聚羧酸缓凝减水剂的制备及应用

摘要

随着建筑行业的快速发展，水泥混凝土及建筑石膏用外加剂的使用也越来越广泛，减水剂已成为重要的外加剂之一。聚羧酸减水剂成为即木质素磺酸盐减水剂、萘系减水剂后第三代高性能减水剂。本文详细介绍了国内外减水剂研究现状及发展趋势，通过分子设计原理合成出一系列含有较多羧酸根(-COO-)和聚氧化乙烯醚[-(O-CH2-CH2)n-]梳状结构的缓凝聚羧酸高性能减水剂。
　　 课题选用烯丙基聚氧乙烯醚-1000(APEG-1000)、α-甲基丙烯酸(MAA)和马来酸酐(MA)合成出缓凝型聚羧酸减水剂PCMA；在PCMA基础上通过添加还原剂抗坏血酸(C6H8O6)降低反应能耗，合成缓凝型聚羧酸减水剂PCMA-V；在PCMA基础上通过掺加单体总质量不同比例的改性木质素磺酸钙降低产品单体成本，合成一系列木质素磺酸钙改性聚羧酸减水剂PCMA-C。
　　 通过红外光谱及表面张力测试，分析PCMA系列减水剂分子官能团情况及表面性能。对PCMA系列减水剂进行一系列水泥净浆性能测试，讨论了减水剂种类及掺量对水泥净浆流动度、经时损失、减水率、凝结时间及抗压强度的影响，并结合XRD图谱及SEM扫描电镜照片分析产生性能差别的原因。对PCMA系列减水剂进行一系列磷石膏净浆性能测试，讨论了减水剂种类及掺量对磷石膏净浆标准稠度用水量、凝结时间、抗折强度及抗压强度的影响并分析原因。
　　 结果标明：水泥净浆体系中，PCMA及PCMA-V减水剂具有强缓凝型，较高减水率，净浆试块后期强度较好；PCMA-C系列减水剂成本低，净浆试块早期强度更高。磷石膏净浆体系中，PCMA及PCMA-V减水剂标准稠度用水量低，减水率高，抗折抗压强度较好，均优于PCMA-C系列减水剂。PCMA系列减水剂工艺简单易行，并可通过调整抗坏血酸及改性木质素磺酸钙用量来调整缓凝效果、减水效果、试块强度及产品成本，即保证了产品性能又降低的产品成本，利于推广应用。