2020年聚羧酸高效减水剂项目可行性研究报告
聚羧酸新型高效固体减水剂的合成研究
2020年06月当考虑气候因素。
有些气井由于地理位置较为偏远,无法连接电源、水源,对这些气井实施增压开采需要考虑对外来电源、水源要求较低或能够不依靠外来电源、水源,安装、维修简单的增压设备。
因此在选择增压设备时,必须根据天然气气田增压开采的特点来进行,在某些特殊情况下,为了保证增压气井生产的稳定性,需要对井内增压、输送过程的增压设备等进行合理的选择与改造。
2.4气田与压缩机工况的协调性对气井实施增压开采需要根据气井的实际生产情况来进行,由于气井进口的压力值、井内的实际情况、天然气的运输状况都不是固定不变的,面对这种动态的变化,对压缩机的型号、数量等的要求也存在差别。
因此在压缩机的选择上,需要根据具体的情况做出调整,保证压缩机工况能够与气田的开采状况相协调,以此来保证增产效果。
尤其是一些生产变化较大的气田中,可以对转速、压缩缸余隙等部件的调整来调整工况,来满足气田集输采气的变化情况。
比如当气田的气水率相对较高时,需要通过备用机组来预防气田的变化。
对开采过程实时监控,是为了对增压开采情况进行及时的调整,能够确保压缩机工况与开采工艺相适应。
只有增压开采工艺的应用达到最优值,才能够保证气田开采的经济效益达到最高。
2.5应用优化对于天然气增压开采工艺的应用效果,可以通过一定的方法进行优化,保证后续作业的顺利进行。
如在页岩气气田的开采中,可以通过计算非线性方程的方式来将增压开采技术进一步优化,保证各个目标值的组合解能够达到最优值,从而保证气井开发后期开采效果的最大化。
在天然气增压开采工艺技术的具体应用中,应当在工艺的应用基础上,根据气井的特点来进行应用优化,使其更适应天然气开采的具体情况。
3结语天然气能源的需求量在不断上涨,但随着气田开采的不断进行,气井资源量将逐渐降低至最低可采储量,为了进一步提高气井的采收率,必须要通过增压开采设备的应用来使气田的工况重新满足开采标准。
通过对增压开采工艺的应用进行研究,对如何达到应用的最优值进行分析,可以有效提高相应气田的采收率,保证我国清洁能源的供应。
聚羧酸系高效减水剂的研究和应用
在国外,聚羧酸类减水剂的研究已有相当长的历史,其应用技术已经成熟。日本是研究和使用聚羧酸类减水剂最多也是最成功的国家,1995年以后聚羧酸系减水剂在日本的使用量就超过了传统的萘系减水剂,1998年底聚羧酸系减水剂产品已占所有高性能AE减水剂产品总数的60%以上,其主要生产厂商有花王、竹本油脂、日本制纸、藤泽药品等[1]。对聚羧酸系减水剂的研究主要集中在新拌混凝土有关性能和硬化混凝土的力学性能及高强高性能混凝土在工程中的应用技术。目前聚羧酸系减水剂可使混凝土的水灰比下降到0.25以下,而水泥用量仍可保持在500kg/m3,同时它的坍落度可保持200mm以上,完全满足施工要求。近年来,北美和欧洲的一些研究者的论文中也有许多关于研究开发具有优越性能的聚羧酸系减水剂的报道,主要是商业开发和推广,如Grance公司的Adva系列、MBT公司的pheomixTOOFC牌号、Sika公司的Viscocrete3010等[2]。
4.2支链PEO对产物性能的影响
Uchikawa[18]和Yoshioka等[19]发现聚羧酸系减水剂的PEO侧链对水泥颗粒分散性和分散保持性有重要的影响,侧链聚合度越小,水泥浆体的流动性损失越快,由于空间位阻效应,所合成的带有聚氧乙烯侧链的高效减水剂随着侧链的增长,减水剂的空间立体作用增加,因此对水泥颗粒的分散效果更好,流动保持性也增加,但是PEO侧链过大时,支链间可能发生缠结,在水泥颗粒间形成桥接,反而影响流动性保持性[20]。Kinoshita[21]研究了甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物类聚羧酸系高效减水剂,认为具有不同长度的聚乙二醇能同时达到较高的流动性和流动度保持性能。该甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物含有羧酸官能团、磺酸基官能团和烷氧基聚乙二醇官能团,含有长侧链聚乙二醇的聚羧酸减水剂有较高的立体排斥力,分散时间短,有较好的分散性和流动度,但流动性保持性能差;含有短侧链聚乙二醇的聚羧酸系减水剂分散时间长,流动保持性能好。Sakai[22]发现主链较短支链较长的聚羧酸系减水剂的分散性能要好于主链较长而支链较短的聚羧酸系减水剂。Nawa等[23]研究了普通硅酸盐水泥掺加具有不同聚氧乙烯基侧链长度、不同支链位置的聚羧酸型超塑化剂后,流动度受温度(10~30℃)影响的规律,结果表明,侧链长度越长,掺加有该减水剂的水泥浆的分散性受温度的影响越小。因此,在主链上具有适当长度PEO侧链的接枝共聚物既能获得所需的流动性,也能获得流动性的保持性。
聚羧酸系高性能减水剂的性能及应用研究
工作探索聚羧酸系高性能减水剂的性能及应用研究边淑芳'唐山冀东水泥外加剂有限责任公司,河北唐山064000)摘要:聚羧酸系高性能减水剂是目前国际上性能最为优秀的一种混凝土添加剂,广泛应用于各个行业和领域。
由于聚羧酸系减水剂的合理使用关系到实际施工中的混凝土质量,需要我们对其在具体应用中专业知识和使用技术进行进一步的研究。
通过对聚羧酸系减水剂及其性能进行简要介绍和分析,进而对实际应用中需要注意的问题进行了探讨。
关键词:聚羧酸系减水剂;减水剂应用1基本概述聚羧酸系高性能减水剂作为目前国际上技术含量最高,综合性能最优秀的减水剂,已经在水利、电力、建筑、桥 梁、铁路、公路、军工等各个领域得到了广泛的应用。
聚羧 酸系高性能减水剂最早是由日本在上世纪八十年代中期开发 并应用的,是高分子化工合成产品,主要是利用引发剂作用 将不饱和单体进行共聚,并将 性 的 到聚合主上得。
本 水、塑、不影响混凝土凝结化和的作用,并能与不同水的 性。
酸、、聚 酸 和酸是 成聚羧酸系减水剂的主要 。
2性能分析聚羧酸系减水剂是 减水剂和系减水剂的第三代高性能产品,前代产品,性能 的优为 。
,在减水 ,聚羧酸系减水剂的减水 在25!上,最高 40, ,的性,2本 ,并 经 ,在 ,减水剂 高的四,良好的 性 在与不 凝土 的性,,,的 ,子,,凝土体 性,最 的减混凝土开所产生的危害六,广泛的适应性,对各 种水泥和各种掺 混凝土 的塑性和分散性 七,高 性,减水剂的减水和保塑性等可通过对聚 分子量、短、疏 及 种类的调整进行 最,绿色环,不 任何甲醛等他有害 和成分,毒、腐蚀。
3在实际中的应用研究3.1适应性分析在际施工中,聚羧酸系高性能减水剂各种水泥能适应,但粉煤灰聚羧酸系减水剂对于粉煤灰的适应则为困 难,这就需要在施工中尽能的把矿粉磨细。
通常情况下,减水剂对一级灰的适应性对,但是对二、三级灰,减 水剂适应性则对差。
这种情况下即加减水剂用,果也不明显。
高性能聚羧酸减水剂合成研究
2020年11月Nov.2020化㊀学㊀工㊀业㊀与㊀工㊀程CHEMICAL㊀INDUSTRY㊀AND㊀ENGINEERING第37卷Vol.37㊀第6期No.6收稿日期:2020-03-16基金项目:山东省重点研发计划(2019GGX102021)㊂作者简介:邵致成(1994-),男,硕士研究生,现从事精细化学品方面的研究㊂通信作者:刘仕伟(1978-),E-mail:liushiweiqust@㊂Doi:10.13353/j.issn.1004.9533.20200114高性能聚羧酸减水剂合成研究邵致成,郭柯宇,刘仕伟∗,于世涛(青岛科技大学化工学院,山东青岛266042)摘要:为了节约能源和降低能耗,在模拟绝热的条件下,以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG )㊁丙烯酸(AA )㊁甲基丙烯磺酸钠(SMAS )为聚合单体,巯基乙酸(TGA )为链转移剂,在过硫酸铵-抗坏血酸(APS-Vc )氧化还原引发体系作用下,研究了高性能聚羧酸减水剂(PCE )的制备方法㊂考察了AA ㊁SMAS 和TGA 用量对所得PCE 分子结构及其性能的影响㊂结果表明,在n (TPEG )ʒn (AA )ʒn (SMAS )ʒn (TGA )=1.00ʒ4.00ʒ0.20ʒ0.18,反应初始温度15ħ㊁聚合时间4h 的条件下,所得的PCE 重均相对分子质量为42688㊁数均相对分子质量36409㊁相对分子质量分布1.1725,且其固含量㊁水泥净浆流动度㊁坍落度和减水率均优于传统恒温聚合方式所得PCE ;PCE 在应用中可延缓水泥水化硬化过程,促进钙矾石的紧密排列,提高水泥的抗压和抗折等机械强度㊂关键词:绝热反应;聚羧酸减水剂;流动性;水泥水化作用中图分类号:O632.52㊀文献标志码:A㊀文章编号:1004-9533(2020)06-0030-08Synthesis of High Performance Polycarboxylate SuperplasticizerShao Zhicheng,Guo Keyu,Liu Shiwei ∗,Yu Shitao(College of Chemical Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Shandong Qingdao 266042,China)Abstract :In order to save energy and reduce energy consumption,a high-performance polycarboxylatesuperplasticizer (PCE)was synthesized by the method of the simulated adiabatic conditions,isopentenol polyoxyethylene ether (TPEG),acrylic acid (AA),sodium methacryl sulfonate (SMAS)as the poly-merization monomers,thioglycolic acid (TGA)as chain transfer agent,and ammonium persulfate-ascor-bic acid (APS-Vc)as redox initiation system.The effects of the amount of AA,SMAS and TGA on the properties of the PCE were investigated.The optimal reaction conditions were obtained as following:n (TPEG)ʒn (AA)ʒn (SMAS)ʒn (TGA)=1.00ʒ4.00ʒ0.20ʒ0.18,initial reaction temperature15ħand polymerization time 4h.Under the above reaction conditions,the weight average molecular weight,number average molecular weight and molecular weight distribution of the obtained PCE were42688,36409,and 1.1725,respectively.And the properties of its solid content,cement slurry fluidi-ty,slump and water reduction were better than those of PCE obtained by the traditional thermostatic poly-merization.In addition,PCE could delay the hydration and hardening process of cement,promote the close arrangement of ettringite,and improve the mechanical strength of the cement such as compressive and flexural resistance.Keywords :adiabatic reaction;polycarboxylate superplasticizer;fluidity;cement hydration process第37卷第6期邵致成,等:高性能聚羧酸减水剂合成研究㊀㊀减水剂是一种使用量大㊁使用范围广的混凝土添加剂,其发展经历了木质素磺酸盐㊁萘磺酸甲醛缩合物/三聚氰胺甲醛缩合物㊁聚羧酸梳型共聚物等3代主要产品[1]㊂第1代减水剂木质素磺酸盐具有产量高㊁价格低和来源广泛等优点[2],但制备过程中因存有缩合反应而导致产品表面活性低㊁减水性能差,影响了其应用㊂第2代水溶性树脂类减水剂包括萘系减水剂㊁三聚氰胺磺酸盐甲醛系减水剂等,其具有良好的耐高温特性和拌和性能,但存在生产成本高㊁减水率低和相容性差等缺点,限制了其应用[3]㊂第3代减水剂聚羧酸减水剂(PCE)具有低掺量㊁高减水率和低坍落度损失等优点[4],广泛应用于建筑㊁陶瓷[5]㊁SiO2悬浮液[6]㊁催化模板化硅化和合成有机金属骨架[7]等领域㊂近年来,PCE 合成及应用技术的日渐成熟,极大地推动了自密实混凝土㊁超高强混凝土等特种混凝土的技术进步和发展[8]㊂PCE在混凝土中以较低掺量的条件下即可显著降低搅拌用水量,提高混凝土流动性和早期强度,且在生产过程中基本不污染环境,被认为是一种高效绿色减水剂[9]㊂PCE的合成研究起步于20世纪90年代,但目前的研究主要集中在聚合物分子构象㊁作用机理以及水泥适应性等;而有关其适应工业生产的合成方法研究少有文献报道㊂目前, PCE多采用水浴恒温聚合方式制备,聚合温度多为50~80ħ[10],由于聚合初期高反应物浓度使得聚合热急剧释放,需冷却控制反应物料的温度,而反应后期,低反应物浓度导致反应速率降低,需加热保温反应物料温度,导致生成过程控温程序繁杂㊁反应器需配置换热构件㊁生产周期长㊁能耗大和成本高等缺陷㊂绝热反应是反应系统与外界没有热量交换的反应,由此其反应器有结构简单㊁造价便宜㊁反应体积得到充分利用等优点㊂同时,反应过程中因无需使用冷却或加热媒介控制反应温度,能够达到节约能源和降低能耗的目的㊂目前,绝热反应在硝化[11]㊁磺化和烯烃聚合[12]等反应中均获得成功应用㊂因此,本研究以聚醚型大单体异戊烯醇聚氧乙烯醚(TP EG)㊁丙烯酸(AA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料,在模拟绝热的条件下研究制备高性能减水剂P CE,研究了绝热反应条件㊁AA用量㊁SMAS用量㊁TGA用量对P CE减水性能的影响,并且研究了P CE对水泥水化过程的影响㊂结果表明,所得产品P CE的水泥净浆流动度㊁坍落度和减水率均优于传统恒温聚合方式所得P CE,且其在应用中可延缓水泥水化硬化过程,促进钙矾石的紧密排列,提高水泥的抗压和抗折等机械强度㊂1㊀实验部分1.1㊀试剂与仪器异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG):相对分子质量2400,工业品,山东卓星化工有限公司;丙烯酸(AA):AR,天津市北联精细化学品开发有限公司; SMAS:工业品,上海笛柏化学品技术有限公司;过硫酸铵(APS):AR,上海麦克林生化科技有限公司;抗坏血酸(Vc)㊁巯基乙酸(TGA)等均为市售分析纯;水泥:市售SH42.5号普通硅酸盐水泥㊂绝热反应器,实验室自制,该反应器是1个有真空保温夹套的玻璃反应器(即内壁和外壁之间的夹套层为真空),反应器内可放置磁力搅拌转子㊁开口配有可插温度计和冷凝管的玻璃塞㊂Tensor27傅里叶变换红外光谱仪,德国Bruker公司;凝胶渗透色谱仪,美国Waters公司;Rigaku Miniflex600X射线衍射仪,日本理学公司;JEOL-JSM-5200扫描电子显微镜,日本电子株式会社;NJ-160水泥净浆搅拌机,天津锡仪建材仪器厂;Zetasizer Nano ZS ZEN3600电位分析仪,英国Malvern Instruments 公司㊂1.2㊀实验操作将定量TPEG㊁APS和去离子水加入250mL绝热反应器中,搅拌待固体溶解后,同时分别用计量泵在20min内泵入混合液A(组成为:AA㊁SMAS和去离子水)和混合液B(组成为:TGA㊁Vc和去离子水),加料完毕后,控制反应初始温度为15ħ,搅拌反应4h;反应结束后将反应物倾倒至烧杯中冷却至室温,用质量分数为30%NaOH水溶液调节至pH 值为6~8,即得目标产物PCE㊂并按照标准GB/T 8077-2012的方法测定其水泥净浆流动性㊁固含量,制备PCE反应过程如式(1)所示㊂13化㊀学㊀工㊀业㊀与㊀工㊀程2020年11月(1)㊀㊀采用水泥净浆流动度为主要指标评价所得PCE样品的减水性能,其测定方法为:固定水灰比为m(水)ʒm(水泥)=0.29,称取水泥300g,自来水87g㊂测试时,所制备的PCE(固含量约40%)㊁水泥㊁自来水倒入搅拌锅内,将净浆流动机调为自动模式,先慢速搅拌120s,停15s,再快速搅拌120s,之后把搅拌好的净浆倒入平放在玻璃板上的截锥圆模中,用刮刀刮平,将截锥圆模按垂直方向提起,流淌30s后,用直尺量取互相垂直的2个方向的最大直径,取平均值作为水泥净浆流动度㊂此外,采用凝胶渗透色谱测定样品的相对分子质量及其分布:色谱柱由UltrahydragelTM120㊁Ultra-hydragelTM250㊁UltrahydragelTM500串联组成;柱温度40ħ,洗脱液0.1mol/L Na2SO4溶液的流速0.6 mL/min;用不同相对分子质量的分散性聚乙二醇校正标准曲线[13]㊂将各水化水泥试样到龄期后去除表皮,敲成0.2~0.3mm直径的小块,用玛瑙研钵将试样研磨至10μm以下,充分干燥后进行性能测试;XRD表征:使用Cu_Kα辐射在Rigaku Miniflex600(日本)衍射仪上测试样品,记录衍射角2θ为10ʎ~80ʎ㊂SEM表征:在场发射电子枪300kV下的JEOL-JSM-5200上进行测试,将一滴乙醇悬浮液沉积在硅晶片上制备SEM观察的样品㊂2㊀结果与讨论2.1㊀反应物起始温度和反应时间对反应过程温度及产物性能的影响在n(TPEG)ʒn(AA)ʒn(SMAS)ʒn(TGA)ʒn(APS)ʒn(Vc)=1.00ʒ4.00ʒ0.30ʒ0.18ʒ0.12ʒ0.01的反应条件下,考察了反应物起始温度对反应过程物料温度及产物性能的影响,结果见图1和表1㊂由图1可见,3个不同的起始温度(考虑季节的不同,设定了3个不同的起始温度),其聚合反应过程物料温度的变化较为相似,即反应初期,温度急图1㊀绝热体系中的温度变化Fig.1㊀Change of temperature in adiabatic systems㊀剧攀升,随后反应物料的温度趋平随后降低㊂这是因为该聚合反应为自由基反应机理,反应初期反应物浓度高,反应速度快,聚合热释放较为集中剧烈,导致反应物料温度攀升幅度较大;随着反应进行,反应物浓度降低,聚合反应速度降低,产生的聚合热,并且由于物料温度高于室温也可能引起热量的损耗,因此温度开始缓慢下降㊂表1给出了反应时间对产品的水泥净浆流动度影响的实验结果㊂表1㊀起始温度和反应时间对PCE减水性能的影响Table1㊀Effects of starting temperature and reactiontime on water reducing property of PCE物料起始温度/ħ净浆流动度/mm1h2h3h4h102262402462511523023924825020233240247250㊀㊀由表1可见,在不同的3种起始物料温度下制备的PCE净浆流动度较为相近(反应时间为3~4h时,净浆流动度在245~251mm),该指标能够满足实际的需要,表明采用绝热反应可实现PCE的稳定生产㊂因此,在随后的实验中,将重点考察反应物料初始温度为15ħ㊁反应时间为4h的条件下考察23第37卷第6期邵致成,等:高性能聚羧酸减水剂合成研究其他影响较大的因素对合成PCE性能的影响㊂此外,将反应初始温度15ħ㊁反应时间4h下制得的PCE用于混凝土性能测试,并与相同反应条件下于恒温30ħ制备的PCE在主要指标上进行了对比,结果如表2所示㊂表2㊀不同反应方式制备的PCE性能比较Table2㊀Performance comparison of PCE prepared bydifferent reaction methods指标绝热制备PCE恒温30ħ制备PCEPCE质量指标相对分子质量426884172725000~80000 PDI 1.1725 1.9304<2.0固含量/%38.8036.82(30~40)水泥净浆流动度/mm251251>240坍落度/mm210205>200减水率/%37.236.5>35㊀㊀注:m(水泥)ʒm(河砂)ʒm(石)ʒm(水)=360ʒ815ʒ966ʒ250,PCE折固掺量0.4%㊂㊀㊀从表2可见,绝热制备的PCE水泥净浆流动度为251mm,坍落度为210mm,减水率为37.2%㊂上述指标满足市售商品的质量指标要求㊂对比恒温30ħ制备样品的性能可见,绝热制备的PCE在主要性能指标数比肩水浴制备的PCE性能,部分指标优于水浴制备的PCE㊂此外,由于绝热聚合技术还具有节约能耗㊁操作简易等优点,所以本实验选用绝热法制备PCE㊂2.2㊀丙烯酸用量对PCE减水性能的影响AA中有强极性的羧基基团,羧基基团是PCE 中发挥分散作用和减水作用的重要功能性基团之一,同时还有保坍和缓凝作用[14]㊂因此,在n(TPEG)ʒn(SMAS)ʒn(TGA)ʒn(APS)ʒn(Vc)= 1.0ʒ0.3ʒ0.18ʒ0.12ʒ0.01㊁初始物料温度15ħ㊁反应时间4h的条件下,考察了AA用量对PCE减水性能的影响,结果见图2㊂由图2可见,AA用量对所得产物PCE的减水性能影响显著㊂当n(AA)ʒn(TPEG)=4.0ʒ1.0时,相同的PCE掺量下,样品的水泥净浆流动度均为最高,并且在掺量为0.4%时,净浆流动性超过了251mm,随后再增加AA用量,对提高水泥净浆流动性的意义不大,这是因为过多的AA用量,稀释了反应体系中引发剂的浓度,导致聚合速度降低,在规定的反应时间内,并未从实质上提高PCE分子结构中羧酸基团的数量㊂并且AA是高聚合反应活性的单体之一,AA的使用主要是为了在PCE结构中图2㊀n(AA)ʒn(TPEG)对PCE性能的影响Fig.2㊀Effect of n(AA)ʒn(TPEG)onPCE performance㊀引入更多的羧酸基团,羧酸基团的增多可促进PCE分子更容易锚固在水泥颗粒表面,使长侧链更好地发挥空间位阻作用,从而水泥净浆流动度增加,实现减水的目的㊂因此,n(AA)ʒn(TPEG)以4.0ʒ1.0为宜㊂此外,PCE的相对分子质量对水泥浆体的流动性有着显著影响,而改变羧基引入量可以改变减水剂PCE的相对分子质量,进而影响其减水性能[15]㊂研究表明,PCE的相对分子质量为25000~80000时,其减水剂性能最优㊂如果PCE相对分子质量超过80000,则聚合时PCE会产生凝胶或凝聚现象,所得聚合液黏稠,使用时会增大水泥浆体的黏度,导致阴离子基团被屏蔽,难以发挥静电斥力作用;而PCE相对分子质量低于25000,PCE分子结构中的侧链数量不足,不能发挥其空间位阻作用,影响其使用性能㊂表3给出了AA用量对产物PCE相对分子质量及其分布影响的实验结果㊂表3㊀不同丙烯酸配比PCE相对分子质量及其相对分子质量分布Table3㊀Molecular weight and molecular weightdistribution of polycarboxylate superplasticizers withdifferent acrylic acid ratio样品编号n(AA)ʒn(TPEG)M w M n PDIPCE-A 3.0ʒ1.0553******* 1.3210PCE-B 3.5ʒ1.04656740316 1.1550PCE-C 4.0ʒ1.04268836409 1.1725PCE-D 4.5ʒ1.03422027720 1.2345PCE-E 5.0ʒ1.027******** 1.0679㊀㊀注:n(TPEG)ʒn(SMAS)ʒn(TGA)ʒn(APS)ʒn(Vc)=1.0ʒ0.3ʒ0.18ʒ0.12ʒ0.01㊁初始物料温度15ħ㊁反应时间4h㊂33化㊀学㊀工㊀业㊀与㊀工㊀程2020年11月㊀㊀由表3可见,随着n (AA)ʒn (TPEG)的增加,PCE 重均相对分子质量M w 和数均相对分子质量M n 分别从55369和41915降到27614和25856㊂这是因为AA 有较高的反应活性,相比于大单体TPEG,AA 更容易与链引发产生的单体自由基反应形成新的自由基,从而将羧基接枝到主链上;增加AA 的添加量会导致TPEG 大单体难以接枝在主链上,而TPEG 所提供的侧链对PCE 的相对分子质量贡献较大,所以聚羧酸减水剂的相对分子质量随着AA 添加量的增大而减小㊂聚合物的分散性指数PDI 均接近于1,说明合成产物的相对分子质量分布较为集中㊂图3给出了PCE 的FT-IR表征㊂图3㊀PCE 的FT-IR 谱图Fig.3㊀FT-IR spectra of PCE由图3可见,1104cm-1处的特征峰为C O C的伸缩振动峰,这表明PCE 中存在醚基;1286cm-1处的特征峰为S O 的伸缩振动峰,表明反应物SMAS 的官能团 SO 2-3引入到了PCE 结构中;1730cm-1处的特征峰为C O 的伸缩振动峰,表明AA 的羧基引入到了PCE 结构中㊂2.3㊀甲基丙烯磺酸钠的用量对PCE 减水性能的影响SMAS 的使用可在PCE 的结构中引入磺酸根,磺酸根的引入可调节PCE 主链上的支链密度,增加减水剂与水泥颗粒吸附层的厚度㊁增强空间位阻,同时磺酸基还有很好的静电斥力作用,两者的协同作用可显著提高水泥浆的分散性和流动性[16]㊂由此,在n (AA)ʒn (TPEG)=4.0ʒ1.0并且其他条件不变前提下,考察了SMAS 用量对PCE 减水性能的影响,结果见图4㊂由图4可见,n (SMAS)ʒn (TPEG)对产品PCE 的减水性能影响较大,随着n (SMAS)ʒn (TPEG)值图4㊀n (SMAS )ʒn (TPEG )对PCE 性能的影响Fig.4㊀Effect of n (SMAS )ʒn (TPEG )onPCE performance㊀的增大,相同PCE 的掺入量下,PCE 的减水性能先增后降,当n (SMAS)ʒn (TPEG)=0.3ʒ1.0时,PCE 的掺量仅为0.4%时,其减水性能较好,水泥净浆流动度大于250mm,实现了低掺入量高减水性㊂随后再增加SMAS 的用量,减水性能未见明显提高,这是因为SMAS 用量的进一步增加,虽然可提高PCE 分子结构中的磺酸根的数量,但致使起较强吸附性能的羧基在PCE 结构中的相对数量减少㊂因此,n (SMAS)ʒn (TPEG)=0.3ʒ1.0为宜㊂2.4㊀巯基乙酸用量对PCE 减水性能的影响对醚类单体参加的自由基聚合,巯基乙酸TGA 是性能优良的相对分子质量调节剂,还具有优化相对分子质量分布的特性[17]㊂由此,在n (AA )ʒn (TPEG)=4.0ʒ1.0和n (SMAS)ʒn (TPEG)=0.3ʒ1.0,其他条件不变前提下,考察了TGA 用量对PCE 减水性能的影响,结果见图5㊂图5㊀n (TGA )ʒn (TPEG )对PCE 性能的影响Fig.5㊀Effect of n (SMAS )ʒn (TPEG )on PCE performance㊀由图5可见,随着TGA 用量增加,水泥净浆流动度呈现先上升后下降的变化规律,当n (TGA)ʒ43第37卷第6期邵致成,等:高性能聚羧酸减水剂合成研究n(TPEG)=0.18ʒ1.0,PCE仅掺入0.4%时,水泥净浆流动度就大于250mm,达到了低掺量高减水性能的目标㊂因此,n(TGA)ʒn(TPEG)=0.18ʒ1.0为宜㊂2.5㊀PCE对水泥水化过程的影响水泥的水化作用是其主要成分硅酸三钙(C3S)㊁硅酸二钙(C2S)㊁铝酸三钙(C3A)㊁铁铝酸四钙(C4AF)与水发生复杂的水化反应,最终生成钙矾石Aft(3CaO㊃Al2O3㊃3CaSO4㊃32H2O)[18],具体反应式如式(2)~(5)所示:2(3CaO㊃SiO2)+6H2O=3CaO㊃SiO2㊃3H2O+3Ca(OH)2(2)2(2CaO㊃SiO2)+4H2O=3CaO㊃SiO2㊃3H2O+Ca(OH)2(3) 3CaO㊃Al2O3+6H2O=3CaO㊃Al2O3㊃6H2O(4)4CaO㊃Al2O3㊃Fe2O3+7H2O=3CaO㊃Al2O3㊃6H2O+CaO㊃Fe2O3㊃H2O(5)㊀㊀为了更好地研究PCE对水泥水化过程的影响,采用XRD表征了水化后3和28d的水泥样品,结果如图6所示㊂由图6可见,在硬化3d后所得样品,含PCE的㊀㊀图6㊀水泥水化样品的XRD谱图Fig.6㊀XRD patterns of cement hydration samples㊀样品在29.40ʎ处衍射峰较高㊁34.36ʎ处衍射峰较低,可判断样品中C2S和C3S的含量依然很高,而生成的Aft较少,而空白的水泥样品C2S和C3S的衍射峰较低,Aft的衍射峰较高,表明PCE的使用在早期延缓了水泥水化反应㊂水化28d后所得样品峰强度基本一致,表明PCE对水泥后期水化过程影响较少㊂图7给出了水泥水化一定时间后所得样品的SEM图㊂图7㊀水泥水化样品的SEM图:a)3d的w(PCE)=0.3%样品,b)28d的w(PCE)=0.3%样品,c)3d的水泥样品,d)28d的水泥样品Fig.7㊀SEM image of cement hydration sample:a)3days,w(PCE)=0.3%;b)28days,w(PCE)=0.3%;c)3days,cement;d)28days,cement53化㊀学㊀工㊀业㊀与㊀工㊀程2020年11月㊀㊀由图7可见,水泥水化后硬化3d 时,使用PCE 所得样品多为紧密的层状晶体[图7a)],而未使用PCE 的样品多为松散棒状晶体Aft[图7c)],上述结果表明PCE 对水泥水化前期的延缓作用,有利于水泥硬化的紧密排列㊂硬化28d 时,使用PCE 所得多为紧密的层状晶体或棒状晶体[图7b )],未使用PCE 的水泥样品对位较松散的棒状晶体[图7d)],表明添加PCE 的水泥浆体硬化后期有更加紧密的结构,而这种作用可提高水泥的机械强度㊂图8给出了硬化后水泥样品的抗压性能和抗折性能测试结果㊂图8㊀水泥水化样品的抗压和抗折性能测试:a )抗压;b )抗折Fig.8㊀Compressive and flexural resistance test of cementhydration samples :a )compressive resistance ;b )flexural resistance由图8可见,与不加PCE 的水泥相比,掺加了PCE 的水泥样品具有更强抗压强度和抗折强度㊂这是因为PCE 的添加使水泥浆体更容易分散,对水泥硬化具有延缓作用,促进硬化过程中钙钒石的紧密排列,从而形成致密的结构和更小的空隙,从而拥有更好的机械性能㊂3㊀结论采用模拟绝热法合成了聚羧酸减水剂PCE,在n (TPEG )ʒn (AA )ʒn (SMAS )ʒn (TGA )=1.00ʒ4.00ʒ0.20ʒ0.18㊁物料起始温度15ħ㊁聚合时间4h的条件下,所得PCE 的重均相对分子质量为42688㊁数均相对分子质量36409㊁相对分子质量分布1.1725,且其固含量㊁水泥净浆流动度㊁坍落度和减水率均优于传统恒温聚合方式所得PCE;减水剂PCE 的使用,可延缓水化水泥的硬化过程,促进钙矾石的紧密排列,提高水泥的抗压和抗折等机械强度㊂参考文献:[1]㊀王子明.聚羧酸系高性能减水剂:制备㊃性能与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2009[2]㊀张坤,张莎莎,王晓俊,等.玉米秸秆糖醇黑液化学改性制备木质素基减水剂的研究[J].化工新型材料,2017,45(6):258-260Zhang Kun,Zhang Shasha,Wang Xiaojun,et al.Modi-fication product of black liquor of sugar alcohol from corn stover as ligno-sulfate based plasticizer [J].New Chemical Materials,2017,45(6):258-260(in Chi-nese)[3]㊀Yang Z,Yu M,Liu Y,et al.Synthesis and perform-ance of an environmentally friendly polycarboxylate su-perplasticizer based on modified poly (aspartic acid )[J].Construction and Building Materials,2019,202:154-161[4]㊀Tan H,Zhang X,Guo Y,et al.Improvement in fluidityloss of magnesia phosphate cement by incorporatingpolycarboxylate superplasticizer [J ].Construction andBuilding Materials,2018,165:887-897[5]㊀Sakthieswaran N,Sophia M.Effect of superplasticizerson the properties of latex modified gypsum plaster [J].Construction andBuildingMaterials,2018,179:675-691[6]㊀Mithanthaya I R,Marathe S,B S Rao N,et al.Influ-ence of superplasticizer on the properties of geopolymer concrete using industrial wastes [J].Materials Today:Proceedings,2017,4(9):9803-9806[7]㊀Shen Y.Carbothermal synthesis of metal-functionalizednanostructures for energy and environmental applications[J].Journal of Materials Chemistry,2015,3(25):13114-13188[8]㊀刘治华.不同羧基密度与功能基聚羧酸减水剂的合63第37卷第6期邵致成,等:高性能聚羧酸减水剂合成研究成及性能研究[D].北京:中国矿业大学(北京),2013Liu Zhihua.Research on synthesis,properties andmechanism of different carboxyl density and functional-lizing polycarboxylate superplasticizer[D].Beijing:China University of Mining&Technology(Beijing),2013(in Chinese)[9]㊀Matsuzawa K,Atarashi D,Miyauchi M,et al.Interac-tions between fluoride ions and cement paste containingsuperplasticizer[J].Cement and Concrete Research,2017,91:33-38[10]㊀Wang Q,Taviot-Gueho C,Leroux F,et al.Superplasti-cizer to layered calcium aluminate hydrate interfacecharacterized using model organic molecules[J].Ce-ment and Concrete Research,2018,110:52-69 [11]㊀白西凡,邢育红.硝基苯传统硝化工艺改进为绝热硝化工艺的讨论[J].甘肃科学学报,2008,20(1):156-158Bai Xifan,Xing Yuhong.The necessity of replacing tra-ditional nitrobenzene nitration technology by adiabaticnitration technology[J].Journal of Gansu Sciences,2008,20(1):156-158(in Chinese)[12]㊀郭峰,李传峰,杨爱武,等.乙烯基共聚物的溶液聚合生产技术[J].合成树脂及塑料,2010,27(2):64-68Guo Feng,Li Chuanfeng,Yang Aiwu,et al.Solutionpolymerization processing technology for vinyl copoly-mers[J].China Synthetic Resin and Plastics,2010,27(2):64-68(in Chinese)[13]㊀李顺,余其俊,韦江雄.聚羧酸减水剂的分子结构对水泥水化过程的影响[J].硅酸盐学报,2012,40(4):613-619Li Shun,Yu Qijun,Wei Jiangxiong.Effect of molecularstructure of polycarboxylate water reducers on hydrationof cement[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2012,40(4):613-619(in Chinese)[14]㊀Qian S,Yao Y,Wang Z,et al.Synthesis,characteriza-tion and working mechanism of a novel polycarboxylatesuperplasticizer for concrete possessing reduced viscosity[J].Construction and Building Materials,2018,169:452-461[15]㊀Lin X,Liao B,Zhang J,et al.Synthesis and character-ization of high-performance cross-linked polycarboxylatesuperplasticizers[J].Construction and Building Materi-als,2019,210:162-171[16]㊀LüS,Liu J,Zhou Q,et al.Synthesis of modified chi-tosan superplasticizer by amidation and sulfonation andits application performance and working mechanism[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2014,53(10):3908-3916[17]㊀Kong F,Pan L,Wang C,et al.Effects of polycarboxy-late superplasticizers with different molecular structureon the hydration behavior of cement paste[J].Construc-tion and Building Materials,2016,105:545-553 [18]㊀Arend J,Wetzel A,Middendorf B.In-situ-investigationof superplasticizer-particle-interaction by fluorescencemicroscopy[J].Materials Today:Proceedings,2018,5(7):15292-1529773。
聚羧酸系减水剂的研究现状与发展趋势
聚羧酸系减水剂的研究现状与发展趋势聚羧酸系减水剂是混凝土添加剂中的一种重要成员,具有优异的分散性和流动性,能够有效减少混凝土的水灰比,提高混凝土的强度和耐久性,因此在工程建设中得到广泛应用。
随着现代工程建设的发展,对混凝土性能要求越来越高,聚羧酸系减水剂也在不断地发展和完善。
本文将对聚羧酸系减水剂的研究现状和发展趋势进行探讨。
1. 聚羧酸系减水剂的种类和特点聚羧酸系减水剂是一类由聚羧酸高分子化合物制成的减水剂,其分子结构具有丰富的羧基和疎水基团,能够与水泥颗粒发生强烈的吸附作用,形成高度分散的胶体颗粒,从而改善混凝土的流动性和分散性。
根据其分子结构和性能特点的不同,聚羧酸系减水剂可分为缩微粉聚羧酸系减水剂、液态聚羧酸系减水剂和固体聚羧酸系减水剂等多种形式。
目前,聚羧酸系减水剂已经成为混凝土中不可或缺的重要添加剂,被广泛应用于各类重要工程建设中,如高层建筑、大型桥梁、高速公路、地铁隧道等。
在实际应用中,聚羧酸系减水剂不仅能够显著降低混凝土的水灰比,提高混凝土的流动性和抗渗性,还能够控制混凝土的凝结时间和提高混凝土的强度等方面发挥积极作用。
目前,针对聚羧酸系减水剂的研究主要集中在以下几个方面:(1) 新型聚羧酸系减水剂的合成和性能改进。
随着材料科学和化学工程技术的不断进步,新型聚羧酸高分子化合物的合成技术和改性方法不断涌现,以提高聚羧酸系减水剂的分散性、流动性和稳定性,以适应不同混凝土工程的需求。
(2) 聚羧酸系减水剂与水泥混合体系的相互作用机制研究。
混凝土是复杂的多相体系,聚羧酸系减水剂与水泥、矿物掺合料等各种材料之间的相互作用机制对其性能表现起着关键作用。
深入研究聚羧酸系减水剂在混凝土中的分子尺度相互作用机制,对于指导聚羧酸系减水剂的合理应用具有重要的理论和实用意义。
(3) 聚羧酸系减水剂在不同混凝土体系中的应用性能研究。
由于混凝土在不同工程条件下具有不同的性能要求,且受到原材料和环境条件的影响较大,因此需要深入研究聚羧酸系减水剂在各种不同混凝土体系中的应用性能,以便更好地指导其在实际工程中的应用。
聚羧酸高效减水剂的研究
4 3
大到 了 4 % ; 2 减水 剂掺 量达 到 14 时 , .% 减水 率就 已
超过 3 % 。聚羧 酸 减 水 剂 在 混凝 土 中 表 现 出 了优 0 异 的分散 能力 。另 一方 面 , 图中还可 看 出 , 水剂 从 减
32 聚 羧 酸高效 减水 剂对 混凝 土性 能 的影响 .
减水 剂掺 量 ( %)
图 1聚羧酸高效减水剂 的掺 量对 减水 率的影响
实验 采 用 山东 水 泥 厂 生 产 的 P O 2 5 型 水 . 3.R
泥, 配合 比为 C S G=1 2 1 : . 0 。可 以看 出 , :: : .8 3 4 6
应 4~ 5小 时后 , 氢 氧 化 钠 中和 , 到 聚 羧 酸减 水 用 得 剂, 其含 固量 一般 在 2 % ~3 % 。聚羧 酸 高 效减 水 9 0
dip sng me h nim s a ay e re y. s eri c a s wa n ls d b f i l Ke r y wo ds: o y abo y i c d; c ncet p lc r x lc a i o r e; HRW RA
文献标识码 : A
i g S in e n ce c s Ab ta t A p lc r o y i a i s r c : oy a b x l cd HRW R a rp r d b o oy r ai n I e o ma c n c n r t W t d e n c A w s p e a e y c p lme i t . t p r r n e i o c ee a su id a d z o s f s
进 行 了 中试 生产 。本 文研 究 了该 减 水 剂 的 性 能 , 简 要 探讨 了其 分散 机理 。
聚羧酸高效减水剂项目可行性研究报告立项报告模板
聚羧酸高效减水剂项目可行性研究报告立项报告模板聚羧酸高效减水剂是一种在混凝土生产中广泛应用的化学助剂,可以显著改善混凝土的工作性能,提高材料的力学性能和耐久性。
为了深入研究聚羧酸高效减水剂在市场上的潜在应用和项目可行性,我们决定进行项目可行性研究。
以下是该研究的立项报告模板:一、研究背景混凝土是建筑工程中最常用的材料之一,其工作性能和耐久性对工程质量起着至关重要的作用。
聚羧酸高效减水剂作为一种功能性助剂,可以显著改善混凝土的流动性、坍落度、早期强度和持久性等性能。
随着建筑行业的发展和对高强高性能混凝土需求的增加,聚羧酸高效减水剂的市场潜力巨大。
目前,国内外已有一些研究表明聚羧酸高效减水剂在不同混凝土结构中的应用效果良好。
然而,国内在聚羧酸高效减水剂的研发和产业化上仍存在一些瓶颈,例如技术含量不高、产品标准缺乏、市场开发不足等问题。
因此,有必要开展聚羧酸高效减水剂项目的可行性研究,为该领域的进一步发展提供技术和市场支持。
二、研究目标本项目的目标是通过对聚羧酸高效减水剂进行相关技术和市场研究,确定其在混凝土生产中的应用前景和项目可行性,并提出具体的项目实施方案,为产业化提供技术和市场支持。
三、研究内容1.国内外聚羧酸高效减水剂研究现状调研,包括产品类型、制备工艺、性能指标等方面的分析。
2.聚羧酸高效减水剂在混凝土生产中的应用研究,通过实验室模拟试验和实际场地试验,评估其对混凝土工作性能、力学性能和耐久性的影响。
3.聚羧酸高效减水剂在市场上的潜在需求和竞争情况分析,通过市场调研和案例分析,确定其在市场中的竞争优势和发展前景。
4.根据研究结果,提出聚羧酸高效减水剂项目的具体可行性分析和实施方案,包括技术改进、产品标准制定、市场推广等方面的建议。
四、研究方法1.文献调研:收集国内外聚羧酸高效减水剂的研究文献,了解其制备工艺和性能指标。
2.试验研究:借助实验室和实际场地进行聚羧酸高效减水剂的应用试验,评估其在混凝土生产中的效果。
聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土中应用研究
聚羧酸高效减水剂在预拌混凝土中的应用研究摘要:减水剂在混凝土中能够有效提高混凝土的性能,而聚羧酸是一种高效的减水剂近年来受到人们的广泛关注,并能取得较好的效益,所以应加强这方面的应用研究。
关键词:减水剂、混凝土、聚羧酸中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:1.引言预拌混凝土的发展与外加剂的发展联系紧密,就如外加剂的发展推动了混凝土的第三次革命性发展一样,高效减水剂同样对商品混凝土发展起到了至关重要的作用。
新型高效减水剂是混凝土技术发展的里程碑。
另外,由于保护世界能源、资源的呼声日益增强,大量的粉煤灰、高炉矿渣等作为水泥的复合材料被广泛的应用在预拌混凝土中,高效减水剂的应用使应用超细矿物掺合料配制高性能的混凝土变成现实,不但综合利用了资源还极大地改善了混凝土的性能,并得到了巨大的社会效益和经济效益。
2.聚羧酸高效减水剂的作用机理坍落度损失是高效减水剂应用中最突出的问题,特别是对于坍落度较大的流态混凝土或泵送混凝土。
聚羧酸高效减水剂是一种新型减水剂,其特殊的分子结构,使其具有很多优良的性能,可以有效的解决坍落度损失问题,但尚不能完全解释其作用机理。
目前的很多文献认为减水剂对水泥粒子的分散性以及分散稳定性对混凝土的塑化效果起决定性作用,其原理与静电斥力和位阻斥力有关。
(1)羧基(-cooh),胺基(-nh2) ,羟基(-oh)等与水表现出较强的亲和力的极性基团通过吸附、分散、润湿和润滑等表面活性作用,使水泥颗粒的分散性和流动更好,并通过降低水泥颗粒之间摩擦阻力,减少水泥颗粒和水界面间的自由能加强新拌混凝土的和易性。
聚羧酸高效减水剂与水泥粒子之间发生齿形吸附,其醚键上的氧与水分子形成作用力较强的氢键,并形成亲水的立体保护膜,这种保护膜不仅有分散性,还有分散保持性。
引入一定的羟基既能起到浸透和润湿的作用,也能提高分散效果。
同时,在水泥颗粒表面吸附上聚羧酸高效减水剂,磺酸基和羧基使水泥颗粒带负电荷,使水泥颗粒间发生静电排斥作用并分散水泥颗粒,使水泥浆体凝聚倾向遭到抑制,导致水泥颗粒和水的接触面积增大,使水泥得到充分的水化。
2万吨聚羧酸高性能减水剂建设项目可行性研究报告
2万吨聚羧酸高性能减水剂建设项目可行性研究报告1总论1.1概述1.1.1项目名称项目名称:2万吨/年聚羧酸高性能减水剂建设项目承办单位:企业性质:民营企业建设方负责人1.1.2主办单位基本情况株洲鸿宇特种建材有限公司位于湖南省株洲市攸县攸州工业园,园区位于县城西部,紧邻湘东铁路、106国道、315省道,与衡茶吉铁路、衡炎高速、岳汝高速相距仅4公里,与攸县县城相距仅1公里,紧邻县城汽车站,距火车站车程仅五分钟,交通运输十分便利。
公司总投资3000万元,注册资本2500万元,占地面积50亩,有十分广阔的发展空间。
公司致力于研究、开发和推广适用于建筑行业的化学添加剂产品。
公司的目标是要成为湖南省乃至全国最专业的商品混凝土外加剂供应商,为混凝土用户量身提供建筑添加剂的专业技术支持,改善商品混凝土生产及应用品质,为水泥基建材料注入优越性能,开启化学剂外加剂应用的最大潜能。
公司依托长沙理工大学的人才和技术优势,充分利用“湖南省重点实验室和工程研究中心”等科技创新平台,组建起一支由专家、教授、高工等专业技术人员组成的高素质管理和研发团队。
目前,公司即将上马一套2万吨/年的聚羧酸高性能混凝土减水剂生产装置。
1.2项目提出的背景,投资的目的、意义和必要性1.2.1项目提出的背景化学外加剂是降低水泥用量、提高工业废渣利用率、实现混凝土高耐久性和性能提升最有效、最经济、最简便的技术途径, 是制造现代混凝土的必备材料和核心技术, 也是混凝土向高科技领域发展的关键材料, 被认为是继钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土之后的混凝土技术的第3次突破。
减水剂作为化学外加剂中最重要成员之一, 它对现代混凝土的发展起到了不可替代的作用。
自20世纪60年代日本和联邦德国相继开发出了β-萘磺酸甲醛缩合物和三聚氰胺甲醛缩合物超塑化剂, 俗称高效减水剂, 由此引发了世界范围内的高效减水剂的研究、开发和应用的热潮。
这类传统聚电解质类减水剂, 包括萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐系和木质素磺酸盐系等, 对新拌混凝土具有较好的工作性, 并持续发展和应用了30余年,至今仍占有一定市场份额, 但是, 由于自身结构和分散作用机理的局限性, 使得它们存在一系列如坍损大、收缩大、环境不友好等几乎无法克服的问题。
聚羧酸减水剂的合成及性能研究
·79·聚羧酸减水剂的合成及性能研究 高淑星(山东易和环保科技有限公司,山东 济南 201100)1 引言聚羧酸减水剂与传统的减水剂相比,性价比更高,更适用于现代建筑工程中。
聚羧酸减水剂在使用过程中体现出少掺量、高性能的产品特色,既可以使建筑外体美观牢固、不易燃、不易爆,安全适用于火车和汽车运输;同时,聚羧酸减水剂还是绿色环保产品,可应用于居住及办公场所等。
2 聚羧酸减水剂简述聚羧酸减水剂是一种水泥分散剂,主要与水泥混凝土配合应用于建筑工程中,这种新一代的高性能减水剂深受建筑工程市场好评。
聚羧酸减水剂2003年由国外引进,2007年聚羧酸减水剂产量增加,直至2017年大幅增加,年均产量在700×104 t。
目前,我国是聚羧酸减水剂使用量最大的国家。
2.1 聚羧酸减水剂的结构聚羧酸减水剂由主链和众多的支链组成,属于梳型分子结构,它采用自由基水溶液共聚方法合成。
聚羧酸减水剂中的聚羧酸高性能减水剂带有羧基(-COOH)等活性亲水基团及聚氧化乙烯链基等不饱和单体,主要原料有甲基丙烯酸、丙烯酸等,其分子结构转变为静电斥力效应和空间位阻效应共同作用结构,放弃了最初的单一静电斥力效应结构,最终形成立体分散系统。
聚羧酸减水剂最初在生产中采用酯类大单体减水剂为原料,导致较多的生产缺陷,如设备使用复杂不易操作、生产周期长、供应市场能力弱等问题,随着科研技术的发展,在多次试验和实践中,逐渐使用成本低、效率高的醚类大单体,使聚羧酸系减水剂的生产过程变得简化且效率高。
2.2 聚羧酸减水剂的合成2.2.1 聚羧酸减水剂母液的合成不饱和聚醚大单体在引发剂的作用下产生共聚,将带有活性基因的枝连接到主链上,采用不同品种的聚醚大单体、丙烯酸为主要原料,常温合成或加热合成。
2.2.2 聚羧酸减水剂的复配以聚羧酸减水剂母液为原料,根据需要适量添加缓凝、引气、消泡、防冻、保水等多种成分,溶解混合过程。
2.2.3 聚羧酸减水剂的合成方法聚羧酸减水剂的合成方法主要包括原位聚合接枝法、先聚合后功能化法和单体直接共聚法。
聚羧酸减水剂项目可行性研究报告范文
聚羧酸减水剂项目可行性研究报告范文聚羧酸减水剂是一种化学添加剂,可用于混凝土和砂浆中,通常用于减少水灰比并提高混凝土的可流动性。
聚羧酸减水剂被广泛应用于建筑工程和基础设施建设中,以提高混凝土的品质和施工效率。
本文将对聚羧酸减水剂项目的可行性进行详细研究,并给出一个可行性研究报告的范文。
一、项目简介二、市场分析混凝土行业是建筑工程和基础设施建设的重要组成部分,随着国家城镇化进程的推进,混凝土需求量稳定增长。
聚羧酸减水剂作为一种改善混凝土性能的重要添加剂,市场需求增长潜力巨大。
目前,国内聚羧酸减水剂市场规模约为50亿元人民币,年均增长率超过10%。
三、竞争分析目前聚羧酸减水剂市场竞争激烈,主要存在以下竞争对手:1.传统减水剂厂商:这些厂商在市场上有一定的知名度和客户基础,但技术相对较低,产品性能有限。
2.国内减水剂龙头企业:这些企业具有较强的研发实力和市场份额,产品质量和技术处于行业领先水平。
鉴于竞争激烈的市场环境,本项目需要专注于产品质量和技术创新,提供具有竞争力的减水剂产品。
四、技术分析聚羧酸减水剂是通过化学合成制备的,主要包括聚合反应、精制和调整剂等步骤。
本项目需要投入一定的研发资金和资源,建立一个完整的生产流程和质量控制体系。
同时,还需要与相关科研机构和高校合作,开展新产品研发和技术改进。
五、经济分析1.投资规模:初始投资约为1000万元人民币,主要用于设备购置、厂房建设和研发投入。
2.预计产能:年产聚羧酸减水剂10万吨。
3.预计销售收入:预计首年销售收入约为1000万元人民币,逐年递增。
4.成本分析:主要包括采购成本、生产成本和销售成本。
预计首年成本约为800万元人民币。
5.盈利分析:预计首年净利润约为200万元人民币,逐年递增。
六、风险分析1.技术风险:聚羧酸减水剂技术是项目的核心竞争力,需建立完善的知识产权保护体系,防止技术泄露和盗用。
2.市场风险:市场竞争激烈,需积极拓展销售渠道,提高产品的市场份额。
环境影响评价报告公示年产30000t聚羧酸高性能减水剂建设项目环评报告
尊敬的各位市民:
一、项目背景
聚羧酸高性能减水剂是一种用于混凝土工程中的化学添加剂,可降低
混凝土的水泥用量、提高混凝土的流动性和抗压强度,广泛应用于房屋建筑、桥梁、道路等工程中。
本项目旨在满足市场需求,提高生产效率,改
善产品质量,并减少对环境的不良影响。
二、项目概况
三、环境影响评价内容
1.项目的建设背景、建设规模和主要设施;
2.对项目环境影响的分析和评价,包括大气环境、水环境、土壤环境、生态环境、噪声环境等;
3.环境保护措施和措施的可行性、效果;
4.环境监测与管理措施。
四、公众参与与意见征集
公司名称:XXX公司
六、公示期限与方式
请各位市民广泛参与,积极提出您宝贵的意见和建议。
我们将认真对
待每一份意见,并根据实际情况进行相应的改进和调整,以更好地保护环境、提高生产效率。
感谢大家的支持与参与!
XXX公司。
聚羧酸系高性能减水剂检验报告
聚竣酸系高性能减水剂检验报告
GD-J-15□□□
检验性质:
委托单位:
报告编号:
工程名称:
工程部位:
评定标准:
见证单位:
见证人及见证
卡号:
监督员:
监督单位:
监督登记号:
委托日期:
检验日期:
至
报告日期:
样品信息
样品编号
样品名称
样品型号
样品描述
样品掺量
生产批号
生产厂家
批量
序号
检测项目
检测依据
技术要求
检测结果
单项判定
1
匀质性
含固量(%)
2
含水率(%)
3
密度(g∕cm')
4
细度(%)
5
PH值
6
硫酸钠含量(%>7Fra bibliotek筑离子含量
8
总碱量(%)
9
水泥胶砂减水率(%)
10
水泥净浆流动度(Inm)
11
甲醛含量(mg∕kg)
12
掺外加剂混凝土性能
减水率(%)
13
泌水率比《$)
M
含气量(%)
15
坍落度经时变化量(%)
16
凝结时间差
(min)
初凝时间
终凝时间
17
抗压强度比
(%)
Id
3d
7<1
28d
18
28d收缩率比(%)
结论
备注
声明:1、未经本单位书面批准,不得部分夏制本检雅检测报告(完全复制除外)。
2、如对本报告的有效性有异议,请在报告日期15天内以书面形式向本IYI位提出,逾期不予受理。
关于编制聚羧酸减水剂生产建设项目可行性研究报告编制说明
关于编制聚羧酸减水剂生产建设项目可行性研究报告编制说明(模版型)【立项 批地 融资 招商】核心提示:聚羧酸减水剂项目投资环境分析,聚羧酸减水剂项目背景和发展概况,聚羧酸减水剂项目建设的必要性,聚羧酸减水剂行业竞争格局分析,聚羧酸减水剂行业财务指标分析参考,聚羧酸减水剂行业市场分析与建设规模,聚羧酸减水剂项目建设条件与选址方案,聚羧酸减水剂项目不确定性及风险分析,聚羧酸减水剂行业发展趋势分析1、本报告为模板形式,客户下载后,可跟据报告说明,自行修改,完成属于自己的,高水平的可研报告,从此写报告不在求人。
2、客户可联系我公司,协助编写完成可研报告,可行性研究报告大纲(具体可跟据客户要求进行调整)编制单位:北京中投信德国际信息咨询有限公司专业撰写资金申请报告项目建议书商业计划书节能评估报告可行性研究报告目录目录 ............................................................................................................................ - 1 - 第1章聚羧酸减水剂项目总论 ................................................................................. 7§1.1 项目背景 ....................................................................................................... 7§1.1.1 项目名称 ............................................................................................. 7§1.1.2 项目承办单位 ..................................................................................... 7§1.1.3 项目主管部门 ..................................................................................... 7§1.1.4 项目拟建地区、地点 ......................................................................... 7§1.1.5 承担可行性研究工作的单位和法人代表 ......................................... 7§1.1.6 研究工作依据 ..................................................................................... 7§1.1.7 研究工作概况 ..................................................................................... 8§1.2 可行性研究结论 ........................................................................................... 8§1.2.1 市场预测和项目规模 ......................................................................... 8§1.2.2 原材料、燃料和动力供应 ................................................................. 9§1.2.3 厂址 ..................................................................................................... 9§1.2.4 项目工程技术方案 ............................................................................. 9§1.2.5 环境保护 ............................................................................................. 9§1.2.6 工厂组织及劳动定员 ......................................................................... 9§1.2.7 项目建设进度 ..................................................................................... 9§1.2.8 投资估算和资金筹措 ..................................................................... 10§1.2.9 项目财务和经济评论 ..................................................................... 10§1.2.10 项目综合评价结论 ....................................................................... 10§1.3 主要技术经济指标表 ............................................................................... 10§1.4 存在问题及建议 ....................................................................................... 10第2章聚羧酸减水剂项目背景和发展概况 ......................................................... 11§2.1 项目提出的背景 ....................................................................................... 11§2.1.1 国家或行业发展规划 ..................................................................... 11§2.1.2 项目发起人和发起缘由 ................................................................. 11§2.2 项目发展概况 ........................................................................................... 11§2.2.1 已进行的调查研究项目及其成果 ................................................. 11§2.2.2 试验试制工作情况 ......................................................................... 12§2.2.3 厂址初勘和初步测量工作情况 ..................................................... 12§2.2.4 项目建议书的编制、提出及审批过程 ......................................... 12§2.3 投资的必要性 ........................................................................................... 12第3章市场分析与建设规模 ................................................................................. 14§3.1 市场调查 ................................................................................................... 14§3.1.1 拟建项目产出物用途调查 ............................................................. 14§3.1.2 产品现有生产能力调查 ................................................................. 14§3.1.3 产品产量及销售量调查 ................................................................. 14§3.1.4 替代产品调查 ................................................................................. 15§3.1.5 产品价格调查 ................................................................................. 15§3.1.6 国外市场调查 ................................................................................. 15§3.2 市场预测 ................................................................................................... 15§3.2.1 国内市场需求预测 ......................................................................... 15§3.2.2 产品出口或进口替代分析 ............................................................. 16§3.2.3 价格预测 ......................................................................................... 16§3.3 市场推销战略 ........................................................................................... 16§3.3.1 推销方式 ......................................................................................... 17§3.3.2 推销措施 ......................................................................................... 17§3.3.3 促销价格制度 ................................................................................. 17§3.3.4 产品销售费用预测 ......................................................................... 17§3.4 产品方案和建设规模 ............................................................................... 17§3.4.1 产品方案 ......................................................................................... 17§3.4.2 建设规模 ......................................................................................... 18§3.5 产品销售收入预测 ................................................................................... 18第4章建设条件与厂址选择 ................................................................................. 19§4.1 资源和原材料 ........................................................................................... 19§4.1.1 资源评述 ......................................................................................... 19§4.1.2 原材料及主要辅助材料供应 ......................................................... 19§4.1.3 需要作生产试验的原料 ................................................................. 20§4.2 建设地区的选择 ....................................................................................... 20§4.2.1 自然条件 ......................................................................................... 21§4.2.2 基础设施 ......................................................................................... 21§4.2.3 社会经济条件 ................................................................................. 21§4.2.4 其它应考虑的因素 ......................................................................... 22§4.3 厂址选择 ................................................................................................... 22§4.3.1 厂址多方案比较 ............................................................................. 22§4.3.2 厂址推荐方案 ................................................................................. 23第5章工厂技术方案 ............................................................................................. 25§5.1 项目组成 ................................................................................................... 25§5.2 生产技术方案 ........................................................................................... 25§5.2.1 产品标准 ......................................................................................... 25§5.2.2 生产方法 ......................................................................................... 25§5.2.3 技术参数和工艺流程 ..................................................................... 26§5.2.4 主要工艺设备选择 ......................................................................... 26§5.2.5 主要原材料、燃料、动力消耗指标 ............................................. 26§5.2.6 主要生产车间布置方案 ................................................................. 27§5.3 总平面布置和运输 ................................................................................... 27§5.3.1 总平面布置原则 ............................................................................. 27§5.3.2 厂内外运输方案 ............................................................................. 27§5.3.3 仓储方案 ......................................................................................... 28§5.3.4 占地面积及分析 ............................................................................. 28§5.4 土建工程 ................................................................................................... 28§5.4.1 主要建、构筑物的建筑特征与结构设计 ..................................... 28§5.4.2 特殊基础工程的设计 ..................................................................... 29§5.4.3 建筑材料 ......................................................................................... 29§5.4.4 土建工程造价估算 ......................................................................... 29§5.5 其他工程 ................................................................................................... 29§5.5.1 给排水工程 ..................................................................................... 29§5.5.2 动力及公用工程 ............................................................................. 29§5.5.3 地震设防 ......................................................................................... 30§5.5.4 生活福利设施 ................................................................................. 30第6章环境保护与劳动安全 ................................................................................. 31§6.1 建设地区的环境现状 ............................................................................... 31§6.1.1 项目的地理位置 ............................................................................. 31§6.1.2 地形、地貌、土壤、地质、水文、气象 ..................................... 31§6.1.3 矿藏、森林、草原、水产和野生动物、植物、农作物 ............. 31§6.1.4 自然保护区、风景游览区、名胜古迹、以及重要政治文化设施 . 31§6.1.5 现有工矿企业分布情况; ............................................................. 31§6.1.6 生活居住区分布情况和人口密度、健康状况、地方病等情况; . 31§6.1.7 大气、地下水、地面水的环境质量状况; ................................. 32§6.1.8 交通运输情况; ............................................................................. 32§6.1.9 其他社会经济活动污染、破坏现状资料。
聚羧酸系减水剂作用机理的研究进展
Vol. 23,No. 1Feb. ,2020第23卷第1期2020年2月建筑材料学报JOURNAL OF BUILDING MATERIALS文章编号=1007-9629(2020)01-0064-07聚竣酸系减水剂作用机理的研究进展水亮亮r 杨海静2,孙振平2,何 燕3,曾文波4(1.上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海200092;2.同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804;3. 苏州科技大学土木工程学院,江苏苏州215011;4. 山西黄河新型化工有限公司,山西运城044000)摘要:聚8酸系减水剂(P C E )的性能提升和安全高效应用是混凝土外加剂的重要发展方向,深入理解PCE 的作用机理十分必要.为此,简要回顾了 PCE 的静电斥力效应与空间位阻效应,总结了PCE 基于空间位阻效应的构效关系研究进展,并就润湿作用、润滑作用及挤出排空效应3种可能存在的PCE 作用机理进行了综述.关键词:聚8酸系减水剂;作用机理;空间位阻效应;挤出排空效应中图分类号:TU52& 042. 2文献标志码:Adoi :10. 3969/j. issn. 1007-9629. 2020. 01. 010Research Progress on Working Mechanism of Polycarboxylate SuperplasticizerSHUI Liangliang' , YANG Haijing 2 SUN Zhenptn g 2 , HE Yan ' , ZENG Wenbo 4(1.ShanghaiMunicipalEngineeringDesignInstitute(Group)Co.,Ltd.,Shanghai200092,China;2. Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials of Ministry of Education , Tbngji University, Shanghai 201804, China;3.SchoolofCivilEngineeringMSuzhou UniversityofScienceandTechnologyMSuzhou215011MChina;4.ShanxiHuangheNew ChemicalCo.,Ltd.,Yuncheng044000,China)Abstract: To promote the performance of polycarboxylate superplasticizer(PCE) as we l as to apply PCE safelyande f icientlyareimportantdevelopmentdirectionsofconcreteadmixtures.Therefore,thedeepun-derstanding on working mechanism of PCE is necessary.The electrostatic repulsion e f ect and steric hin drance effect of PCE were reviewed. Meanwhile, the structure-activity relationship of PCE was summa-rizedbasedonthesterichindrancee f ect.Fina l y,thethreepossible mechanismsofPCEincludingthe e f ectsofwe t ing,lubricationanddepletionisproposed.Keywords:polycarboxylatesuperplasticizer;workingmechanism;sterichindrancee f ect;depletione f ect聚竣酸系减水剂(PCE)作为最新一代减水剂, 具有掺量低、减水率高、保坍性能好及绿色环保等一 系列优异特性.与此同时,PCE 分子结构可设计性 强,功能化潜力大的特点也备受科研工作者关注.聚 竣酸系减水剂作用机理的研究意义如图1所示.由 图1可见,若能对PCE 构效关系及作用机理做到充分认识,则可根据工程的实际需求制备出具有特定功能的PCE 产品,而对PCE 作用机理的研究是实 现这一目标的理论基础.目前,单纯的空间位阻效应(steric hindranceeffect )在解释PCE 作用机理方面已逐渐显露出不尽如人意之处,成为束缚PCE 性能进一步提升的瓶收稿日期:2018-10-10;修订日期:2018-12-20基金项目:"十三五”国家重点研发计划项目(2016YFC0701004);国家-然科学联?基金资助项目(U1534207);国家-然科学基金资助项 目(51678441,51808369);上海市经信委专项资金资助项目(沪CXY-2016-012);上海市政总院科研项目(K2018J024A );江苏省高等学校-然 科学研究项目(面上项目)(18KJB560016)第一作者:水亮亮(1989—),男,安徽芜湖人,上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司工程师,博士. E-mail ;S huiliang1ang@S medi. com 通讯作者:孙振平(1969—),男,新疆奇台人,同济大学教授,博士生导师,博士. E-mail : szhp@tongji. edu. cn第1期水亮亮,等:聚竣酸系减水剂作用机理的研究进展65图1聚系减水剂作用机理的研気Fig.1The significance of the study on PCE working mechanism颈•本文总结了国内外关于PCE作用机理的相关研展&一步完善PCE的作用机理,为PCE 的能展奠定基础•1静电斥力效应和空间位阻效应的提出图2为聚竣酸系减水剂作用机理示意图(1)在未掺加减水剂的情况下,水泥与水混合形成系,体系中不相及早期特,相互吸引絮凝结构并包大量拌&系的流动度⑵&2(a)所示.此时加统减水剂,减水剂分子在水中离解成大分子阴离子并及其使颗粒的Zeta电位绝对值提高,颗粒间静电斥力增大,破坏并抑制系中絮凝结构的,使体系中离,宏观上流•这便是静电斥力效应,即DLVO稳定效应,如图2(b)、(c)所示.该效应主要适用于传统减水剂,一般减水剂掺量越大,Zeta电位绝对值越大,减水剂分越好•据DLVO稳定效应的推算,当水泥浆体中的Zeta绝对值大于20mV才能稳定状态⑶•加了PCE的稳定&实测Zeta电位绝对值却小于10mV(-5],且PCE用量低,而体系却具有加传统减水剂更好的分散稳定性,这是用DLVO稳定效应所不能解释的•1997年,Yoshio-ka等及Uchikawa等通间范德华力F a)和静电作用力(F es)的,证明掺加PCE 的Zeta生的排斥力不足以克服水间的范德华力•因此,他们开引'胶体稳定中的空间位阻概念,认为PCE分子通过离子型主链及其,而侧链则伸展液相&一层较厚的聚合 子&相近生重,便产生间位阻斥力•这种稳定效应被称为空间位阻效应,如图2(d)、(e)所示•Adsorbed water Cement//Free water Flocculated water(c)Working mechanismof DLVO effect (b)Deagglomerate process by addingtraditional superplasticizers(a)Agglomerate structure producedby mixing cement with water10Vi«5nm:i StericJ/effectAdsorbed PCEi//Non-adsorbedi(?BCE—(d)Deagglomerate processby adding PCE(e)Working mechanism ofsteric hindrance effect图2聚竣酸系减水剂作用机理示意图Fig.2Schematic of working mechanism of polycarboxylate superplasticizer「门2基于空间位阻效应的PCE构效关系研究缪昌文等⑺从“结构分散”及“吸附”三者关系的角度出发,较详细地阐述了PCE的构效关系.本文在此基础上结与补充&•2.1结构与分散从空间位阻效应的解释来看,具有长侧链且侧66建筑材料学报第23卷链密度高的PCE分子理应具有更强的空间位阻效应并表现出更好的分散性能.Kinoshita等(11)的研究结果也确实指出,具有较长侧链的梳状共聚物具有更好的分散性能,但分散保持性相对较差.Nawa 等(2)则指出,侧链长度对产品分散性能的影响依赖于主链的化学特性:对于马来酸酹基PCE,侧链长度越短,分散性能越佳;而对于(甲基)丙烯酸基PCE,侧链长度越长,产品分散性能越好.孙振平等('的研究结果表明:当侧链长度相同时,随着侧链密度的减小(即酸醞比增大),PCE分散性能先增大后减小;而当侧链密度相同时,随着侧链长度的增大,PCE分散性能也是先增大后减小,但差异并不显著;分散性能最佳的PCE为酸醞比4:1(质量比)、侧链相对分子质量3400的产品;且随着侧链长度的增大,为使PCE获得较佳的分散性能,应降低其侧链密度.冉千平等认为,在低水胶比条件下,长侧链共聚物的分散性能要优于短侧链共聚物,而在高水胶比条件下,两者之间并没有显著区别. 2.2结构与吸附一般认为,PCE分子主链上的离子基团种类与含量决定了PCE的吸附特征,而侧链长度则影响了其吸附作用的发挥.Zhang等(5)指出:不同电荷类型的均聚物在水泥颗粒及其水化产物表面的吸附驱动力主要为静电引力与络合作用,在相同电荷密度条件下,阴离子均聚物在水泥表面的吸附量明显高于阳离子均聚物,由于静电引力和络合作用,含—COO?的阴离子均聚物较含一SO?的均聚物具有更高的吸附量;而对于主链含一COO?、一SO?及0N+—的梳状共聚物PCE,其在水泥颗粒及其水化产物表面的吸附规律与线性共聚物的影响规律一致.Tian等(6)选用酸醞比为4的PCE4与酸醞比为22的PCE22,研究了这2种PCE对硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥分散效果的影响,结果表明:在硅酸盐水泥体系中PCE4较PCE22具有更好的初始分散性能;而在硫铝酸盐水泥体系中,PCE22具有更好的初始分散性能.这主要是由于硅酸盐水泥浆体孔溶液中Ca2+浓度更高,而PCE22分子主链上—COO?含量也较高,两者通过络合作用使PCE22发生交联,减少了PCE22在水泥颗粒表面的吸附,进而降低了其分散效果;而PCE4与PCE22在不同Ca2+浓度溶液中的水力半径变化也证实了这一推测.参照文献[16]中的结论,此规律可解释为:随着侧链密度的降低,PCE分子主链上的一COO?含量增大,PCE快速吸附于水泥颗粒及其水化产物表面并发挥分散作用,但随着侧链密度继续降低,浆体溶液中的Ca2+与PCE分子主链上的一COO?发生络合作用,PCE分子间发生交联,其分散性能降低.2.3吸附与分散减水剂作为一种表面活性剂,其发挥分散作用的及其生,即减水剂通过“吸附-静电斥力/空间位阻-分散”的.此,减剂的特研究其分散效果具有重要意义.Flatt等将存在于新拌水泥浆体中的PCE分为3部分:第1部分为穿插于早期水化产物中形成有机矿物相(organo-mineral phase,OMP)的PCE,该部分PCE无分散作用;第2部分为吸附于水泥颗粒及水化产物表面的PCE,主要发挥分散作用;第3部分为游离于浆体孔溶液中的PCE,主要发挥分散保持作用,且在较高PCE掺量下,该部分PCE有可能对拌和物流变性产生显著影响.Kim等[18]也指出:游离于浆体孔溶液中的减水剂分子可能对水泥颗粒起到额外的排斥作用,从而进一步提高浆体的流动性,但针对该部分减水剂分子如何发挥额外的分散作用,文中并未进一步介绍.目前,PCE吸附特性研究的主要技术手段为总有机碳(TOC)分析,即根据PCE吸附前后溶液中碳浓度的差值计算得出PCE的吸附量.因此,该方法得的量第1PCE与第2PCE附量的总和,即利用差值法获得的PCE吸附量并非对分散起直接作用的有效吸附量,而仅仅是表观吸量.关于PCE“吸附与分散”研究的另一热点及难,PCE及其的附状况及吸附构象研究.Plank等(9)的研究表明,PCE在水泥颗粒表面的吸附呈不均匀分布,即PCE 主要吸附在水泥颗粒表面的铝酸盐矿物相上或钙矶石(AFt)等带正电荷的水化产物表面.原子力显微(AFM)术PCE构的重要手段,:K auppi等[20)利用直径为65%m的MgO 球形探针测量了空间位阻效应的作用范围,并得出PCE的吸附层厚度约为1.5〜5.0nm.Houst等(口利用AFM技术测得PCE的吸附层厚度约为PCE 分子流体力学半径的30%〜50%,并由此推断PCE 子通链上的&侧链伸展在溶液中.Peng等⑶〕利用X射线光电子能谱(XPS)配合氮离子刻蚀技术得到碳元素在石膏表面的纵向浓度分布,进而得知聚合物在石膏样品表面的吸附层厚度.其试验结果表明,荼系减水剂与PCE在石膏表面的吸附层厚度分别为12.0、第1期水亮亮,等:聚竣酸系减水剂作用机理的研究进展677.5nm,这与前述AFM技术所测得的吸附层厚度在量级上相同.与此同时,Ferrari等(s)利用AFM技术测试了不同电解质溶液中PCE对不同尺寸SiO:探针与AFt之间作用力的影响.实测结果表明:对于粒径为10%m的SiO:探针,掺加PCE并未显著改变探针与AFt之间“距离-作用力”关系曲线,且在某些电解质溶液中还出现了吸引力;而对于粒径为10nm的SiO:探针,未掺加PCE时,探针与AFt间“距离-作用力”关系曲线溶液中引力,但掺加PCE后,探针与AFt间则未出现过吸引力;由此认为试验所用PCE的空间位阻效应无法补偿大颗粒间的范德华力与静电引力作用.且文中随后关于吸附有PCE的AFt颗粒与粒径为10%m探针间的“距离-作用力”理论关系曲线中,其出现吸引力的距离范围又与实测结果中出现吸引力的距离范围有较大出入.综上可知,基于空间位阻效应的PCE构效关系研究大多是通过宏观试验数据以及理论分析的方式间接获得.一方面,由于不同研究人员选用的原材料特性差异、测试方法及测试环境不同等原因,使得许多试验结论并不一致;另一方面,在PCE空间位阻效应的分析中存在许多假设,并且计算公式中的关键参数并不确定,特别是PCE在水泥颗粒表面的有效吸附量、吸附构象、吸附层厚度以及吸附层覆盖情况都存在很大的不确定性,导致实测结果与理论分析结果存在一定差异.3PCE作用机理的相关探索3.1润湿作用由于减水剂多为阴离子型表面活性剂,因此将其加入拌和水中能够显著降低拌和水的表面张力,进而也降低了拌和水与水泥颗粒间的界面张力,而水泥颗粒表面被拌和水润湿是表面能降低的过程,倘若整个体系在某一瞬时的自由能为定值,则拌和水与水泥颗粒间界面张力越小,拌和水在水泥颗粒表面的润湿面积就越大当减水剂溶于拌和水中时,拌和水在水泥颗粒表面的快速润湿有利于减水剂分子在颗粒表面发生吸附,进而有望更快地发挥其分散作用.水亮亮等(5)研究了不同类型减水剂分散效果发挥速率与其相应拌和水表面张力间的关系,试验结果表明两者之间并无良好的对应关系,即表明润湿作用对减水剂的分散性能影响较小.3.2润滑作用Sakai等(6)及Ushiro等如在研究低水胶比条件下水泥浆体流变性能时发现,浆体孔溶液中未被吸附的减水剂同样能够提高浆体流动性,但文中并未阐述其详细的作用机理.Lange等、Van Damme等(9)及Lootens等(0)认为,浆体孔溶液中未被吸附的PCE通过润滑作用提高了浆体的流动度.Lange等选用聚乙二醇单甲醞甲基丙烯酸酯(MPEGMA)、聚乙二醇单甲醞甲基丙烯酸酯均聚物(PMPEGMA)及聚乙二醇单甲醞(MPEG)这3种不会在水泥颗粒及其水化产物表面发生吸附的聚合物,研究了三者单独使用以及分别与酯类PCE混合使用时对水泥浆体的分散作用,所有的净浆分散试验均采用0.30的水灰比.研究结果表明:将上述3种聚合物单独添加到水泥浆体中时,3种聚合物既不会发生吸附也不会对浆体起到分散作用;但将3种聚合物分别与酯类PCE同时加入水泥浆体中时,3种聚合物均能提高PCE的分散性能.据此,Lange 等(0)认为这3种不发生吸附作用的聚合物通过润滑作用提高了PCE的分散性能,但该研究并未证明未被吸附的PCE也对分散起作用.3.3挤出排空效应Lewis等在研究聚电解质对水泥浆体悬浮液流变特的,实流变特与结果存在不一致性.为此,他们考虑了颗粒间的范德华力、静电斥力以及空间位阻效应,并认为空间位阻效应起主要作用,但该效应仅限于那些吸附了减水剂分子且粒径不大于1%m的颗粒.于是他们认为系中的小及中的PCE分子通过挤出排空效应(depletion effect)对大粒径水泥颗粒起到了稳定作用.这可能是挤出排空效应首次应用于水泥悬浮稳定体系中并用于解释体系稳定现象的报道,但Lewis等并未对水泥浆体中可能存在的挤出排空效应做进一步研究.Zingg等(S34)利用高压冷却技术处理水泥浆体样品,使水泥浆体水化早期的内部微结构得到完整的保留,再利用聚焦离子束纳米X射线断层摄影技术(focused-ion-beam nanotomography,FIB-nt)与低温扫描电镜技术(cryo-SEM)相结合的方法,首次完整展示了水泥水化早期悬浮颗粒的空间分布情况、早期水化产物形貌以及浆体微结构的形成情况.结果表明:对未掺PCE的水泥浆体,其早期水化产物在水泥颗粒表面产生沉淀并相互桥接,使新拌水泥浆体很快失去塑性并最终凝结硬化;而对掺加PCE的,其期AFt尺较小,且大多存在于颗粒间隙溶液中,仅少量AFt沉淀于水泥颗粒表面;相较于水泥颗粒,掺加PCE 且水化68建筑材料学报第23卷6min的水泥浆体中出现了大量粒径小于500nm的亚微米级颗粒,其体积分数大约为10%.2种浆体内结构的显著决定者具有截然不同的流变特性,而这些亚微米的数量、分布及其与PCE 间的关系可能系流变特性起关键作用,这一点有.Shui等工指出,未被吸附的PCE及吸附有PCE的其他细小颗粒(如早期水化产物AFt)通过应系的稳定起重要作用,并应的示,如图3所示.(a)PCE-cement suspension(b)Depletion process图3应示丨Fig.3Schematic of depletion effect()由图3(a)可见,在掺有PCE的水泥悬浮稳定体系中,相邻间隙溶液中大量的PCE及其他吸附有PCE的细小颗粒(如早期水AFt).当相邻相近时,这1间隙溶液中的法不断挤出并最,丿间隙中剩下溶剂,如3(b)所示.这一过程显然是不可自的.因此,在这的过程中,相邻间将受到排斥力作用,证体系的稳定性,且排斥力作用范围与上述物质的尺寸有关,可达数十纳米或数百纳米,达数微米•4结论与展望目前,空间位阻效应仍被认为是PCE的主要作用机理,基机理展开的构效关系大得到了合,但PCE的有效量、吸附构象、度及覆盖情况等决定空间位阻效应大小的关键参数得到确定•与此,研究人员极探索PCE可能的其他作用机理并不完善,以期为PCE的性能及安全应用奠定基础•参考文献::1]SHUI Lian g lian g,SUN Zhenping,YANG Haijin g,et al Ex-perimentalevidencefora possible dispersion mechanism ofpolycarboxylate-type superplasticisers[J].Advances in Ce-mentResearch,2016,28(5):287-297.[2]张力冉,王栋民,张伟利,等•运用激光扫描共聚焦显微镜观察新拌浆体多级絮凝结构[J].电子显微学报,2013,32(3):231-236.ZHANG Liran,WANG Don g min,ZHANG Weili,et al Ob-servationofthemulti-levelflocculationstructuresoffreshce-ment pastes by confocal 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聚羧酸系高效减水剂
合成工艺优化
改进合成工艺,降低生产 成本,提高生产效率,实 现大规模生产。
作用机理研究
深入研究聚羧酸系高效减 水剂的作用机理,为新产 品研发提供理论支持。
市场前景与竞争格局
市场需求持续增长
随着基础设施建设的不断 推进,聚羧酸系高效减水 剂的市场需求将持续增长 。
产品质ห้องสมุดไป่ตู้竞争
各厂家在产品质量上展开 竞争,通过提高产品质量 和性能来获取更大的市场 份额。
合成工艺流程
2. 将混合液加热至 一定温度,加入链 转移剂;
4. 反应结束后,将 产物冷却至室温, 调节pH值至中性;
1. 将单体、催化剂 、引发剂等原料混 合均匀;
3. 继续加热并保持 一定时间,使聚合 反应进行;
5. 经过滤、干燥等 步骤,得到聚羧酸 系高效减水剂成品 。
合成影响因素与控制方法
聚羧酸系高效减水剂
汇报人: 2023-11-17
目录
• 聚羧酸系高效减水剂概述 • 聚羧酸系高效减水剂的合成与制备 • 聚羧酸系高效减水剂的性能与测试方法 • 聚羧酸系高效减水剂的应用领域与效果 • 聚羧酸系高效减水剂的发展趋势与挑战 • 聚羧酸系高效减水剂的案例分析与应用实
践
01
聚羧酸系高效减水剂概述
催化剂和引发剂用量
催化剂和引发剂用量不当可能导致聚合反应进行不均匀, 影响产物质量。控制方法为选择合适的催化剂和引发剂用 量。
03
聚羧酸系高效减水剂的性 能与测试方法
物理性能测试
颗粒度
聚羧酸系高效减水剂的颗粒度应 符合规范要求,以确保其在使用 过程中具有良好的分散性和流动
性。
密度
聚羧酸系高效减水剂的密度应稳 定,且与混凝土的配合比设计相 匹配,以确保混凝土的抗压强度
聚羧酸系高性能减水剂试验检测报告
聚羧酸系高性能减水剂试验检测报告聚羧酸系高性能减水剂是一种常用于混凝土中的添加剂,可以显著降低混凝土的水泥用量,提高混凝土的流动性和可泵性,并且不影响混凝土的强度和耐久性。
为了评估聚羧酸系高性能减水剂的性能,我们进行了以下试验检测。
一、物料与试剂准备:1.聚羧酸系高性能减水剂:按照厂家提供的规定比例配制。
2.水泥:采用标准硅酸盐水泥。
3.砂:细度模数为2.6的天然河砂。
4. 砾石:粒径范围为5mm~20mm的骨料。
5.进料过筛机:用于筛分试验用的砂和砾石。
二、混凝土配制与试件制备:1.混凝土配比:按照设计配比确定水泥、砂、砾石和减水剂的用量比例。
2.混凝土搅拌:将水泥、砂和砾石按照设计配比放入搅拌机中,开始搅拌,搅拌30s后加入减水剂,再搅拌30s。
3.试件制备:将搅拌好的混凝土倒入模具中,并利用振动台进行振动,均匀分布混凝土,并排除气泡。
4.养护:试件制备完毕后,放置在湿润环境中养护。
三、试验方法:1.初凝时间测定:使用初凝仪进行测定,记录凝结开始时间和结束时间,计算初凝时间。
2.流动度测定:采用洛阳漏斗进行测定,记录漏斗流出的时间,计算流动度指数。
3.压实度测定:使用压实度仪进行测定,记录试件的长度和压实度。
4.压缩强度测定:采用取样试件挤压仪进行测定,记录试件在规定时间内的抗压强度。
四、试验结果与分析:根据上述试验方法进行实验后,得到了以下结果和分析:1.初凝时间:初凝时间与减水剂的用量有关。
随着减水剂用量的增加,初凝时间逐渐延长。
初凝时间的变化范围在规定的时间范围内,满足混凝土的施工要求。
2.流动度:减水剂的添加可以显著提高混凝土的流动性。
试验结果显示,减水剂的使用可以使混凝土的流动度指数达到规定标准以上,满足施工要求。
3.压实度:减水剂的使用对混凝土的压实度影响不大。
试验结果显示,试件的压实度在规定的范围内,符合混凝土的设计要求。
4.压缩强度:减水剂的使用对混凝土的抗压强度没有明显的影响。
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聚羧酸高效减水剂项目可行性研究报告规划设计 / 投资分析摘要该聚羧酸高效减水剂项目计划总投资7200.79万元,其中:固定资产投资5642.44万元,占项目总投资的78.36%;流动资金1558.35万元,占项目总投资的21.64%。
达产年营业收入13156.00万元,总成本费用10170.26万元,税金及附加141.95万元,利润总额2985.74万元,利税总额3539.52万元,税后净利润2239.30万元,达产年纳税总额1300.21万元;达产年投资利润率41.46%,投资利税率49.15%,投资回报率31.10%,全部投资回收期4.72年,提供就业职位205个。
报告从节约资源和保护环境的角度出发,遵循“创新、先进、可靠、实用、效益”的指导方针,严格按照技术先进、低能耗、低污染、控制投资的要求,确保投资项目技术先进、质量优良、保证进度、节省投资、提高效益,充分利用成熟、先进经验,实现降低成本、提高经济效益的目标。
项目概论、项目建设背景分析、项目市场空间分析、产品规划方案、选址科学性分析、土建工程设计、项目工艺原则、环境影响说明、职业保护、建设及运营风险分析、节能评价、实施进度、投资方案、经济收益分析、项目评价等。
聚羧酸高效减水剂项目可行性研究报告目录第一章项目概论第二章项目建设背景分析第三章项目市场空间分析第四章产品规划方案第五章选址科学性分析第六章土建工程设计第七章项目工艺原则第八章环境影响说明第九章职业保护第十章建设及运营风险分析第十一章节能评价第十二章实施进度第十三章投资方案第十四章经济收益分析第十五章项目招投标方案第十六章项目评价第一章项目概论一、项目承办单位基本情况(一)公司名称xxx科技发展公司(二)公司简介本公司奉行“客户至上,质量保障”的服务宗旨,树立“一切为客户着想” 的经营理念,以高效、优质、优惠的专业精神服务于新老客户。
公司坚持以市场需求为导向、以科技创新为中心,在品牌建设方面不断努力。
先后获得国家级高新技术企业等资质荣。
未来,公司计划依靠自身实力,通过引入资本、技术和人才等扩大生产规模,以“高效、智能、环保”作为产品发展方向,持续加强新产品研发力度,实现行业关键技术突破,进一步夯实公司技术实力,全面推动产品结构升级,优化公司利润来源,提高核心竞争能力,巩固和提升公司的行业地位。
(三)公司经济效益分析上一年度,xxx集团实现营业收入11563.81万元,同比增长23.98%(2236.40万元)。
其中,主营业业务聚羧酸高效减水剂生产及销售收入为10304.81万元,占营业总收入的89.11%。
上年度主要经济指标根据初步统计测算,公司实现利润总额2630.17万元,较去年同期相比增长613.70万元,增长率30.43%;实现净利润1972.63万元,较去年同期相比增长383.04万元,增长率24.10%。
上年度主要经济指标二、项目建设符合性(一)产业发展政策符合性由xxx科技发展公司承办的“聚羧酸高效减水剂项目”主要从事聚羧酸高效减水剂项目投资经营,其不属于国家发展改革委《产业结构调整指导目录(2011年本)》(2013年修正)有关条款限制类及淘汰类项目。
(二)项目选址与用地规划相容性聚羧酸高效减水剂项目选址于xx出口加工区,项目所占用地为规划工业用地,符合用地规划要求,此外,项目建设前后,未改变项目建设区域环境功能区划;在落实该项目提出的各项污染防治措施后,可确保污染物达标排放,满足xx出口加工区环境保护规划要求。
因此,建设项目符合项目建设区域用地规划、产业规划、环境保护规划等规划要求。
(三)“三线一单”符合性1、生态保护红线:聚羧酸高效减水剂项目用地性质为建设用地,不在主导生态功能区范围内,且不在当地饮用水水源区、风景区、自然保护区等生态保护区内,符合生态保护红线要求。
2、环境质量底线:该项目建设区域环境质量不低于项目所在地环境功能区划要求,有一定的环境容量,符合环境质量底线要求。
3、资源利用上线:项目营运过程消耗一定的电能、水,资源消耗量相对于区域资源利用总量较少,符合资源利用上线要求。
4、环境准入负面清单:该项目所在地无环境准入负面清单,项目采取环境保护措施后,废气、废水、噪声均可达标排放,固体废物能够得到合理处置,不会产生二次污染。
三、项目概况(一)项目名称聚羧酸高效减水剂项目(二)项目选址xx出口加工区(三)项目用地规模项目总用地面积23131.56平方米(折合约34.68亩)。
(四)项目用地控制指标该工程规划建筑系数69.02%,建筑容积率1.11,建设区域绿化覆盖率7.10%,固定资产投资强度162.70万元/亩。
(五)土建工程指标项目净用地面积23131.56平方米,建筑物基底占地面积15965.40平方米,总建筑面积25676.03平方米,其中:规划建设主体工程20465.94平方米,项目规划绿化面积1822.02平方米。
(六)设备选型方案项目计划购置设备共计65台(套),设备购置费2937.85万元。
(七)节能分析1、项目年用电量579895.48千瓦时,折合71.27吨标准煤。
2、项目年总用水量5794.12立方米,折合0.49吨标准煤。
3、“聚羧酸高效减水剂项目投资建设项目”,年用电量579895.48千瓦时,年总用水量5794.12立方米,项目年综合总耗能量(当量值)71.76吨标准煤/年。
达产年综合节能量21.43吨标准煤/年,项目总节能率23.08%,能源利用效果良好。
(八)环境保护项目符合xx出口加工区发展规划,符合xx出口加工区产业结构调整规划和国家的产业发展政策;对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施,严格控制在国家规定的排放标准内,项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。
(九)项目总投资及资金构成项目预计总投资7200.79万元,其中:固定资产投资5642.44万元,占项目总投资的78.36%;流动资金1558.35万元,占项目总投资的21.64%。
(十)资金筹措该项目现阶段投资均由企业自筹。
(十一)项目预期经济效益规划目标预期达产年营业收入13156.00万元,总成本费用10170.26万元,税金及附加141.95万元,利润总额2985.74万元,利税总额3539.52万元,税后净利润2239.30万元,达产年纳税总额1300.21万元;达产年投资利润率41.46%,投资利税率49.15%,投资回报率31.10%,全部投资回收期4.72年,提供就业职位205个。
(十二)进度规划本期工程项目建设期限规划12个月。
项目承办单位组建一个投资控制小组,负责各期投资目标管理跟踪,各阶段实际投资与计划对比,进行投资计划调整,分析原因采取措施,确保该项目建设目标如期完成。
选派组织能力强、技术素质高、施工经验丰富、最优秀的工程技术人员和施工队伍投入本项目施工。
四、报告说明报告有五大用途:可用于企业融资、对外招商合作;用于国家发展和改革委(以前的计委)立项;用于银行贷款告;用于申请进口设备免税;用于境外投资项目核准。
项目报告由具有丰富报告编制案例的团队撰写,通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的分析,对项目经济效益及社会效益进行科学预测,从而为客户提供全面的、客观的、可靠的项目投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。
作为投资决策前必不可少的关键环节,报告是在前一阶段的报告获得审批通过的基础上,主要对项目市场、技术、财务、工程、经济和环境等方面进行精.确系统、完备无遗的分析,完成包括市场和销售、规模和产品、厂址、原辅料供应、工艺技术、设备选择、人员组织、实施计划、投资与成本、效益及风险等的计算、论证和评价,选定最佳方案,依此就是否应该投资开发该项目以及如何投资,或就此终止投资还是继续投资开发等给出结论性意见,为投资决策提供科学依据,并作为进一步开展工作的基础。
五、项目评价1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求,符合xx出口加工区及xx出口加工区聚羧酸高效减水剂行业布局和结构调整政策;项目的建设对促进xx出口加工区聚羧酸高效减水剂产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。
2、xxx集团为适应国内外市场需求,拟建“聚羧酸高效减水剂项目”,本期工程项目的建设能够有力促进xx出口加工区经济发展,为社会提供就业职位205个,达产年纳税总额1300.21万元,可以促进xx出口加工区区域经济的繁荣发展和社会稳定,为地方财政收入做出积极的贡献。
3、项目达产年投资利润率41.46%,投资利税率49.15%,全部投资回报率31.10%,全部投资回收期4.72年,固定资产投资回收期4.72年(含建设期),项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
4、引导民营企业建立品牌管理体系,增强以信誉为核心的品牌意识。
以民企民资为重点,扶持一批品牌培育和运营专业服务机构,打造产业集群区域品牌和知名品牌示范区。
加强对“专精特新”中小企业的培育和支持,引导中小企业专注核心业务,提高专业化生产、服务和协作配套的能力,为大企业、大项目和产业链提供零部件、元器件、配套产品和配套服务,走“专精特新”发展之路,发展一批专业化“小巨人”企业,不断提高专业化“小巨人”企业的数量和比重,有助于带动和促进中小企业走专业化发展之路,提高中小企业的整体素质和发展水平,增强核心竞争力。
提振民营经济、激发民间投资已被列入重要清单。
民营经济是经济和社会发展的重要组成部分,在壮大区域经济、安排劳动就业、增加城乡居民收入、维护社会和谐稳定以及全面建成小康社会进程中起着不可替代的作用,如何做大做强民营经济,已成为当前的一项重要课题。
综上所述,项目的建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。
六、主要经济指标主要经济指标一览表第二章项目建设背景分析一、项目建设背景1、制造业是立国之本、强国之基。
以制造业为代表的实体经济取得显著成就,为满足人民对美好生活的需要提供了可靠保障,为我国经济赢得主动、赢得优势、赢得未来打下坚实基础。
从国际视野看,中国制造业的发展壮大,充分见证了中国在国际产业分工中发挥着不可或缺的重要作用,充分展现了中国推动经济全球化和世界经济复苏的重要力量。
装备制造业是为满足国民经济各部门发展和国家安全需要而制造的各种技术装备产业的总称,是“立国之本、兴国之器、强国之基”,是工业化中后期经济发展的支柱产业。
提供的是投资类产品,包括系统、主机、零部件和技术服务,具有技术密集、资金密集、知识密集和附加值高、成长空间大、带动作用强等特点。
2、坚持稳中求进工作总基调,着力处理好“稳”与“进”的关系。
面对复杂局面,更要看大局、明大势,坚持稳中求进的工作总基调,正确处理“稳”和“进”的关系。