簡析酸醚比對混凝土性能的影響
馬如建
減水劑研發課題組
摘要：
聚羧酸系減水劑具有高減水率和控制混凝土坍落度損失等優點，研究開發新型聚羧酸系減水劑受到廣泛關注。本文以TPEG、AA等為主要原料，在引發劑和鏈轉移劑的作用下，通過自由基聚合合成醚類聚羧酸減水劑，研究了酸醚比條件減水劑對混凝土性能的影響。
關鍵詞：醚類聚羧酸，酸醚比，自由基聚合，混凝土
1.前言
聚羧酸高效減水劑是一類分子結構呈梳形、含多羧基的聚合物表面活性劑，在低摻量下，不改變混凝土施工性能的同時能大幅度地減少混凝土用水量，并顯著地提高混凝土的強度；或在低水膠比時顯著地改變混凝土的工作性，且坍落度經時損失小。其摻量低、減水率高、保坍性能高、混凝土收縮率低、與水泥相容性較好、分子結構上可調性強、高性能化的潛力大以及環保等優點使其越來越受到土木界研究者的廣泛關注。
2.減水機理及分子結構對性能的影響
高效減水劑大都屬于陰離子型表面活性劑，摻入水泥中吸附在水泥粒子表面，并離解成親水和親油作用的有機陰離子基團。通常用Zeta電位表征分散作用，Zeta電位越大，水泥膠粒間的靜電斥力越大，分散作用越顯著。而對于聚羧酸鹽系高效減水劑，其Zeta電位較低(僅為-10～-15mV)，但摻入水泥漿體同樣具有優異的分散性，而且坍落度損失小。這是因為聚羧酸鹽系減水劑成梳狀吸附在水泥層上，一方面其空間作用使得顆粒分散，減少凝聚，另一方面，其長的側鏈在有機礦物相形成時仍然可以伸展開，因此聚羧酸鹽系高效減水劑受到水泥的水化反應影響小，可以長時間地保持優異的減水分散效果、減小坍落度損失。另外，聚羧酸鹽系高效減水劑大分子鏈上一般接枝不同的活性基團，如具有一定長度的聚氧乙烯鏈、羧基、磺酸基，-COOH和-SO3Na等對水泥顆粒產生分散和流動作用的極性基團，同時醚鍵中氧與水分子形成較強的氫鍵，并形成一層親水的立體保護膜，對分散保持性有一定的作用。因此，聚羧酸鹽系高效減水劑分子中靜電斥力與側鏈的空間效應使其具有優異的綜合效
應。 活性基團的作用使得聚羧酸鹽系減水劑具有不同于其它高效減水劑的機理，不但具有對水泥顆粒極好的分散性，而且能保持水泥凈漿流動度經時損失很小。
3.實驗部分
3.1 原材料及儀器
單體Ａ，工業級；馬來酸酐（ＭＡ），工業級；丙烯酸（ＡＡ），工業級；引發劑，分析純；鏈轉移劑，分析純；水浴鍋；四口燒瓶；冷凝回流管等。
3.2 減水劑合成
將A和水一次性加入燒瓶溶解，升溫到一定溫度，滴加引發劑，轉移劑及丙烯酸。在此溫度保溫一定時間，反應結束后得到醚類聚羧酸減水劑。采用正交方法改變酸醚比進行實驗，得到最佳酸醚比。
3.3 減水劑性能測試
按照混凝土外加劑勻質性試驗方法測試凈漿流動度、減水率、含氣量、強度等指標。
4.結果與討論
4.1不同酸醚比的減水劑凈漿流動度和膠砂減水率(摻量1%)見下表：
 通過上表可以看出同1%摻量下的凈漿流動度明顯在酸醚比2.5時達到最佳；膠砂減水率在酸醚比2.5達到最大為27.3%。
4.2不同酸醚比的減水劑混凝土性能(摻量1%)見下表：
 通過上表可以看出在混凝土的性能測試中雖然強度總體能達標，但還是能看出效果的差距的。酸醚比2.5時，減水率和混凝土強度都比較高。
5.結論
1. 采用控制變量試驗法得出最佳酸醚比能夠較為快速的完成。
2. 通過不同酸醚比合成的減水劑測定凈漿流動度和膠砂減水率發現在酸醚比為2.5時性能能夠達到最佳狀態。
3. 2.5的酸醚比的減水劑對混凝土的和易性表現的也較為合適
4. 此醚類最終酸醚比定位為2.5為減水劑性能的最佳狀態
6.參考文獻
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