【摘 要】
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聚羧酸减水剂作为一种性能优良的外加剂已被广泛应用于高性能混凝土中,但其极易被具有高分散层状结构的黏土矿物吸附,因而对混凝土中砂石的含泥量极为敏感。使用其配制的混凝土拌合物的坍落度会随骨料含泥量的增大而明显降低,经时损失显著增大。通过引入抗泥功能单体,改变聚羧酸减水剂分子结构以提高其抗泥性能的研究已有不少,但采用常温合成工艺,在保坍型聚羧酸减水剂的基础上,引入功能单体,开发保坍抗泥型聚羧酸减水剂的研
【基金项目】
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陕西省工业科技攻关项目（编号2016GY-205）
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聚羧酸减水剂作为一种性能优良的外加剂已被广泛应用于高性能混凝土中,但其极易被具有高分散层状结构的黏土矿物吸附,因而对混凝土中砂石的含泥量极为敏感。使用其配制的混凝土拌合物的坍落度会随骨料含泥量的增大而明显降低,经时损失显著增大。通过引入抗泥功能单体,改变聚羧酸减水剂分子结构以提高其抗泥性能的研究已有不少,但采用常温合成工艺,在保坍型聚羧酸减水剂的基础上,引入功能单体,开发保坍抗泥型聚羧酸减水剂的研究尚少。鉴于上述情况,本文在丙烯酸（AA）-甲基烯丙醇聚氧乙烯醚（HPEG-2400）-丙烯酰胺（AM）三元体系常温合成保坍型聚羧酸减水剂的过程中,通过引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）及多支化季戊四醇丙烯酸酯（PETA）等不同抗泥功能单体,等量取代大单体聚醚,在不增加减水剂成本的情况下,调整减水剂分子结构,提高其抗泥性能。通过配方和合成工艺参数优化,在25℃温度下,获得了聚合浓度约为40%,HPEG-2400、AA及AM三元单体合成的基础保坍型减水剂（PC）的最优配方,即n（AA）:n（HPEG-2400）=3.5:1,AM掺量为HPEG-2400质量的1.16%,引发剂过氧化氢和抗坏血酸总质量占HPEG-2400质量的0.8%（m（H2O2）:m（VC）=3:1）,链转移剂巯基丙酸（MPA）为HPEG-2400质量的0.5%。水灰比为0.29的净浆试验结果表明:当PC折固掺量为0.16%时,水泥净浆的初始流动度大、1h流动度无经时损失且略有增加,但水泥-粘土浆体初始流动度明显降低、1h流动度经时损失显著增大,说明PC对水泥浆体含泥量敏感,抗泥性差。在与PC合成条件相同的情况下,分别以AMPS、DMDAAC单掺和二者复掺等量取代大单体聚醚,合成了抗泥型聚羧酸减水剂（A-PC、D-PC及AD-PC）。净浆试验结果表明:在改善含泥6%的水泥-黏土浆体流动性方面,复掺1.16%AMPS和2.64%DMDAAC的AD-PC比单掺1.74%AMPS的A-PC、2.64%DMDAA的D-PC效果更好,说明同时引入AMPS和DMDACC具有协同抗泥效应;对比研究了市售保坍型聚羧酸减水剂SS-BT与AD-PC对混凝土坍落度及抗压强度的影响,结果表明:当混凝土含泥量≤8%时,AD-PC的抗泥性能远大于SS-BT的,两种减水剂对混凝土强度增效作用相当。在与PC合成条件相同的情况下,采用3.8%PETA等量取代大单体聚醚,合成了抗泥型聚羧酸减水剂（P-PC）,净浆及混凝土试验结果表明:P-PC的抗泥性能优于AD-PC的,且P-PC对混凝土抗压强度略有增效作用。红外光谱和吸附性能等测试分析表明:PC、AD-PC、P-PC聚合反应较完全,抗泥功能单体进入了减水剂分子结构中;三种减水剂在黏土颗粒表面的吸附量大小为P-PC<AD-PC<PC,吸附量越小抗泥性能越强,这与净浆及混凝土实验结果一致。
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