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文章编号:1007-046X(2014)02-0031-02
生材
不同链转移剂对聚羧酸减水剂性能的影响
Study of Effect of Different Chain-transfer Agent on Polycarboxylate Superplasticizer Performance
周南南
(上海建筑科学研究院(集团)有限公司,上海20002)
摘要:以聚乙二酶单甲醚为原料,采用先酯化后聚合的方法,以过硫酸盐为引发体系,分别选用巯基乙酸、甲基
丙斾磺酸钠、异丙醇这三种市场上常见的链转移剂制备得到聚羧酸减水剂,研究不同链转移剂对减水剂性
能的影响规律。得出以甲基烯丙基磺酸钠作为镂转移剂合成的聚羧酸高性能减水剂的分散性能最好。
关键词:聚羧酸减水荆;链接移剂;聚乙二醇单甲醚;净桨性能
中图分类号:TU528.042.2
文献标志码:A
0前言
(2)聚合阶段:在装有搅拌器和冷凝管的四口烧瓶中
投人大单体反应产物,链转移剂,去离子水,升温至60~
聚羧酸减水剂是一种具有梳状结构高分子的材料。在90℃后滴加由过硫酸铵和去离子水配成的引发剂溶液,反
生产过程中,使用链转移剂来调节聚合物的相对分子质量,应4-6b,得到澄清溶液,加人液碱中和
通过对分子量范围进行控制,从而达到减水保坍的目的。1.3减水剂性能测试的测定
通过选用市场上几种常见的链转移剂来观察不同品种
(1)净浆流动度测试。参照GB/T8077~-2000《混凝
的链转移剂对净浆性能的影响,最终通过混凝土试验筛选土外加剂匀质性实验方法》中相关规定进行,水灰比为
出性能最佳的产品。
0.28,外加剂固体掺量为0.18%。
(2)混凝土性能测试。参照CB/T80762008《混凝
试验
土外加剂》的相关要求进行。
1.1试料及仪器
2结果分析
试验原料:聚乙二醇单甲醚(MPEG,固体块状),
相对分子量1000。工业级;甲基丙烯酸(MAA),分析
聚羧酸减水剂的性能受多方面的影响,本文主要选用
纯;浓硫酸,工业级;过硫酸铵,工业级;甲基丙烯磺酸不同种类的链转移剂并调整其用量,最终选出净浆性能较
钠,工业级;巯基乙酸。工业级;异丙醇,工业级;氢氧好的进行混凝土试验测试
化钠,工业级:去离子水:助剂A。上海万安普通硅酸盐2.1巯基乙酸对减水剂净浆性能的影响
水泥
在其他组分不变的情况下,调节巯基酸的用量在1.5%
试验仪器:四口烧瓶,温度计,搅拌器,蠕动泵。
-4.5%(单体质量百分比),观察巯基乙酸用量对水泥分
1.2减水剂的合成
散性的影响。
(1)酯化反应:向装有搅拌器的四口烧瓶中投入聚乙
通过图1观察到在相同浓度下,随巯基乙酸掺量的増
二醇单甲醚,甲基丙烯酸,助剂A,浓硫酸,在120℃下加水泥净浆流动度呈现先增大后减小的趋势。这是因为随
反应4h,得到大单体反应产物
着链转移剂用量提高,减水剂分子量逐渐减少,当分子量达
2/2014粉媒灰
31
到合适的范围内,水泥净浆流动度会达到一个最高值;随从而导致减水性能下降。当异丙醇掺量在15%时,相对
着掺量进一步的提高,产物的分子量会过低,从而净浆流来说性能是最佳的,把该样品记为样品3。
动性能变差。图1中巯基乙酸用量为3.5%时尽管初始减
50
水率高,但损失较快,而当巯基乙酸用量占单体总量的3%
190
…初始流动度
时,相对来说减水率不低,保坍性最好,因此我们把巯基
150
1h流动度
乙酸用量为3%时的样品记为样品1。
兴130
10
异丙醇%
目260
240
图3异丙醇对水泥净浆流动度的影响
220
200
亠初始流动度
来180
?160
流动度
140
3混凝士性能测试
2.533
巯基乙酸用量
参照国家标准GB8076-2008《混凝土外加剂》,混
图1巯基乙酸对水泥净浆流动度的影响
凝土数据见表1
2.2甲基丙烯磺酸钠对减水剂净浆性能的影响
表1混凝土性能測试结果
坍落度mm扩展度经时
控制其他条件不变的情况下,改变甲基丙烯磺酸钠的
序号
变化量/mm
含气混凝土抗压强度MPa
用量在0.5%~2.5%(单体质量百分比),观察不同用量下
量/%
5 min
7d
28d
的净浆流动性规律。
样品1200/500
I65/3806.7
34.2
通过图2观察到在一定条件下随甲基丙烯磺酸钠掺量样品2210501854204340,24,2
的增加水泥净浆流动度基本呈现先增大后减小的趋势。这样品3170400120
28,1
是因为随着甲基丙烯磺酸钠的掺量提高,分子中的磺酸基
由表1可以看出,样品1从坍落度和强度方面来看都
团比例提高,而磺酸基团可以提高减水性能,当其和羧基
以一定比例配合时,水泥净浆流动度会达到一个最高值;
不如样品2,样品3坍落度保持性是最差的,而且因含气
量过高而导致强度过低;从经济性方面来说,异丙醇掺量
随着掺量的增多,由于磺酸基团比例太高,使得初姈吸附
过高也是不可取的。以甲基丙烯磺酸钠作为分子量调节剂
量过大,因而净浆损失过快。当甲基丙烯磺酸钠掺量为
的样品2综合性能是最好的,特别是在强度方面有较大的
1%时性能最佳,把该样品记为样品2
性能优势。
260
初始流动度
4结论
1h流动度
通过调节三种不同链转移剂的用量,观察不同种类链
甲基丙烯磺酸钠%
转移剂对减水剂性能的影响,并用合成的聚羧酸外加剂
图2甲基丙烯磺酸钠对水泥净浆流动度的彤响
进行混凝土性能测试。试验表明以甲基丙烯磺酸钠作为
2.3异丙醇对减水剂净浆性能的影响
链转移剂,用量为1%时,合成出的减水剂混凝土性能最
控制其他组分不变的情况下,调节异丙醇的用量,观好。
察异丙醇5%~25%的用量对水泥分散性的影响。
参考文献
从图3中可以看出随着异丙醇用量的增加,水泥净浆」郭延辉,郭京育,赵霄龙,等聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术M
流动度昰现出先增大后减小的趋势。但可以从图3中发现
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5组掺量下的减水率都不是很高,随着掺量的提高,减水剂
2]熊卫锋,王栋民,左彦峰聚羧酸梳形共聚物合成工艺研究「J]商品
混凝土,2007(2):36-40
分子量调整到合适的范围内,其流动性达到极值;随异丙
3]王子明聚羧酸系减水剂面临的问题与系列化发展趋势J]建筑装饰
醇掺量进一步提高时,分子量会逐渐变小,另外由于异丙
材料世界,2009(5):48-53.
醇掺量过高,羧酸等吸附基团在减水剂中的占的比例过小,收稿日期:2013年9月23日
COAL ASH 2/2014