聚羧酸系高性能保坍剂的研究

摘要

随着我国基础设施工程建设的大规模发展，我国对商品混凝土的质量要求越来越严格。目前在高性能混凝土中，聚羧酸系高性能减水剂的使用非常广泛。聚羧酸系减水剂因其无毒、环保、减水率高等特点受到广泛关注，今后的应用前景将更加广泛。在聚羧酸减水剂的应用过程中遇到了许多工程难题，最为突出的就是因水泥、混合材、砂石含泥等质量问题相应带来了掺聚羧酸高效减水剂的混凝土坍落度损失加快，影响到了聚羧酸高效减水剂的应用和发展。
　　本文在聚羧酸减水剂合成技术的基础上，通过合理的分子结构设计，采用甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)与丙烯酸（AA），在加入复合分子量调节剂、改性引发剂的条件下共聚，开发出性能优异的聚羧酸系高性能保坍剂。
　　通过单因素分析探讨反应时间、反应温度、改性引发剂用量、丙烯酸与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的摩尔比（酸醚比）以及复合分子量调节剂对保坍剂性能的影响。运用正交试验设计，发现各个因素协同作用对保坍剂性能的影响较大，得出各个因素对合成聚羧酸保坍剂性能的影响由大到小依次为:酸醚比＞复合分子量调节剂＞改性引发剂＞反应温度＞反应时间。并得到优化后的最佳反应条件为:反应温度为60℃、反应时间为2h、n(AA)∶n(TPEG)为1.5∶1、改性引发剂用量为0.84％和复合分子量调节剂用量为0.28％。并通过改变单体种类，发现不同单体对保坍剂性能的影响较大。
　　通过混凝土坍落度及其经时损失试验、抗压强度试验、水泥适应性试验和贮存稳定性试验得出:掺加研究的聚羧酸保坍剂90min后坍落度和扩展度基本无损失，且自制聚羧酸保坍剂对混凝土的早期强度没有影响，能够提高混凝土的后期强度，并与武汉市市售的大部分水泥的适应性良好，该聚羧酸保坍剂不缓凝且有较好的贮存稳定性，给混凝土工程带来了良好的施工条件。
　　运用红外光谱等手段对所研究的聚羧酸保坍剂的分子结构进行表征，结合合成试验所用的原料得到聚羧酸保坍剂的理想分子结构，并从微观结构上探讨了聚羧酸保坍剂的空间位阻效应的主要作用机理。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 高性能混凝土概述

1．2．1 高性能混凝土的概念

1．2．2 高性能混凝土的技术路线

1．3 混凝土坍落度经时损失机理

1．4 影响混凝土坍落度经时损失的因素分析

1．4．1 胶凝材料

1．4．2 矿物掺合料

1．4．3 环境温度

1．4．4 地材

1．5 聚羧酸保坍剂的研究现状

1．5．1 国外研究现状分析

1．5．2 国内研究现状分析

1．5．3 生产技术现状

1．6 未来市场需求及发展趋势

1．6．1 工程建设量依然庞大

1．6．2 安全生产和节能环保问题将备受关注

1．7 课题研究的目的和必要性及其创新点

1．7．1 研究目的和必要性

1．7．2 研究的创新点

第2章 聚羧酸保坍剂的研究内容及方法

2．1 研究的主要内容

2．2 研究的技术路线

2．3 保坍剂性能试验

2．3．1 宏观性能测试方法

2．3．2 微观性能测试方法

第3章 聚羧酸保坍剂单因素试验研究

3．1 引言

3．2 试验部分

3．2．1 试验原料、仪器及设备

3．2．2 聚羧酸保坍剂的合成

3．3 单因素影响试验分析

3．3．1 反应温度对保坍剂性能的影响

3．3．2 反应时间对保坍剂性能的影响

3．3．3 酸醚比对保坍剂性能的影响

3．3．4 改性引发剂对保坍剂性能的影响

3．3．5 复合分子量调节剂对保坍剂性能的影响

第4章 聚羧酸保坍剂正交试验研究

4．1 引言

4．2 正交试验设计

4．2．1 正交试验原理

4．2．2 正交试验配比设计

4．3 单体种类对保坍剂性能的影响

4．4 保坍剂性能对比试验

第5章 保坍剂应用性能的研究

5．1 引言

5．2 试验材料及仪器

5．3 保坍剂与水泥的适应性研究

5．4 保坍剂对水泥凝结时间的影响

5．5 混凝土应用性能的研究

5．5．1 分散性及保坍性能

5．5．2 抗压强度

5．6 保坍剂的稳定性研究

第6章 保坍剂的分子结构表征及作用机理探讨

6．1 聚羧酸保坍剂的分子结构表征

6．1．1 聚羧酸保坍剂的红外光谱分析

6．2 聚羧酸保坍剂的作用机理

第7章 结论与展望

7．1 论文结论

7．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文及参与科研情况

致谢