缓释型聚羧酸减水剂的研究与应用
北京罗拉化学科技有限公司 王建华 周普玉
·
2009-03-10 00:00
摘要：通过分子设计和组装技术，研究开发了缓释型聚羧酸减水剂Pc-L100H；用不同的水泥对其进行净浆和混凝土试验，结果表明PC—L100H具有在工作环境中缓慢释放的特性以及优异的保坍性能。
关键词：分子设计和组装缓释聚羧酸减水剂
1． 引言
自从聚羧酸减水剂在国内开始应用以来，其发展十分迅速。特别是聚羧酸高效减水剂被指定为铁路工程专用的混凝土外加剂，更是极大的促进了聚羧酸高效减水剂的推广与应用。与传统的减水剂相比，聚羧酸减水剂具有很多优点，如减水率高，适应性较好等。在实际工程应用过程，目前已有的聚羧酸减水剂表现出一些问题，主要是随着混凝土原材料品质的波动，混凝土的工作性能会表现出明显的起伏，其中在坍落度损失方面表现得尤为明显。目前解决这类问题的方法主要是通过调整配合比，采用增加聚羧酸减水剂的用量或者使用缓凝剂缓凝，但是这些措施或是操作上很繁琐，或是成本增加，或是容易导致事故。开发一种真正具有良好适应性，其混凝土工作性能对混凝土原材料品质波动不敏感的聚羧酸减水剂显得非常迫切而又重要。
通过分子设计和组装技术，我们制备了一种具有缓释功能的新型聚羧酸减水剂。其对混凝土原材料品质的波动具有非常优异的适应性，可以很好的解决上述问题，这对聚羧酸减水剂的进一步推广应用是非常有利的。
2、实验部分
2．1实验材料
甲氧基聚乙二醇(MPEGIO00)(进口)．，对苯二酚(市售化学纯)．，甲基丙烯酸(市售化学纯)，过硫酸铵(市售化学纯)，带水剂，浓硫酸(市售化学纯)，分子量调节剂，组装剂(自制)，基准水泥(拉法基)，冀东水泥P．042．5，山东水泥P．042．5，琉璃河水泥P．o42．5，太行水泥P．o42．5，大连水泥P．o42．5，北京水泥P．o42．5， 中砂(M=2．4)，碎石(5一20mm)
2．2实验仪器
水浴槽，三口烧瓶，回流冷凝器，滴液漏斗，水银温度计，烧杯，机械搅拌器，铁架台，电子天平。
2．3实验方法
2．3．1合成方法
将MPEG1O00，甲基丙烯酸，对苯二酚，浓硫酸以及带水剂按照一定的比例依次加入到带有机械搅拌，回流冷凝器和水银温度计的三口烧瓶中，搅拌下加热回流，待分出的水达到理论量后，减压将带水剂和多余的甲基丙烯酸蒸出，所得到的剩余物即为MPEG1000甲基丙烯酸酯(大单体)。
将适量的大单体，甲级丙烯酸，分子量调节剂以及水配成混合溶液，将过硫酸铵配成适当浓度的水溶液。将适量的水加入到三口烧瓶中，加热到80℃，搅拌下同时滴加上述大单体混合溶液和过硫酸铵水溶液，滴加约4小时，滴加完毕，继续反应3O分钟，降温到60℃，加入适量的自制组装剂，保持在此温度下搅拌反应6小时，冷却，即得到缓释型聚羧酸减水剂。
2．3．2净浆试验方法
根据GB8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》，在水灰比为0．29时测定水泥净浆的流动度。
2．3．3混凝土试验方法
混凝土试验采用基准混凝土配合比，为水泥：砂子：石子=400：766：1030，调整各个样品的掺量，测定混凝土初始和1h和2h的坍落度保留值。
3、结果与讨论
按照2．3．2的试验方法，分别用国内某厂家普通型聚羧酸减水剂A，日本触媒高保坍型聚羧酸减水剂H S—l和自制的缓释型聚羧酸减水剂PC—L1OOH进行净浆流动度测试试验，结果如表1。
[Page]
表1聚羧酸减水剂净浆流动度
|
聚羧酸类型 |
水泥品种 |
水泥净浆流动度（ｍｍ） | ||
|
5min |
1h |
2h | ||
|
A |
基准水泥 |
245 |
233 |
196 |
|
冀东水泥 |
178 |
238 |
225 | |
|
山东水泥 |
165 |
228 |
176 | |
|
北京水泥 |
157 |
206 |
182 | |
|
太行水泥 |
187 |
235 |
212 | |
|
大连水泥 |
245 |
198 |
152 | |
|
琉璃河水泥 |
151 |
176 |
179 | |
|
HS-1 |
基准水泥 |
无流动性 |
220 |
247 |
|
冀东水泥 |
无流动性 |
184 |
257 | |
|
山东水泥 |
无流动性 |
135 |
210 | |
|
北京水泥 |
无流动性 |
145 |
208 | |
|
太行水泥 |
无流动性 |
154 |
210 | |
|
大连水泥 |
无流动性 |
197 |
261 | |
|
琉璃河水泥 |
无流动性 |
146 |
212 | |
|
PC-L100H |
基准水泥 |
无流动性 |
197 |
214 |
|
冀东水泥 |
无流动性 |
203 |
231 | |
|
山东水泥 |
无流动性 |
195 |
205 | |
|
北京水泥 |
无流动性 |
178 |
192 | |
|
太行水泥 |
无流动性 |
191 |
199 | |
|
大连水泥 |
无流动性 |
225 |
238 | |
|
琉璃河水泥 |
无流动性 |
172 |
204 | |
注：聚羧酸减水剂的掺量折固为水泥蕈量的0．2％。
从表1可以看出，对于聚羧酸减水剂A来说，其表现出了一定的适应性。对于聚羧酸减水剂HS一1和PC—L100H来说，初始其净浆无明显流动性，随着时间的增加，其流动性也增加，在2小时时其流动性达到最大值。在所采用的7种水泥．，其净浆流动度的表现趋势完全一致，说明聚羧酸减水剂HS一1和PC-L100H既具有良好的适应性，又有优异的流动度保持能力。
为了进一步证实PC—L10OH既具有良好的适应性， 又有优异的流动度保持能力，按照2．3．3的方法设计进行了一系列混凝土坍落度保持能力的试验．，其结果如表2.
表2不同品种的聚羧酸减水剂混凝土坍落度
|
聚羧酸类型 |
水泥品种 |
混凝土坍落度（ｍｍ） | ||
|
5min |
1h |
2h | ||
|
A |
基准水泥 |
231 |
164 |
--- |
|
冀东水泥 |
184 |
88 |
--- | |
|
琉璃河水泥 |
220 |
176 |
--- | |
|
HS-1 |
基准水泥 |
无流动性 |
230 |
225 |
|
冀东水泥 |
无流动性 |
225 |
215 | |
|
琉璃河水泥 |
无流动性 |
240 |
230 | |
|
PC-L100H |
基准水泥 |
无流动性 |
240 |
215 |
|
冀东水泥 |
无流动性 |
228 |
203 | |
|
琉璃河水泥 |
无流动性 |
245 |
218 | |
注：聚羧酸减水剂的掺量折固为水泥重量的O．2％，混凝土配合比采用基准混疑土配合比。——表示数据未测。
从表2的数据中可以看出，PC-L1OOH的混凝土行为和净浆类似，即在初始时，混凝土没有明显的流动度，随着时间的增加，坍落度也增加，并且可以保持2小时几乎不损失，这说明PC-L100H聚羧酸减水剂既具有良好的适应性，又有优异的坍落度保持能力。
在保持混凝土配合比不变的情况下，采用不同品质的原材料做混凝土试验，所得到的规律和上述完全一致，这说明PC-L1OOH聚羧酸减水剂对混凝土原材料品质的波动具有相当的适应性。
4、结论
(1)、利用分子设计和分子组装制备了缓释型聚羧酸减水剂PC-L100H,
(2)、PC-L100H聚羧酸减水剂既具有良好的适应性，又有优异的坍落度保持能力。
（中国混凝土与水泥制品网 转载请注明出处）
编辑：
监督：0571-85871667
投稿：news@ccement.com
本文内容为作者个人观点，不代表行情通立场。联系电话：0571-85871513，邮箱：news@ccement.com。
