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[00336183]高保坍型聚羧酸混凝土减水剂的制备与性能研究

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技术详细介绍

目前商品混凝土的使用越来越多,坍落度损失过大的问题严重影响施工进度及工程质量。特别是泵送预拌混凝土,在高温炎热天气条件下,此问题更加突出。本项目研究在于开发一种高保坍型聚羧酸混凝土减水剂来解决长距离运输和在较高气温下施工这一行业内普遍性难题。 混凝土拌合物液相中残存减水剂的浓度变化与坍落度损失紧密相关。当减水剂添加到水泥—水体系中,大量减水剂吸附在水泥颗粒表面或早期水化物上,它或是被水化物包围,或是与水化物反应而被消耗掉,其减水作用随时间延长而降低,水泥颗粒间斥力减小,造成水泥颗粒凝聚,这是造成掺减水剂的混凝土坍损的根本原因。因此坍落度损失的快慢主要取决于高效减水剂分散能力降低的速率。 本研究根据新拌混凝土坍落度损失原理,同时借鉴减水剂后掺法和反应性高分子的研究思路,从改变外加剂吸附行为的角度着手,设计和开发了一种具有优异坍落度保坍能力,同时又具有一定分散性能的聚羧酸系减水剂。新型的高保坍型聚羧酸和接枝共聚物外加剂减水剂具有相似的化学结构,但接枝侧链更长,羧基比例更低,同时共聚物分子结构中具有酯交联点。共聚物分子中聚乙二醇长侧链提供了空间位阻效应,延缓了水泥颗粒的物理凝聚,只要少量聚合物吸附在水泥—水界面上,就能提供一定的分散性。分子中的酯键交联点在水泥碱性介质中水解,缓慢向水一水泥体系中释放出具有分散功能的低分子量共聚物,补充由于C3A、C4AF消耗的减水剂,使体系中的减水剂始终维持在临界胶束状态,使坍落度不损失或损失很小。 本课题采用两步法制备高保坍聚羧酸减水剂。首先酯化制备不饱和大单体,再通过自由基引发聚合大单体。在酯化反应中,将甲氧基聚乙二醇、甲基丙烯酸等制备成具有长侧链聚乙二醇的甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯。采用过氧化氢为引发剂,在氧化还原的引发体系中,在大单体中加入微量两个双键官能团的丙烯酸系物质,直接自由基引发聚合成含羧基、羟基等多官能团共聚物和支链含醚基的多官能团的聚羧酸系共聚物,并且该共聚物具有一定的微交联结构。 项目的技术创新点: 1、在酯化反应中,引入聚乙二醇长侧链使其水泥分散性大大提高,提供空间位阻效应,从而保证其混凝土具有高坍落度。 2、在聚合过程中,引入交联剂,使聚羧酸具有微交联结构。此交联点在水泥碱性介质中水解,缓慢向水一水泥体系中释放出具有分散功能的低分子量共聚物,进一步避免坍落度损失过快。 3、在聚合过程中,采用复合分子量调节剂,使大单体长侧链均匀分布于主链上,进一步保证了聚羧酸在水泥中的分散性。避免随时间延长而降低,水泥颗粒间斥力减小所造成的水泥颗粒凝聚。 4、在聚合过程中,直接通过引发剂引发大单体聚合,不再添加不饱和脂肪酸参与其反应。与传统工艺比较,该反应简单易控且易操作。

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