減水保塌型聚羧酸母液的合成及應(yīng)用

減水保塌型聚羧酸母液的合成及應(yīng)用

0減水緩釋型聚羧酸減水劑的合成自20世紀(jì)80年代以來，日本媒體公司開始研究和生產(chǎn)聚鉻酰胺水劑。之后，歐洲和中國也開始研究聚鉻劑。國內(nèi)聚羧酸生產(chǎn)廠家主要通過改性聚醚、丙烯酸及丙烯酸衍生物等為原料合成減水緩釋型聚羧酸減水劑。由于丙烯酸空間位相對較小和含有親水性羧基官能團(tuán)，其合成的聚羧酸減水劑對水泥、砂石等物料吸附性及分散性較好為了解決混凝土初始攪拌狀態(tài)及后期坍落度與擴(kuò)展度保持能力等問題，要求聚羧酸減水劑具有“減水+緩釋”等功能。本研究采用改性聚醚（TPEG）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羥丙酯（HEA）、聚乙二醇酯化大單體進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)。聚乙二醇酯化大單體的引入可有效改善混凝土流動性、保水性、粘聚性等問題，有利于混凝土現(xiàn)場施工。1測試1.1主要原材料和設(shè)備見表1和表21.2a、b、c三種溶液向帶有攪拌器的反應(yīng)釜中加入TPEG3000(220g),PCM(2.5g）和水（160.75g），溫度升高至35℃攪拌至溶液為無色透明，同時(shí)滴加A、B、C三種溶液，其中A液為AA(18g）與水（20g）的混合液，B液為Vc(0.3g）、TGA(0.75g）與水（30g）的混合液，C液為H1.3折固摻量測試(1）水泥凈漿流動度：按照GB/T8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》進(jìn)行測試，水灰比為0.29，外加劑折固摻量為0.20%。(2）混凝土性能測試：參照GB8076—2008《混凝土外加劑》進(jìn)行C30混凝土性能試驗(yàn)，外加劑固含量為15%，摻量為1.80%，混凝土配合比如表3所示。2結(jié)果與分析2.1gpc分析結(jié)果對合成的減水保坍型聚羧酸母液SC進(jìn)行GPC分析，結(jié)果見圖1和表4。由圖1和表4可知，減水保坍型聚羧酸母液SC在17min時(shí)出現(xiàn)尖峰，峰值分子質(zhì)量M2.2紅外光譜分析對減水保坍型聚羧酸母液SC進(jìn)行紅外光譜分析，結(jié)果見圖2。由圖2可見，3502cm2.3水泥凈漿初始流動度試驗(yàn)將合成的減水保坍型聚羧酸母液SC與市售同類型母液（JS）進(jìn)行水泥凈漿流動度對比試驗(yàn)，外加劑折固摻量均為0.20%，測試結(jié)果如表5所示。由表5可知，摻市售同類型母液JS的水泥凈漿初始流動度為182mm,1h流動度為186mm,2h流動度大幅減小至136mm,2h經(jīng)時(shí)流動度損失達(dá)46mm；相同摻量條件下，摻減水保坍母液SC的水泥凈漿初始流動度為206mm,1h流動度增大至228mm,2h流動度為212mm,2h經(jīng)時(shí)流動度損失為-6mm。表明合成的減水保坍母液SC的分散性和分散保持性均優(yōu)于市售同類型母液JS。2.4混凝土流動性和可包裹性為比較2種母液混凝土應(yīng)用性能的差異，將市售減水緩釋母液JS與合成的減水保坍型聚羧酸母液SC加水稀釋至固含量為15%的外加劑溶液，然后按表3配合比進(jìn)行C30混凝土試驗(yàn)?；炷翑嚢铏C(jī)攪拌時(shí)間設(shè)定為2min，觀察混凝土出機(jī)狀態(tài)，結(jié)果見圖4。2種混凝土的性能測試結(jié)果如表6所示。由圖4可見：摻市售外加劑JS的混凝土，漿體較少且混凝土較為黏稠，流動性稍差，少許石子裸露于混凝土表面；摻合成減水保坍型聚羧酸母液SC的混凝土流動性較好，漿體富余，漿體對石子的包裹性較好。從混凝土狀態(tài)看，摻SC混凝土的流動性、保水性、粘聚性明顯優(yōu)于摻JS的混凝土。由表6可見：(1）摻外加劑JS的混凝土初始坍落度為215mm、擴(kuò)展度550mm，混凝土經(jīng)時(shí)2h坍落度損失為35mm、擴(kuò)展度損失為55mm。相同摻量條件下，與摻JS的混凝土相比，摻SC的混凝土初始坍落度增大5mm，擴(kuò)展度增大25mm；同時(shí)，混凝土坍落度和擴(kuò)展度的2h經(jīng)時(shí)損失較小，2h坍落度損失為5mm,2h擴(kuò)展度損失為35mm。(2）摻JS和SC混凝土的含氣量相差不明顯，混凝土凝結(jié)時(shí)間相同。(3）摻SC混凝土的3、7、28d抗壓強(qiáng)度分別較摻JS的混凝土提高了3.1、3.2、2.3MPa。從上述混凝土性能測試結(jié)果可知，合成的減水保坍型聚羧酸母液（SC）配制成15%外加劑應(yīng)用于混凝土?xí)r，能明顯改善混凝土的流動性能，提高混凝土的保水性和保坍性，且在一定程度上提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。3混凝土應(yīng)用性能(1）由GPC分析結(jié)果可知，合成的減水保坍型聚羧酸母液SC的多分散系數(shù)為1.60，分子質(zhì)量分布較窄；由紅外光譜分析表明，SC的分子結(jié)構(gòu)中存在羧基、酯基、聚氧乙烯基等基團(tuán)，與所設(shè)計(jì)減水劑分子結(jié)構(gòu)相符。(2）混凝土應(yīng)用性能測試結(jié)果表明，摻減水保坍型聚羧酸母液SC所配制外加劑的混凝土較摻市售減水保坍母液JS所配制外加劑的混凝土的流動性、保水性、保坍性好?；炷亮鲃有跃唧w表現(xiàn)為：混凝土初始擴(kuò)展度較摻JS配制外加劑增大25mm；混凝土保水性、保坍性具體表現(xiàn)為：摻SC混凝土的2h坍落度經(jīng)時(shí)損失僅5mm,2h混凝土擴(kuò)展度損失僅35mm，說明摻SC