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本文的研究工作以国家“973”计划项目《高性能水泥制备和应用的基础研究》子课题化学外加剂对高性能水泥水化进程的影响为背景,探讨聚羧酸系高性能混凝土减水剂的合成工艺及性能研究,主要工作及成果如下:1.减水剂构性关系研究:聚羧酸高效减水剂的结构基本上都遵循一定的规则,即:在梳型聚合物主链上引入一定比例的官能团,如羧基、磺酸基等来提供电荷斥力;在支链上引入长短不同的聚氧烷基醚类侧链,其醚键的氧与水分子形成强力的氢键,并形成溶剂化的立体保护膜,该保护膜既具有分散性,又具有分散保持性;通过调整聚合物主链上各官能团的相对比例、聚合物主链和接技侧链长度以及接技数量的多少,达到结构平衡的目的。以上述理论为指导,本研究运用高分子设计原理,采用MG、MA、MS等不饱和单体为原料直接共聚,合成了一类新型聚羧酸高效减水剂。2.合成酯化大单体的工艺研究:选用MA和MG直接酯化合成MAMG酯的最佳酯化条件为:以自制ZJ为阻聚剂、催化剂用量为反应物总质量的8%~9%、用甲苯为溶剂,摩尔比MA∶MG=1.5∶1、反应温度140℃左右,反应时间6h左右;选用MS和MG直接酯化合成MSMG酯的最佳酯化条件为:催化剂用量为反应物总质量的8%~9%、用甲苯为溶剂,反应温度145℃左右,反应时间5h左右。3.合成减水剂共聚物的聚合工艺研究:MAMG∶MA摩尔比为1.5∶1,引发剂用量7%,反应温度90~100℃,反应时间7~8h,合成的共聚物性能最好;MSMG∶MA摩尔比为1.1∶1,引发剂用量7%,反应温度90~100℃,反应时间7~8h,合成的共聚物性能最好;以MA作为酯化反应单体合成的减水剂的初始净浆流动度大于以MS作为酯化反应单体合成的减水剂的初始净浆流动度,流动度经时损失相近。4.所合成减水剂的性能研究:合成的聚羧酸系减水剂,在水泥净浆中最佳掺量为0.15%~0.2%,水泥净浆流动度及保持率,明显高于萘系减水剂FDN,与进口聚羧酸系减水剂相当;用合成的聚羧酸系减水剂,配制的混凝土及掺粉煤灰混凝土,坍落度损失小、混凝土材料不离析、粘聚性好;综合性能明显优于萘系减水剂FDN、与进口聚羧酸系减水剂相接近;可以降低水化热,延缓放热峰,有效减小混凝土因为水化温差而引起的开裂。5.减水剂的工业化可行性分析:本试验研究的聚羧酸系混凝土减水剂合成工艺过程简单容易控制、对设备要求不高,可以进行工业化生产。