季铵盐型抗泥剂的合成及其性能研究.pdf

材料研究与应用
广东建材2016年第2期
季铵盐型抗泥剂的合成及其性能研究
黎锦霞1张炜梁晓形林震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】采用,2-二溴乙烷和四甲基乙二胺为原料制备出一种季铵盐晶体抗泥剂,其最佳反应
条件:反应温度70℃,反应时间。所制备季铵盐晶体抗泥剂能提高减水剂的适应性,增加混凝士流
动性,抑制坍落度损失,混凝上强度提高IWPa左右,对膨润土的吸附具有较佳的抑制作用,其最佳掺
量为0.04%。
关键词】抗泥剂:季铵盐;聚羧酸系高性能减水剂:混凝土
1前言
恒温水浴锅、四口烧瓶、温度计、球形冷凝管、搅拌
器、抽滅瓶、布氏漏斗、水循环真空泵、烘箱、水泥净浆境
随着混凝士工业的迅速发展,大量天然的砂石已经拌机等。
消耗殆尽,还由于各种材料条件限制,各地的砂石资源
2.3实验步骤
逐渐劣质化,特别是大中城市有很多的高含泥砂和尾矿
砂以及二者的混合砂。聚羧酸减水剂在粘土中具有强烈
在带冷凝管的四口烧瓶中加入计量的50%乙醇溶
的吸附趋向,对骨料中的泥土非常敏感,对混凝土的运液(溶剂占70%),并置于水浴锅中加热,往四口烧瓶中
输、工作性能和强度都带来很大的影响,是目前面临的按一定摩尔比例加入1,2-二溴乙烷和四甲基乙二胺并
技术难题~?。砂石材料中的泥主要为蒙脱石士和高岭持续搅拌,反应设定时间后,将所得产物用布氏漏斗抽
土,具有较高的比表面积和层状结构,使其优先于水滤分离,用乙醇清洗数遍,得出白色晶体。将白色晶体放
吸附减水剂和自由水,从而导致混凝土的坍落度损关入蒸发皿,放置鼓风烘箱中60℃下干燥约2h。最后装瓶
大、流变性差、耐久性和强度下降等问题?。
得季铵盐KN晶体
目前国内也有抗泥剂及抗泥型减木剂的相关研究观,24性能检测
在一定程度上解决了混凝士因含泥量过高而导致性能241净浆测试
变差的问题,对季铵盐晶体抗泥剂的相关研究较少。本
抗泥剂KN按照外掺法(占胶凝材料质量的百分比〉
文根据泥士对外加剂吸附机理制备季铵盐晶体抗泥剂,加入减水剂母液中,净浆测试按照国标GB/T80772012
工艺简单,使用方便,适用于高含泥骨料,能够有效减少《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行,钠基膨润土按内
粘土与外加剂竞争吸附
掺法取代相应质量的水泥,水泥净浆测试条件见表1:
2实验部分
」水浆
水泥/g水/gFT-S3、FT-S2/g膨润士/gKNg
2.1实验原料
68
1.5
3
0.12
1,2-二溴乙烷,分析纯:四甲基乙二胺,分析纯:乙2.4.2混凝土性能测试
醇,分析纯。钠基膨润土,湖北中非膨润土有限公司
混凝土性能测试参照国标GP/8076-2008《混凝土
FT-S3高減水型聚羚酸系高件能减水剂(40%)、FT-S2标外加剂》的相关标准进行,混凝土配合比见表2:
准型聚羧酸系高性能减水剂(40%)、FT-Ⅰ低标号聚羧酸
2北
系高性能减水泵送剂(10%),广东复特新型材料科技有水泥混矿粉粉煤灰砂石水FT-I
限公司:华润PII42,5R水泥,S95级矿粉、II级粉煤灰
g
g
170
80
8101070150
5.1
广东新泽建筑材料有限公司;河秒,含泥量1%,细度模
数2.5石子,花岗岩,含泥量0.8,2~25连续级配。3结果与讨论
2.2实验仪器
3.1合成条件的优化
8
万方数据
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材料研究与应用
3.1.1反应温度对净浆流动度的影响
FT-S3 Oh
以浓度为50%的乙醇与水为混合溶剂,溶剂占反应
FT-S3 1h
体系中的质量分数为70%,1,2二溴乙烷和四甲基乙
胺按照特定的摩尔比例,反应时间为8h,考察反应温度
150
对浄浆流动度的影响。将合成得出的KN掺入到FT-S
高减水型减水剂中,并进行水泥净浆测试,测试条件参
照表1。
由图1可见:水泥净浆初始流动度随着KN反应温
度的升高而逐渐增大。反应温度在50℃时,水泥净浆初
反应时间(h)
始流动度只有120mm,1h后流动度只有60mm;温度到
图2反应时间对净浆流动度的影响
70℃时,则达到27mh后流动度为28m:续开高32抗泥效果的性能评价
温度,则流动度趋向平稳。所以,温度的提高有助于KN
的合成,适宜的反应温度为70℃。
3.2.1膨润土掺量对净浆流动度的影响
采用水泥300g、水68g、外加剂1.5g,使用内掺法
FT-S3 Oh
掺入不同量的膨润土,对比FT-S3高减水型减水剂与
S2标准型减水剂在没有掺入KN和掺入KN的情况
下,考察膨润土掺量对净浆流动度的影响,水泥净浆测
试条件参照表1。
由表3和图3可见:没有掺入KN时,随着膨润土的
增加,两种聚羧酸减水剂,不论是初始流动度还是1h流
动度都大幅度减小:FT-S2标准型减水剂和FT-S3高减
水型减水剂,分别在膨润土掺量为2%、3%时,1h的净浆
反应度(℃
已经没有流动度。掺入KN后,随着膨润土的掺量增加,
图1反应温度对净浆流动度的影响
两种聚羧酸减水剂的初始流动度和1h后流动度的降幅
3.1.2反应时间对净浆流动度的影响
都较小,FT-S3高减水型减水剂1h后均在160mn以上,
以浓度为50%的乙醇与水为混合溶剂,溶剂占反应FT-S2标准型减水剂1h后则在140m以上。由此说明,
体系中的质量分数为70%,1,2-二溴乙烷和四甲基と二KN掺入聚羧酸减水剂后,能够提高减水剂的材料适应
胺按照特定的摩尔比例,选定反应温度为70℃,考察反
应时间对净浆流动度的影响。将合成得出的KN掺入到
H.-FT-53 Oh
T-S3高减水型减水剂中,并进行水泥净浆测试,测试
A--FT-83 1h
e FT-52 Oh
条件参照表1
+-521
由图2可见:水泥净浆初始流动度随着KN反应时
FT-S3+EN
条100
--FT-S3+KN 1h
间的増加而逐渐增大。反应时间在4h时,水泥净浆初始
50
ーFT-S2+KNOh
流动度只有168mm,反应时间为8h时,则达到270mm:反
令一FTS2+KM1h
应时间继续增加,流动度趋向平稳。因此,反应时间增长
膨润土静量(%
有助于KN的合成,适宜的反应时间为8h。
图3膨润土掺量对净浆流动度的影响
表3膨润土挣量对神浆流动度的影
泥十掺量FS30FTS31hFT-S20FT-S21hFT53+ KN Oh FT-S-KN1hFTS2+ KN Oh FT-S2+KNIh
68
280
243
273
208
116
19
万方数据