论文部分内容阅读
作为第三代减水剂,聚羧酸减水剂因其优异的性能:掺量低、减水率高、对水泥的高分散性以及环保性等特点,被广泛应用在高速公路、高铁以及商品房建筑等工程项目中。尽管聚羧酸减水剂有着这些性能上的优点,在混凝土行业的应用越来越广泛,使用量越来越大,但在减水剂的生产和实际使用中仍然存在着一些问题,例如坍落度损失大、与水泥的适应性问题、钢筋混凝土的腐蚀问题等等。本文针对聚羧酸减水剂分子结构可设计的特点,从解决实际应用中出现的问题出发,合成出几种功能性聚羧酸减水剂,并对其性能和作用机理进行探究,主要工作如下:1.绪论部分主要介绍了混凝土外加剂的种类和主要功能,聚羧酸减水剂的作用机理、发展历史以及国内外研究现状,最后阐述了现阶段聚羧酸减水剂应用和生产方面出现的问题。2.针对钢筋混凝土腐蚀问题,通过在聚羧酸减水剂分子上引入季铵基团,以ATMC为功能性单体,与甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG-2400）、丙烯酸（AA）通过自由基聚合反应合成出一种阻锈缓蚀型聚羧酸减水剂。性能测试发现,新型阻锈聚羧酸减水剂在净浆流动度、减水率和抗压强度方面都和市售减水剂相当,功能性单体并没有对聚羧酸减水剂分散和保持性能造成太大影响,符合GB8076-2008《混凝土外加剂规范》所规定的高性能减水剂相关标准。而阻锈性能测试及分析表明,新型阻锈聚羧酸减水剂在钢筋表面形成一层保护膜能大幅度提高钢筋的抗腐蚀性能,能同时抑制阳极和阴极的腐蚀反应,是一种主要抑制阳极腐蚀反应的混合型阻锈剂。最后探究了最佳反应条件,发现当单体摩尔比TPEG:AA:ATMC为1:3:1.2,引发剂质量分数为1.4%,反应时间2.5 h,反应温度70℃时,合成出的聚羧酸减水剂对水泥的分散和保持性能最佳。3.针对混凝土坍落度损失大,对水泥的分散和保持性能不佳的问题,以麦芽糖醇为原料,在冰水浴、N2保护氛围下,通过麦芽糖醇与丙烯酰氯的酰氯化反应合成出麦芽糖醇丙烯酸酯（AME）,然后以甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG-2400）、丙烯酸（AA）和麦芽糖醇丙烯酸酯为单体,通过在水溶液中的自由基聚合反应,合成出麦芽糖醇改性聚羧酸减水剂。然后考察反应条件对改性聚羧酸减水剂性能的影响,结果表明当TPEG、丙烯酸和AME的摩尔比为1:3:0.8,反应温度为60℃,反应时间为3.5 h,引发剂用量为1.6%时,合成出的改性减水剂具有最佳的分散保持性能。减水剂掺量为0.4%时,净浆流动度最高可以达到290 mm,而且在1 h内流动度基本可以保持不变。通过混凝土坍落度测试发现,相比于未改性减水剂,改性聚羧酸减水剂的坍落度保持性能更佳,而且能提高混凝土后期抗压强度。结合扫描电镜（SEM）分析发现,麦芽糖醇改性聚羧酸减水剂能促进针状Ca（OH）2的生长,显著增强了其抗压强度,改善了混凝土后期强度不足的问题。