酯化大单体酸醇比对聚羧酸减水剂性能影响

聚羧酸减水剂主要是大单体和不饱和酸类小单体直接进行自由基共聚制备,主要通过改变合成工艺条件对减水剂进行性能优化,很少研究大单体对减水剂性能的影响。本实验从酯化大单体出发,通过合成不同酯化率的大单体制备聚羧酸减水剂,从而研究酯化大单体对聚羧酸减水剂性能的影响。以聚乙二醇和丙烯酸为原料,通过改变酸醇摩尔比制备出不同酯化大单体,再与丙烯酸和丙烯磺酸钠进行自由基聚合,制备出聚羧酸减水剂。研究酸醇摩尔比和减水剂添加量对酯化大单体的酯化率、聚羧酸减水剂的减水率、砂浆流的动性和水泥砂浆抗压强度的影响。结果表明:酸醇摩尔比3∶1,反应时间6h,制备的大单体酯化率达到94.38%;羧酸减水剂在1%掺量时,减水率达到28.3%,与空白样相比,3d和28d抗压强度比分别为177%和143%。通过红外光谱、XRD、SEM等对聚羧酸减水剂的减水机理进行研究,发现聚羧酸减水剂提高了水泥颗粒的分散性,减少了用水量;减水剂分子填充了水泥颗粒的缝隙,促进了晶体生长,提高了抗压强度。     

泥粉对聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的影响

为探究泥粉和聚羧酸减水剂对水泥净浆流变性的影响,在掺入聚羧酸减水剂母液和两种复配助剂的基础上,分别外掺1%,2%,3%的高岭土型和蒙脱土型泥粉,并采用Bingham流变模型系统地研究泥粉掺量、种类和聚羧酸减水剂助剂对水泥净浆屈服应力及塑性粘度的影响规律.通过X射线(XRD)小角度衍射、总有机碳(TOC)、Zeta电位对宏观试验结果进行验证.结果表明:增大泥粉掺量可降低聚羧酸减水剂水泥净浆的流变性;高岭土型普通黏土对降低聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的程度小于蒙脱土型膨润土;异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG类)保坍型助剂F1对水泥净浆流变性的促进作用大于异丁烯基聚氧乙烯醚(HPEG类)减水型助剂F2.     

P（AA-co-MA）/PEG聚羧酸减水剂的合成及性能研究

以丙烯酸（AA）、马来酸酐（MA）和聚乙二醇（PEG）为原料,以过硫酸钾（KPS）为引发剂,通过原位酯化法合成P（AA-co-MA）/PEG三元共聚型聚羧酸减水剂,探讨各合成因素对减水剂性能的影响。研究表明,最佳合成工艺为：n（PEG）：n（AA）：n（MA）=1.0：1.2：1.0,引发剂用量为1.5%（相对PEG、AA和MA总物质的量分数）、聚合温度为80℃、反应时间为6h。此条件下制得的减水剂具有最优的水泥净浆流动度。     

聚羧酸减水剂对水泥水化历程的影响

通过测定掺聚羧酸减水剂水泥浆体的凝结时间、化学收缩、初期水化放热、抗压强度,同时利用XRD分析,对减水剂作用下水泥水化进行了研究.结果表明:聚羧酸减水剂在具有较好分散性的同时具有较强的缓凝作用,有效抑制初期水化,而不影响后期水化.随掺量的增加缓凝时间增长、化学收缩减小,第一放热温峰增强,第二放热温峰延迟和消弱;随掺量增加,水化1d的CH特征衍射峰明显降低,28d的CH特征衍射峰增强,当掺量为w(减水剂)=1.5%时,3d强度降低10%～30%,7d强度降低5%～15%,而28d强度无明显降低.     

聚羧酸减水剂对水泥水化过程的影响

从水泥浆的液相电导率、pH值和水化程度三方面讨论了聚羧酸共聚物对水泥水化的影响.研究结果表明,共聚物对水泥的水化过程有缓凝作用.共聚物的掺量(即聚灰比)越大其缓凝作用越明显,且在其它配方相同时,侧链聚乙二醇(PEG)的分子量不同,对缓凝作用也有影响,掺入的PEG分子量越大缓凝作用越明显.此外,还利用傅里叶变换红外光谱法验证了聚羧酸共聚物与水泥水化产生的钙离子会发生配位反应,并分析了聚羧酸减水剂对水泥水化的影响机理.     

聚羧酸分子量对净浆流变性能的影响

试验研究了水泥净浆的流变曲线、颗粒堆积密实度、间隙液黏度和聚羧酸减水剂(polycarboxylate superplasticizers,PCE)的吸附量,探究了相同流动度下PCE分子量对水泥净浆流变性能的影响及其内在机理.结果表明:PCE存在一个最佳的分子量范围,使得处于该范围的PCE具有最强的分散能力.在选取的4种PCE中,重均分子量为29.582 kg/mol的PCE减水剂的分散性能最佳.由于桥接作用的存在,分子量大的PCE需要更多地吸附在水泥颗粒表面,以增大颗粒间距,使得浆体的屈服应力(流动度)基本相同.此时,浆体的剩余黏度主要受颗粒堆积密实度与固相体积分数的影响,呈现出随PCE分子量增加而逐渐降低的变化规律.     

聚羧酸减水剂对磷酸镁水泥性能的影响

以重烧氧化镁和磷酸二氢铵为主要原料,以硼砂为缓凝剂,加入聚羧酸减水剂(PCE)制备磷酸镁水泥(MPC),研究PCE的加入量对MPC的凝结时间、流动度、强度及软化系数的影响.并采用X射线衍射(XRD)分析MPC体系中的物相组成,利用Topas 6.0软件中的Rietveld方法定量分析MPC物相含量,用场发射扫描电镜(SEM)分析其微观形貌.实验表明,随着PCE加入量的增加,MPC流动度、凝结时间以及早期强度都呈现先上升后下降的趋势.当PCE加入量为4％时,MPC流动度达到248 mm,终凝时间为15 min,1.5 h强度达到36.4 MPa,28 d强度达到108.5 MPa,浸水28d后软化系数为0.91.浸水超过94 d后,MPC强度均明显下降,试样表面析出白色晶体,造成表面层结构疏松,但加入4％PCE的试样内部结构较致密,因此强度损失率较低.     

聚醚接枝聚羧酸系高效减水剂合成

采用烯丙基聚氧乙烯醚(APEG)、甲基丙烯酸(MAA)、马来酸酐(MA)以及甲基丙烯磺酸钠(MAS)为单体,以过硫酸铵为引发剂,在水溶液中共聚合成聚醚接枝的聚羧酸系减水剂.考察单体摩尔比、引发剂用量、聚合温度以及聚合时间等因素对减水剂分散性能的影响.研究结果表明:最佳合成工艺条件为n(MA)∶n(MAA)∶n(APEG)∶n(MAS)=2.5∶3.0∶1.0∶0.5,引发剂用量为单体总质量的5%,聚合温度为90℃,反应时间4~5 h,合成的减水剂其水泥净浆流动度可达235 mm,说明研究合成的聚羧酸系减水剂对水泥具有较好的分散性.     

聚羧酸系高效减水剂合成工艺优化研究

以自制大单体(PA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、甲基丙烯酸(MAA)及引发剂过硫酸铵(PSAM)为原料,在水溶液中通过自由基共聚合反应合成出聚羧酸系高效减水剂(简称PC)。对掺PC的水泥净浆流动度进行测定,得出了合成工艺优化条件:摩尔比PA∶MAA∶MAS=1∶5∶1,PSAM为三者单体质量和的7%,反应温度75℃,反应时间3.5h,反应物体积分数20%～30%,反应体系pH值4.5,此条件下的产物分散性能最佳。通过对优化工艺下合成的PC的红外谱图进行分析,表明PC是含有磺酸基、羧基和醚键的理想高效减水剂。     

聚羧酸系高效减水剂的合成与分散机理研究

在氧化还原的引发体系中,将聚乙二醇（ＰＥＧ）与马来酸酐（ＭＡ）的缩聚物,丙烯酸（ＡＡ）,２－丙烯酰胺基－２－甲基－丙基磺酸（ＡＭＰＳ）,丙烯酸羟丙酯（ＨＰＡ）,醋酸乙烯酯（ＶＡｃ）共聚合成直链含 羟基、羟基、磺酸基等官能团,支链含醚基的多官能团共聚物,通过对其性能和机理研究发现,它们都是组成高效减水剂的基体;当聚合时ＰＥＧ缩聚物的比例较大和ＰＥＧ分子一定长时,产物有好的净浆流动性和一定的坍落度保持     

聚羧酸减水剂的合成及其掺混水泥浆后的流动性能

采用水溶液自由基共聚的方法合成聚羧酸高效减水剂, 并通过红外光谱确定了聚羧酸高效减水剂的结构, 考察了聚羧酸高效减水剂侧链的长度、
减水剂在水泥中的掺量、 测试温度等对水泥净浆流动度的影响. 结果表明： 长侧链比短侧链的减水剂流动性更好; 减水剂在水泥中的掺量为其质量分数的0.2%; 随测试温度的升高, 水泥净浆流动度反而降低. 将新合成的聚羧酸高效减水剂与国内外常用产品进行比较, 结果显示性质优良.     

梳形聚羧酸超塑化剂在水泥颗粒表面的吸附行为

研究了吸附溶液体系温度、pH值和电解质浓度等对甲基丙烯酸-甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MAA-MPEGMA)梳形聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的吸附行为的影响。聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的吸附呈Langmuir等温吸附模型。吸附量随着温度的升高而降低,表明聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的吸附是一个放热反应。根据Clausius-Clapeyron方程计算吸附热为17.4kJ/mol。聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的标准吸附自由能<0,吸附是自发的。吸附量随着体系pH值的增大、电解质浓度的增大而减小。红外光谱分析表明,聚羧酸共聚物在水泥颗粒表面的吸附是通过分子结构上羧基与Ca2+间的配合作用实现的,说明这种吸附是一种化学吸附。     

缓释型聚羧酸减水剂的合成和性能研究

本文使用马来酸酐、丙烯酸羟乙酯和甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体通过水溶液自由基共聚法合成了一种缓释型聚羧酸减水剂,并讨论了原料配比和合成工艺对减水剂性能的影响.结果表明,当n（MA）∶n（TPEG）∶n（HEA）=3.5∶1∶1,引发剂用量为单体总质量的3.0％,反应温度为80℃,反应时间为4.5h,所合成的减水剂在掺量0.2％时,即使在35℃高温下,水泥净浆流动度初始达258 mm,1.5h时仅损失30 mm,达到了很好的缓释效果.     

聚羧酸分子结构对水泥砂浆早强性能的影响

以甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PMA45)为共聚单体,以过硫酸铵为引发剂,合成了一系列聚羧酸高效减水剂.通过测定硬化砂浆早期强度以及采用扫描电镜观察早期水泥石形貌,研究了不同原料配比对聚羧酸高效减水剂早强性能的影响.结果表明,聚羧酸高效减水剂早强性能随着PMA45用量的增...     

硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散性能的影响

系统研究了硫酸盐对掺聚羧酸减水剂水泥浆体流变性及水化性能的影响.结果表明:硫酸盐降低了聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附量,削弱了聚羧酸减水剂对水泥浆体的分散作用.随着硫酸盐掺量的增加,聚羧酸减水剂分散性能下降.少量硫酸盐延缓了水化加速期最大水化放热速率峰的出现,并且提高了最大水化放热速率.而大量硫酸盐则使得水泥水化诱导期缩短,最大水化速率峰显著提前.大量硫酸盐的加入促进了水泥浆体中钙矾石(AFt)的生成,削弱了水化铝酸钙(CAH)的生成.MgSO4对于水泥浆体中水化产物生成的促进作用最明显.掺加MgSO4的水泥水化产物中含有大量细丝状水化硫铝酸盐产物.MgSO4对水泥水化具有显著延缓作用,水化产物结晶成核作用较缓慢,从而使得水化产物生成及分布更加均匀,形状更加细小.     

硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性的作用机理

系统研究了硫酸盐对聚羧酸减水剂吸附-分散性能的影响及其作用机理.通过净浆流动度试验及Marsh时间试验研究了硫酸盐种类及掺量对聚羧酸减水剂分散性能的影响,并通过zeta电位、平衡吸附量及絮凝结构形貌等微观测试手段对硫酸盐影响聚羧酸减水剂分散性的作用机理进行分析.结果表明:随着硫酸根溶出率及溶出速率的增加,硫酸根离子与聚羧酸减水剂间的竞争吸附作用增强;硫酸根离子破坏浆液双电层,促使zeta电位绝对值下降,从而削弱水泥颗粒表面的静电斥力作用,导致水泥浆体絮凝结构数量及强度增大,相同剪切速率对浆体中的絮凝结构破坏程度下降,浆体分散性及流变性下降.     

酯类小单体对聚羧酸减水剂缓释行为的影响

分别以丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、衣康酸二甲酯(DEI)、富马酸二甲酯(DMF)作为功能小单体,丙烯酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG)为主要原料,在氧化-还原体系下,成功制备了一系列缓释型聚羧酸减水剂(PCE)。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)等对目标产物的结构进行了表征。根据水泥净浆的流动性对比结果,确定了合成的减水剂在不同时间所达到的最大流动度,考察了不同酯类单体对聚羧酸减水剂的缓释性及分散保持性能的影响,并测试了水泥浆体的Zeta电位、PCE的吸附行为。结果表明: DEI的缓释效果优于HEA和HPA,水泥浆流动度在2 h内从190 mm达到255 mm,大大延长了减水剂PCE在水泥表面的吸附时间和流动度保持时间,在实际应用中具有良好的参考意义和应用前景。     

聚羧酸盐高效减水剂的制备及性能影响因素

以甲氧基聚乙二醇(1000)甲基丙烯酸酯(MPEGMA)为主要原料,研究了添加甲基丙烯酸(MAA)、烯丙基磺酸钠(ALS)及过硫酸铵(APS)聚合生成羧酸盐减水剂的制备技术及性能影响因素,分析了MAA与MPEGMA的物质的量之比,ALS与APS掺量以及原材料加入方式、保温时间对聚羧酸盐减水剂分散性及其保持能力的影响,得到了聚合反应的最佳工艺条件是:MAA∶MPEGMA为3∶1,ALS和APS用量分别为MAA和MPEGMA总质量的3%和7%,反应温度80℃,单体混合液滴加时间为2～2.5 h.应用上述工艺参数对合成的不同酯化率的3种分子质量的甲氧基聚乙二醇(4006,00和2000)甲基丙烯酸酯分别制备了减水剂,结果发现当侧链分子质量较小时(如400,600)水泥净浆初始流动度略小但流动度保持性好,侧链分子质量较大时(如2000)初始分散性较好但分散保持性较差,侧链分子量一定时水泥初始净浆流动度随酯化率提高有增大的趋势.