混凝土预制构件用聚羧酸减水剂的制备与应用.pdf

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1、“科隆杯”混凝土外加剂征文——协会第十二次会员代表大会论文集混凝土预制构件用聚羧酸减水剂的制备与应用张新民，虞亚丽，霍利利，傅雁(弗克科技(苏州)有限公司研发中心)摘要：针对混凝土预制构件，我们开发了减水率高、凝结时间短、早强效果显著以及水泥适应性好的聚羧酸减水剂一Simon600。该减水剂的初凝及终凝时间比普通缓凝型聚羧酸减水剂短2~3小时，引气量小，比较适用于蒸养制度下的预制构件混凝土，不但可以缩短静养时间，也可以在相同的蒸养时间内大幅度的提高混凝土的早期强度。关键词：Simon600；早强；凝结时间；低含气量；预制构件混凝土预制构件在我国建筑工程中的应用已有五十多年，从以

2、手工为主的机械搅拌、机械成型再到高机械化程度的流水线生产，经历了一个由低到高的发展过程，在我国建筑工程中也一直占有较大的比型啦】。目前，混凝土预制构件的应用范围逐渐扩大，不仅大量应用于城际高铁、跨海大桥、排水工程及海底隧道中，在商品住宅中的也有较为广阔的应用前景。相比普通商品混凝土而言，混凝土预制构件需要较高的早期强度、较短的凝结时间，以便加快施工进度，提高模板周转率，节省成本，对混凝土耐久性也有较高的要求。因此，混凝土预制构件对减水剂提出了更高的性能要求，应用在混凝土预制构件中的减水剂必须具有减水率高、适应性好、早强效果明显、凝结时间短等特点，而传统的第二代减萘系水剂及三聚氰

3、胺类减水剂不具备以上性能特点，普通的聚羧酸型减水剂因缓凝时间长、适应性差等原因，也无法满足混凝土预制构件生产单位的要求。针对这些问题，我们开发了适用于混凝土预制构件的聚羧酸型减水剂一Simon600。该减水剂的初凝及终凝时间比普通缓凝型聚羧酸减水剂短2—3小时，而且Simon600的引气性与普通聚羧酸减水剂相比明显减小，比较适用于蒸养制度下的预制构件混凝土，不但可以缩短静养时间，也可以在相同的蒸养时间内大幅度的提高混凝土的早期强度。1设计思路聚羧酸类减水剂的分子结构丰富多变，如单体比例、官能团的位置和数量、侧链的长度、分子量大小及分布、主链的聚合度等发生变化，都可能引起结构和性

4、能很大的不同。从国内外文献调研的情况来看【3卅，主链聚合度高、接枝侧链短的聚羧酸减水剂(即长主链短侧链型减水剂)具有较好的坍落度保挣陛，可适用于具有长期工作性的预拌混凝土，其分子结构如图l(a)所示；主链聚合度低、接枝侧链长且稀、磺酸基密度高的聚羧酸减水剂(即短主链长侧链型减水剂)则具有较高的分散性及较好的水泥适应性，可适用于预制构件混凝土，其分子结构如图l(b)所示。这种性能上的差异是由于减水剂分子的吸附特性而产生，长主链短侧链型减水剂分子吸附能力较弱，只有少量(20％30％)的吸附在水泥颗粒上，其他的分布在水泥浆体溶液中，随着水泥水化的进行，最初吸附在水泥颗粒上的减水剂分子

5、不断被消耗，而溶液中的减水剂分子则开始被新的水化产物吸附，起到了很好的补充的作用，因此能对新拌混凝土的流动性起到了很好的保持作用。短主链长侧链型减水剂分子具有很强的吸附能力，大量的吸附在水泥颗粒以及水化产物上，长侧链对水泥颗粒起到了很好的分散作用，加速了水泥的水化，使水泥的凝结时间变短，提高了混凝土的早期强度。长主链短侧链型减水剂可以用MAA和MPEG酯以1．5～3：1的摩尔比来合成，支链约长25个EO单位；短主链长47“科隆杯”混凝土外加剂征文——协会第十二次会员代表大会论文集侧链型减水剂可以用MAA和MPEG酯以3-5：1的摩尔比来合成，支链约长50～130个EO单位。(a

6、)(b)图1聚羧酸减水剂的分子结构根据以上理路，我们选择了丙烯酸、链转移剂、磺酸基单体和甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯来作为合成早强型减水剂的主要原料。2试验部分2．1减水剂的合成(1)合成原料过硫酸铵，CP；丙烯酸，日本进口；甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，自制；磺酸基单体和链转移剂均为工业级。(2)合成工艺将丙烯酸、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、磺酸基单体以及链转移剂按一定比例混合配成单体混合溶液。在装有搅拌器、温度计、2个恒压漏斗的四颈瓶中先加入一定量的蒸馏水，在80～85℃恒温水浴条件下，分别滴加单体混合液和引发剂水溶液，3～4h滴加完毕，继续反应lh后冷却至50"C以下，以30％的NaOH

7、溶液调pH值为7～8，得到红褐色透明液体。加水稀释至固含量为20％，得到早强快凝型聚羧酸减水剂—Simon600。2．2性能测试(1)材料与配比水泥：金猫P．042．5，苏州金猫水泥有限公司；碎石：粒径5----25mm，连续粒级；砂：河砂，Mx=2．7：水：自来水。对比所用的减水剂包括日本的聚羧酸型减水剂PCE(固含量为20％)、普通缓凝型聚羧酸减水剂PCA(固含量为20％)以及广东产的萘系减水剂FDN(高浓)。(2)试验方法净浆流动度测试参照GB8077．2000《混凝土外加剂匀质性试验