阳离子型聚羧酸系减水剂的常温合成及性能研究

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1、CMYK材料研究与应用阳离子型聚羧酸系减水剂的常温合成及性能研究梁晓彤1张炜1黎锦霞1林震2（1广东复特新型材料科技有限公司；2广东新业混凝土有限公司）【摘要】本文利用HPEG、AA、DAC和3-S为主要原材料，采用常温工艺制备了阳离子型聚羧酸系减水剂，考察了不同原材料用量对减水剂分散性能的影响，得到AA:DAC:HPEG:3-S=4.5:0.05:1:0.12为最佳摩尔比，合成出来的阳离子型聚羧酸具有优异的分散性和抗泥性，优于市售普通聚羧酸系减水剂。【关键词】聚羧酸系减水剂；阳离子型；常温工艺；

2、混凝土外加剂1引言（3-S）、催化剂A、催化剂B，均为工业级；氢氧化钾（片状）、分析纯；自来水；FT-S3高减水型聚羧酸系减水剂聚羧酸系减水剂是继以木钙、木镁为代表的普通减（固含量40%），广东复特新型材料科技有限公司；PC-7.5水剂和以萘系、三聚氰胺系为代表的高效减水剂之后发聚羧酸系减水剂（固含量50%），广州西卡建筑材料有限展起来的第三代高性能减水剂，具有掺量低、减水率高公司；P.II42.5R水泥，华润水泥控股有限公司；钠基和绿色无污染等优点，特别是其可根据要求设计分子结膨润土，湖北中非膨

3、润土有限公司。构而使产品多样化和功能化，从而能适应不同的应用条2.2减水剂的合成[1-5]件，因此已成为国内外混凝土外加剂行业研究的重点。本实验采用常温自由基聚合反应，在装有搅拌器的就合成工艺而言，目前已经有较大一部分的研究涉四口烧瓶中，加入一定量的自来水和HPEG，控制反应起及了常温合成工艺，但是其合成出的基本都是阴离子型始温度在20～25℃，加入催化剂A，待溶解均匀后，开始[6-10]聚羧酸系减水剂。而相比传统的阴离子型聚羧酸系用恒流泵控制滴加AA、DAC的混合液3h和3-S、催化剂减水剂，阳

4、离子型聚羧酸系减水剂分子结构中引入了阳B的混合液3.5h。滴加完之后保温2.5h，最后补水并用离子基团，当其加入到混凝土中时，能同时吸附在带正片状KOH调节其pH值至6～7，得到固含量约为40%的电荷和带负电荷的水泥矿物表面，而且该类型的减水剂淡黄色透明的阳离子型聚羧酸系减水剂。在水泥浆体碱性环境中分子链发生扩展，因此能更加充2.3水泥净浆流动度测试分地分散水泥颗粒。同时，由于含有阳离子基团，其分子相比于阴离子型聚羧酸系减水剂分子更容易进入黏土水泥净浆流动度参照GB/T8077-2012《混凝土外

5、加结构的内部，能填充于黏土层间，从而阻止了水分子的剂匀质性试验方法》中的水泥净浆流动度的相关标准进进入，因而减少了水的消耗，也减轻了黏土的吸水膨胀，行测试，水泥300g、膨润土1g、水65g、减水剂1.5g。减缓了黏土对混凝土性能的破坏，所以该类型的减水剂3结果与讨论也具有一定的抗泥性[11]。本文考察了AA、DAC、3-S和催化剂B用量对减水剂分散性能的影响，得到常温合成的3.1AA用量对水泥净浆流动度的影响阳离子型聚羧酸系减水剂。固定DAC与HPEG的摩尔比0.05:1，3-S与HPEG的摩尔

6、比0.12:1，催化剂B用量0.4%（以各单体的总质量2实验部分计），改变AA与HPEG的摩尔比，考察减水剂对水泥净浆2.1实验原料流动度的影响。结果见图1。由图1可知：当AA与HPEG异丁烯醇聚氧乙烯醚（HPEG，3000分子量）、丙烯酸的摩尔比从3:1增大到4.5:1时，净浆流动度增大，分（AA）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）、巯基丙酸散性能增强；当AA与HPEG的摩尔比从4.5:1增大到CMYK材料研究与应用5.5:1时，净浆流动度有所下降。当AA与HPEG的摩尔3.33-S用量对净浆

7、流动度的影响比为4.5:1时，分散性能达到最佳。当AA与HPEG的摩固定其他条件不变，改变3-S与HPEG的摩尔比，考尔比过小时，相邻大单体之间间隔的小分子单体数量过察减水剂对水泥净浆流动度的影响，结果见图3。由图3[12]少，使得大单体之间存在空间阻聚，从而使流动度降低；可知：当3-S与HPEG的摩尔比从0.05:1增大到0.12:当AA与HPEG的摩尔比过大时，聚合物侧链密度下降，1时，净浆流动度明显增大，分散性能增强；当3-S与吸附在水泥颗粒表面的减水剂分子不能起到很好的空HPEG的摩尔比从

8、0.12:1增大到0.18:1时，净浆流动间位阻作用，从而导致流动度降低。度急剧下降。当3-S与HPEG的摩尔比为0.12:1时，分散性能达到最佳。3-S作为链转移剂，是共聚物分子量的调节剂，而分子量的大小主要取决于主链的链长。如果聚羧酸系减水剂的分子主链链长过长，会导致单个分子吸附的水泥颗粒过多，形成絮凝状态，从而影响减水剂的减水效果，水泥净浆流动度也随之减小；如果聚羧酸系减水剂的分子主链链长过短，则会导致所带电性基团变少，排斥能力变差，从而影响减水剂的分散能力，使水泥净浆流动度