 混 凝 土高 性能 化 的关 键 手段 ¨ Ｊ 。近 几 年来 ，在 一些 国家 重 大 重 点混凝 土 工程 中 ，尤 其 在 高速 铁 路 、核 电 、水 利 水 电 、海 工 、桥梁 等工 程 中 ，聚 羧 酸 系高 性 能 减 水 剂
量４ ０ ％。
虽 然 聚羧 酸减 水 剂具 有 优 越 的性 能 ，然 而 其 合 成 工艺 条 件仍存 在 诸 多 问题 亟 待解 决 。传 统 上 ，国 内合 成聚 羧 酸 减 水 剂 的 大 单 体 主 要 有 聚 乙 二 醇 单 甲 醚
（ ＭＰ Ｅ Ｇ） 和烯丙 基 聚 乙二醇 （ Ａ Ｐ Ｅ Ｇ） ，合 成 聚羧 酸 减水 剂 时工艺 较 为复 杂且 性 能 发 展 空 间 有 限 。 甲基 烯 丙 基
其 中 ，Ａ液 ：浓度 为 ３ ０ ％ ～ ５ ０ ％的 Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ ２ ４ ０ ０大
单体 溶 液 及 一 定 量 的 氧 化 剂 ；Ｂ 液 ：浓 度 为 ２ ０ ％ ～
４ ０ ％ 的小单 体溶 液 ；Ｃ液 ：浓 度 为 ０ ． １ ％ ～１ ％ 的还 原 剂和链 转 移剂溶 液 。 合 成 的减水 剂分 子结 构 如 图 １ 所示。
２ ０ １ ４年 ９月
广东水利水 电
ＧＵＡＮ ＧＤ０ＮＧ ＷＡ Ｔ ＥＲ Ｒ ＥＳ ０ＵＲＣ Ｅ Ｓ ＡＮＤ ＨＹＤ ＲＯＰ ０ＷＥＲ
Ｎｏ ． ９ Ｓ ｅ ｐ． ２ ０１ ４
聚羧酸减水剂合成及其分散 性能和保坍 性能分析
尹 新 龙 ，蔡 杰 龙 ，吴 笑梅 ，杨 永 民 ＇
１ ． ２ 合 成工 艺 在 连接 有温 度 计 、搅 拌 器 、冷 凝装 置 和 蠕 动 泵 的
四 口烧瓶 中加 入一 定量 的 Ａ液 ，加 热 到一 定 温度 ，一 边均 匀滴 加 Ｂ液 ３～ ４ ｈ ，一边 均 匀 滴 加 Ｃ液 ３— ５ ｈ 。 滴加 完毕 后保 温熟 化 １～３ ｈ ，补 水补 碱 ，得 到 固含量
基聚醚 （ Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ） 、 丙烯酸（ Ａ Ａ） 和丙烯酸酯（ Ｈ Ａ） 等单体原材料合 成聚羧 酸减水 剂。通过水 泥净浆 、砂 浆和混凝 土性 能测
试 结果表明 ，合成聚羧酸减水剂 最佳 工艺条件 为 ：引发 剂和链 转移 剂总摩 尔量分别 为大单体 的 ３ ％和 ２ ％ ，聚合 温度 为
（ １ ．广 东省 水利 水 电科 学研 究 院 ，广 东省 水利 重 点科研基 地 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ３ ５ ；
２ ．华 南理 工大 学 材料 科 学与 工程 学 院 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ４ ０ ）
摘 要 ：聚羧酸减水剂是一种新型 高性 能减 水剂 ，相 比前两代 减水剂（ 木质素 、萘 系等 ） 具有 突出优点 。该 文以 甲基烯 丙
６ Ｏ℃ 。当 ｎ ［ Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ ］ ： ｎ ［ Ａ Ａ］＝１ ： ４时合成 聚羧 酸减水剂分散 性能较佳 ，砂 浆减水率可达 ３ ８ ． ９ ７ ％ ；当 ｎ ［ Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ ］ ： ｎ ［ Ａ Ａ］ ：
［ Ｈ Ａ］：１ ： ２ ： ２时合 成聚羧酸减水剂保坍性 能突出，水 泥净浆 流动度 ２ ｈ时保持 放大 ，３ ｈ内无损失。该试验合成 两种聚羧 酸 减水剂在水泥净浆 、砂浆和混凝 土中对应 的分散性 能和保坍 性能均优 越于所选市售 同类型的减水剂。
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２ ０ １ ４年 ９月 第 ９期
已经实 现 大 规 模 应 用 ，如 三 峡 建 设 工 程 、首 都 机 场 、 环球 金 融广 场 以及 杭 州 湾 跨海 大 桥 等 工 程 ，应 用 效 果
良好 。
１ 试 验 内容
１ ． １ 试 验 原材 料及 仪器 原 材 料 ：Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ，工 业 级 ，相 对 分 子 量 为 ２ ４ ０ ０；
Ａ Ａ，分析 纯 ；ＨＡ，分 析 纯 ；氢 氧 化 钠 ，分 析 纯 ；海 螺Ｐ ．１ １ ５ ２ ． ５ Ｒ水泥 ；黄 电 Ⅱ级 粉 煤 灰 ；广 东 韶 钢 ￥ ９ ５
矿 渣粉 ；河 砂 ：细 度 模 数 ２ ． ７ ；碎石 ：５～２ ５ ｍ ｍ，连 续 级 配 ；市 售 聚 羧 酸 减 水 剂 ，广 东 华 立 新 ， 固 含
析试 验 室合 成 的聚 羧 酸减 水 剂 与 同 类 型工 业 样 在 分 散 性 能和保 坍 性能 上 的表现 。
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４— ０ ７— ２ ８ ；修 回 日期 ：２ ０ １ ４— ０ ８—２ ４
作者简 介 ：尹新 龙（ １ ９ ８ ８ ） ，男 ，本科 ，主要从事水工建筑材料及结构 检测 研究 。
如 果根 据单 体 体 系选 择 相应 的合 成 工 艺 成 为众 多 学 者 和 生产 商进 行 研 究 的关 键 Ｊ 。鉴 于此 ，本 文 以 Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ、 Ａ Ａ和 Ｈ Ａ作 为wenku.baidu.com 体原 材料 合成 聚羧 酸减 水剂 ，并 借 助
水 泥净 浆 、砂浆 和 混 凝 土 作 为性 能评 价 手 段 ，对 比分
聚氧 乙烯 聚 氧 丙 烯 醚 （ Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ） 是新 一代 醚类大 单体 ，
其 合 成 的聚羧 酸减 水 剂 在 混凝 土 应 用 中 已表 现 出 良好 的性 能潜 力 。然 而 目前 国 内 大 小 单 体 质 量 参 差 不 齐 ，
为４ ０ ％，ｐ Ｈ值为 ６ ～ ７的醚类聚羧酸减水剂 。
关 键 词 ：减 水 剂 ；聚 羧 酸 ；合 成 ；分散 性 能 ；保 坍 性 能
中图分类号 ：Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ０ ４ ２ ． ２
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ８— ０ １ １ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ９—０ ０ ４ ９— ０ ５
聚羧 酸减 水剂 是 第 三 代 混凝 土减 水 剂 ，因其 具 有 优越 的性 能成 为 当代 减 水 剂 的主 要发 展 方 向 ，是 混 凝 土高 性能 化 的关 键 手段 ¨ Ｊ 。近 几 年来 ，在 一些 国家 重 大 重 点混凝 土 工程 中 ，尤 其 在 高速 铁 路 、核 电 、水 利 水 电 、海 工 、桥梁 等工 程 中 ，聚 羧 酸 系高 性 能 减 水 剂
量４ ０ ％。
虽 然 聚羧 酸减 水 剂具 有 优 越 的性 能 ，然 而 其 合 成 工艺 条 件仍存 在 诸 多 问题 亟 待解 决 。传 统 上 ，国 内合 成聚 羧 酸 减 水 剂 的 大 单 体 主 要 有 聚 乙 二 醇 单 甲 醚
（ ＭＰ Ｅ Ｇ） 和烯丙 基 聚 乙二醇 （ Ａ Ｐ Ｅ Ｇ） ，合 成 聚羧 酸 减水 剂 时工艺 较 为复 杂且 性 能 发 展 空 间 有 限 。 甲基 烯 丙 基
其 中 ，Ａ液 ：浓度 为 ３ ０ ％ ～ ５ ０ ％的 Ｔ Ｐ Ｅ Ｇ ２ ４ ０ ０大
单体 溶 液 及 一 定 量 的 氧 化 剂 ；Ｂ 液 ：浓 度 为 ２ ０ ％ ～
４ ０ ％ 的小单 体溶 液 ；Ｃ液 ：浓 度 为 ０ ． １ ％ ～１ ％ 的还 原 剂和链 转 移剂溶 液 。 合 成 的减水 剂分 子结 构 如 图 １ 所示。