聚羧酸类高性能减水剂的合成及其早期水化机理的研究

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聚羧酸系高性能减水剂具有掺量低,减水率高,分散性好,绿色环保以及分子结构可设计等优点。因此,作为“第三代新型高性能减水剂”的聚羧酸系减水剂,目前已成为国内外研究和应用的热点。本文分别合成了聚酯类聚羧酸减水剂和聚醚类聚羧酸减水剂,优化了合成工艺,并在结构表征和性能分析的基础上,探究了两种减水剂对水泥早期水化进程的影响。  聚酯类聚羧酸减水剂的合成:分别对酯化反应和聚合反应进行单因素实验,再以正交试验确定最优合成工艺,酯化反应n马来酸酐:n聚乙二醇=6:1,反应温度90℃,反应时间6h,催化剂用量5%;聚合反应n酯化单体:n丙烯酸:n甲基丙烯磺酸钠=1:3:1.2;温度80℃,反应浓度60%,引发剂用量5%。  聚醚类聚羧酸减水剂的合成:以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料,以双氧水(H2O2)和抗坏血酸(VC)为氧化-还原引发体系,在常温下合成;正交试验确定的最佳合成工艺为nTPEG:nAA:nSMAS=1:3.5:0.35,氧化-还原剂用量(mH2O2:mVC=4:1)1.2%。  通过FT-IR对两种聚羧酸减水剂进行结构表征、性能测定(最佳掺量、流动度、减水率、固含量、粘度、水泥适应性等)及水泥净浆和砂浆试验。结果表明,聚醚型聚羧酸减水剂最佳掺量0.35%,水灰比0.29,水泥净浆的初始流动度300mm,2h为240mm,具有较好的分散性和分散保持性,砂浆减水率>32%。合成产物的结构与性能达到设计目标,  以水泥水化的主要产物Ca(OH)2为分析目标,利用XRD、TGA-DTA等分析测试手段,探究了两类聚羧酸减水剂对水泥早期水化产物的影响。结果表明,聚醚型减水剂延缓水泥水化,聚酯型减水剂促进水泥水化。
其他文献
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