超长侧链早强型减水剂的合成及其应用研究弗克股份虞亚丽

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1、超长侧链早强型减水剂的合成及其应用研究虞亚丽高分子合成课题组摘要：通过调整大单体FK-5000和AA，FK-792的比例，制得具有短主链长侧链的聚羧酸减水剂ZQ-5102，提高了混凝土的早期强度，且不影响混凝土后期强度。结果表明，较长的侧链影响了早期C3A水化，加快了Ca(OH)2的结晶和钙矾石的形成，从而提高了水泥浆体早期力学性能。该早强型减水剂具有高减水率，且碱含量低、不含氯离子、硫酸盐等特点，可广泛应用于具有早强要求的各种混凝土施工，特别适合用于混凝土预制构件的生产工艺。关键词：短主链；长侧链；早强型减水

2、剂1引言第三代聚羧酸减水剂最大的特点就是分子结构的可设计性，不同结构的减水剂性能各有差异。使掺减水剂的混凝土具有早强效果的方法只有两种，一种是合成本身具有早强效果的减水剂；另一种是常规减水剂复配早强剂。近年来，梳型聚合物分子结构对于分散性能的影响被广泛研究，特别是其侧链长度对水泥体系的分散、水化和早期强度发展都有深远的影响。研究发现，增加侧链长度，而主链长度相对较短，分子的形状由传统的梳型变成了倒T型，侧链的长度远大于主链的长度，且侧链之间的间距较大，该结构的聚合物在具有较强的空间位阻分散作用的同时，长侧链可以

3、让水分进入水泥颗粒中保证正常的水泥水化。同时主链上的羧基与水泥中钙离子等形成的络合物具有较大的溶解性，为水泥的不断水化提供条件，有助于加快水泥分散体系的早期水化速率，进而提高混凝土的早期强度。2试验2.1试验原料聚醚单体FK-5000，联泓集团生产；丙烯酸工业级；链转移剂，试剂级；自制活性激活剂FK-13；过硫酸铵，工业级；早强功能性单体FK-1550，工业级；30%氢氧化钠，工业级。2.2主要仪器和设备（1）玻璃仪器四口烧瓶、温度计、玻璃棒、烧杯、恒压漏斗等（2）试验设备电子恒温不锈钢水浴锅，上海宜昌仪器纱筛

4、厂；电子天平，诸暨市超泽衡器设备有限公司；强力恒速搅拌机，常州市新析仪器有限公司；净浆搅拌机，无锡建仪机械有限公司；胶砂搅拌机，无锡建仪机械有限公司；单卧轴式混凝土搅拌机，沈阳巨林试验仪器厂等。2.3实验步骤2.3.1超长侧链早强型聚羧酸减水剂的合成往四口烧瓶中加入计量的自来水，聚醚FK-5000，升温至37℃-42℃搅拌溶解，加入引发剂过硫酸铵，开始分别滴加丙烯酸与FK-1550和链转移剂的混合溶液A，FK-13水溶液，滴加2小时，熟化1小时，加碱中和pH至5左右，得到无色透明液体，得到40%超长侧链早强型聚

5、羧酸减水剂ZQ-5102。2.3.2性能测试（1）材料与配合比水泥：海螺P.O42.5；碎石：粒径5～25mm，连续粒径；砂：河砂，细度模数2.7，含泥量1.6%；粉煤灰：Ⅱ级灰，烧失量5.5%；水：自来水；对比所用的减水剂包括聚酯类减水剂PCE600（固含量20%），该类减水剂所用单体为3000分子量的MPEG，与丙烯酸/甲基丙烯酸酯化聚合；聚醚类减水剂PCE108（固含量40%），所用单体为2400分子量的TPEG，与丙烯酸/甲基丙烯酸等单体共聚；以及国外酯类早强型减水剂ZQ-1（固含量40%)、国外醚类早

6、强型减水剂ZQ-2（固含量40%）。（2）试验方法匀质性检测参照GB8077—2012《混凝土外加剂匀质性检验方法》；混凝土坍落度和抗压强度实验参照GB8076—2008《混凝土外加剂》。3.ZQ-5102的性能测试3.1匀质性测试对ZQ-5102、PCE600、PCE108及ZQ-1、ZQ-2进行水泥净浆流动度、砂浆减水率性能测试，考察其在水泥及砂浆中的分散性能。试验中选用的水泥为海螺P.O42.5，减水剂的掺量均以水泥质量的百分比(折成固含量20%)来计算。表1五种减水剂的匀质性测试外加剂水泥净浆流动度胶砂

7、减水率/%型号掺量/%水灰比初始/mm1h/mmZQ-51020.50.2922016023.45PCE6001.00.2918013018.50PCE1080.50.2922516024.00ZQ-10.50.2920014521.62ZQ-20.50.2923018023.90从表中数据可以看出,在相同掺量条件下，PCE600和ZQ-1的流动性相对较小，两者均为聚酯类减水剂，而另外三种均属于聚醚类减水剂，在流动性和保持性上都优于聚酯类减水剂性能。3.2砂浆抗压强度测试表2五种减水剂砂浆抗压强度测试编号掺量%

8、16h强度（MPa）1d强度（MPa）3d强度（MPa）7d强度（MPa）基准07.1912.528.748.6ZQ-51020.513.517.233.9252.59PCE6001.09.712.8829.1351.5PCE1080.511.318.829.752.55ZQ-10.514.716.531.3450.42ZQ-20.519.7624.1244.661.5从表2中可以看出