低温无热源合成聚羧酸减水剂研究.pdf

1、粉煤灰综合利用F L YA S HC O M 田R E H E N S EU T。I Z A T I o N2 0 1 7N O 3低温无热源合成聚羧酸减水剂研究S t u d yo nS y n t h e s i so fP o l y c a r b o x y l a t eb yL o wT e m p e r a t u r ea n dN o n-h e a tS o u r c e都蓉蓉，张雄，顾明东(同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，2 0 1 8 0 4 上海)摘要：采用无热源方式合成聚羧酸减水剂，探究试验的各种工艺参数对减水剂分散性能的影响。研究发现，在初始体系温

2、度为2 0，羧基密度为4，双氧水掺量为大单体的0 5 5，V C 掺量为大单体O 3 8，巯基丙酸掺量为大单体0 5 5，滴加时间为2 5 h，保温时间1 h，调节体系p H 为7，此时减水剂的分散性能较好。关键词：低温；聚羧酸减水剂；工艺；氧化还原中图分类号：T U 5 2 8 0 4 2+2文献标识码：A文章编号：1 0 0 5 8 2 4 9(2 0 1 7)0 3 0 0 0 3 0 5低温无热源合成聚羧酸减水剂，需要选取合适的引发剂，通常使用的过氧化物引发剂需要的活化能较高，选取氧化还原引发剂体系，生成初级自由基的活化能会大幅降低，从而实现反应温度的降低。常温合成过程中可以采用高锰酸

3、钾草酸作为引发剂，通过试验确定了低温合成聚羧酸减水剂的合成工艺，水泥净浆流动度为2 6 8 m m，l h 后的经时流动度为2 0 5 m m。研究发现，分子量在3 0 k 一5 0 k 的减水剂分子分散性最好，分子量小于3 0 k，或者分子量大于5 0 k，其分散性能都会较差，并以此为基础，提出引发剂、转移剂等掺量的建议o。3J。在各种工艺参数中，随着滴加时间的增加，合成的聚羧酸减水剂分子的重均分子数会逐渐增加，而且单体的转化率会越来越高，一次性加人合成4 0 浓度下的减水剂分散性效果最好。6o。从动力学来看，随着引发剂浓度，单体浓度的增加，反应速率增加，同时从动力学论证了链转移剂的差别，得

4、出的结沦是巯基丙酸的效果略好于巯基乙酸，甚至有学者求出动力学活化能。8o。第一作者：都蓉蓉。硕士，从事混凝土基础性能与理论研究。邮箱：1 6 3 1 4 4 8 t o n g j i e d u c n收稿日期：2 0 1 7 0 1 1 71 原材料和试验方法1 1 试验原材料(1)合成用原材料合成用的原材料包括T P E G(2 4 0 0)大单体，丙烯酸(A A)，过硫酸铵(A P S)，巯基丙酸，3 5 双氧水(H：0：)，抗坏血酸(V C)，氢氧化钠(N a O H)，吊白块，硝酸铈铵，硫脲，氯酸铵，亚硫酸钠，过氧化叔丁基，硫酸亚铁，见表1。试验用水为上海市自来水，符合试验要求。表

5、1合成用原材料3 2 0 1 7N O 3粉煤灰综合利用F L Y A S HC o M P R E H E r 姻EU T J Z A T I O N(2)检验用原材料采用P 5 2 5 水泥，因为P 5 2 5 水泥矿物掺合料含量较低，用作检验聚羧酸系减水剂母液的性能，为南京江南小野田水泥有限公司生产，该水泥样品的化学成分见表2，性能指标见表3。表2 水泥化学成分，C a OS i 0 2A 1 2 0 3F e 2 0 3M g OS 0 3T i 0 2K 2 06 1 t 3 02 0 86 3 43 0 71 0 32 2 9O 2 90 8 5表3 水泥基本性能参数凝结时间抗折强

6、度抗压强度密度比表面积标准稠度m i。M P aM P a(g。c m-3)“m 2 k E l)用水量肠；磊忑i 聂_2 61 0 9 1 5 46 31 0 03 1 56 3 11 2 试验方法按照试验配比将18 0 9 T P E G 大单体加入三口烧瓶中，在用2 0 0 9 水充分溶解后加入丙烯酸、双氧水，再分别匀速滴加丙烯酸水溶液、巯基丙酸和抗坏血酸的混合水溶液，探索羧基密度，体系初始温度，滴加时间，引发剂用量，链转移剂用量，p H，保温时间等工艺参数对减水剂分散性的影响。采用水泥净浆流动度性能来反映聚羧酸减水剂母液的性能。水泥净浆流动度按照G B T8 0 7 7-2 0 0 0混凝土外加剂匀质性试验方法的规定测定。样品用水泥3 0 0 9，水灰比为0 2 8，每组浆体的流动度测量取2 个测点，分别为拌合均匀后5 m i n 和6 0 m i n。2 结果与讨论2 1 温度对聚羧酸减水剂分散性能的影响高温情况下所需要热源，需要能量较高，设备较为复杂，常温合成聚羧酸减水剂是在室温的情况下，没有热源或者在低于某个温度下要进行加热干预的一种合成方法。考虑到夏天温度较高，合成聚羧