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【摘要】本文主要探讨了混凝土聚羧酸减水剂常温合成工艺，从高性能减水剂的化学结构、作用机理出发，以理论为基础，通过聚合，并合成出具有梳型分子结构聚羧酸减水剂。就聚羧酸减水剂合成及性能试验进行研究。
【关键词】聚羧酸；减水率；净浆流动度；强度
引 言
近年来，混凝土已成为当今不可缺少的建筑材料，如何改善混凝土性能，以满足工程建设需要，是混凝土技术人员和使用人员长期追求的目标。聚羧酸减水剂出现为配制高流动性、高耐久性的混凝土，是改善混凝土的工作度，提高混凝土流动性，在保持工作性能不变的情况下，减少水泥、用水量提高混凝土强度，在保证满足设计强度的情况下，减少单位体积混凝土的水泥用量，节约水泥；改善混凝土拌合物的可泵性以及其它物理性能。因此混凝土生产企业在高强混凝土的生产中使用聚羧酸减水剂。
1、发展过程
聚羧酸减水剂最早出现在日本，1986年日本触媒公司第一次取得聚羧酸减水剂专利，从此这种全新的高性能减水剂引起各方重视，国际上纷纷开始了对聚羧酸减水剂研究。20世纪90年代，日本开始了聚羧酸减水剂的实际工程应用和工业化生产。北美和欧洲的聚羧酸减水剂的起步落后于日本，2000年以后，北美和欧洲的聚羧酸减水剂进入了快速发展阶段。
1998年起我国开始研究聚羧酸减水剂。2001年上海建筑科学研究院研制成功国内第一例聚羧酸减水剂产品，并于2002年实现工业化生产。从聚羧酸减水剂发明到现在，聚羧酸减水剂已经经历了二十几年的不断发展和改进，进入21世纪后由于高性能混凝土概念已经广泛被人们接受，混凝土结构的设计更加强调耐久性，聚羧酸减水剂也步入快速发展阶段。这类新型的高性能减水剂的性能与以前减水剂相比是如此优异，加上其生产和应用具有绿色环保特点，以至于普遍公认聚羧酸高性能减水剂是新一代减水剂产品，代表着混凝土外加剂行业今后的发展方向。
2、实 验
2.1 原材料
巰基乙酸，化学纯，分子式C2H4O2S，分子量91.1096，密度1.33g/ml；
丙烯酸， 化学纯，分子式C3H4O2，相对分子量72.06，相对密度1.05；
过氧化氢，分析纯，化学式H2O2，分子量34.01，密度1.13g/ml（20℃）；
TPEG，改性聚醚，分子量2400；
氢氧化钠，分析纯，化学式NaOH，分子量39.9971，密度2.130 g/cm3；
去离子水，工业品
维生素C，分析纯，分子式C6H8O6，分子量176.12u
AMPS，化学纯，分子式C7H13NO4S，分子量207.24，密度1.45
2.2 主要仪器设备
（1）玻璃仪器
四口烧瓶、回流冷凝管、容量瓶、锥形瓶、温度计等
（2）主要设备
电动搅拌器，江苏金坛荣华仪器制造有限公司； 分析天平，上海方瑞仪器有限公司；
水泥净浆搅拌机，无锡建仪仪器机械有限公司；电热鼓风恒温干燥箱，济南电炉烘箱厂
2.3 实验过程
2.3.1 常温条件下聚羧酸减水剂合成
往四口烧瓶中加入计量的去离子水，TPEG改性聚醚，在15-20℃时同时滴加丙烯酸和引发剂水溶液，必须滴加2-3小时，减慢反应速度，提高链接质量，反应结束。保温1小时后，边搅拌边加入定量液碱，调节PH值，得到聚羧酸减水剂。
2.3.2 产品性能测试
按照GB/T8077《混凝土外加剂匀质性试验方法》中规定测定水泥净浆流动度；GB8076《混凝土外加剂》中规定试验方法测定混凝土坍落度和混凝土抗压强度。
3、测试结果
3.1 聚羧酸减水剂与水泥的适应性能
按照2.3.1试验方法合成自制聚羧酸减水剂，依据GB/T8077《混凝土外加剂匀质性试验方法》中规定测定水泥净浆流动度。选用生产中使用的大连长兴岛临港工业区天瑞水泥厂生产的P.O42.5水泥。具体数据见下表：
水灰比 水泥（g） 拌合用水（g） 聚羧酸减水（g） 初始净浆（mm） 1h净浆（mm）
0.29 300 87 1.0 290 280
从试验数据来看，聚羧酸减水剂与天瑞水泥有较好的适应性。
3.2 聚羧酸减水剂混凝土强度试验
混凝土强度试验以生产中常用配合比进行试验，在不掺入聚羧酸减水剂和掺量在0.4%聚羧酸减水剂情况下，具体数值见下表：
用水量/kg 坍落度/mm 抗压强度/MPa
0h 1h 3d 28d
240 200 165 12.3 31.3
170 230 215 23.7 45.2
从混凝土坍落度看，混凝土用水量240kg没有加入聚羧酸外加剂，混凝土坍落度1小时损失35mm；混凝土用水量175kg加入0.4%聚羧酸减水剂混凝土1小时损失15mm。从混凝土抗压强度看加入聚羧酸减水剂的混凝土28d抗压强度值比不加入聚羧酸的混凝土28d抗压强度值高13.9MPa。
结 论
4.1 从上述试验中可以看出，在15-20℃条件下合成聚羧酸减水剂可以用在混凝土中；
4.2 通过水泥净浆试验，聚羧酸减水剂与水泥有较好适应性；
4.3 聚羧酸减水剂在混凝土中保坍性好，增强混凝土强度好；
4.4该方法合成聚羧酸减水剂，工艺简单，降低成本，减少污染。
参考文献
[1] 寿崇琦，康杰分，宋南京，等.含不饱和聚醚的新型羧酸类减水剂合成与应用[J].混凝土.2007（1）：59-63
[2] 谭洪波，聚羧酸系混凝土减水剂研究[D].武汉理工大学.2006
[3] 郭延辉，郭京育，赵霄龙，薛庆，聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术.机械工业出版社.2005.8
【关键词】聚羧酸；减水率；净浆流动度；强度
引 言
近年来，混凝土已成为当今不可缺少的建筑材料，如何改善混凝土性能，以满足工程建设需要，是混凝土技术人员和使用人员长期追求的目标。聚羧酸减水剂出现为配制高流动性、高耐久性的混凝土，是改善混凝土的工作度，提高混凝土流动性，在保持工作性能不变的情况下，减少水泥、用水量提高混凝土强度，在保证满足设计强度的情况下，减少单位体积混凝土的水泥用量，节约水泥；改善混凝土拌合物的可泵性以及其它物理性能。因此混凝土生产企业在高强混凝土的生产中使用聚羧酸减水剂。
1、发展过程
聚羧酸减水剂最早出现在日本，1986年日本触媒公司第一次取得聚羧酸减水剂专利，从此这种全新的高性能减水剂引起各方重视，国际上纷纷开始了对聚羧酸减水剂研究。20世纪90年代，日本开始了聚羧酸减水剂的实际工程应用和工业化生产。北美和欧洲的聚羧酸减水剂的起步落后于日本，2000年以后，北美和欧洲的聚羧酸减水剂进入了快速发展阶段。
1998年起我国开始研究聚羧酸减水剂。2001年上海建筑科学研究院研制成功国内第一例聚羧酸减水剂产品，并于2002年实现工业化生产。从聚羧酸减水剂发明到现在，聚羧酸减水剂已经经历了二十几年的不断发展和改进，进入21世纪后由于高性能混凝土概念已经广泛被人们接受，混凝土结构的设计更加强调耐久性，聚羧酸减水剂也步入快速发展阶段。这类新型的高性能减水剂的性能与以前减水剂相比是如此优异，加上其生产和应用具有绿色环保特点，以至于普遍公认聚羧酸高性能减水剂是新一代减水剂产品，代表着混凝土外加剂行业今后的发展方向。
2、实 验
2.1 原材料
巰基乙酸，化学纯，分子式C2H4O2S，分子量91.1096，密度1.33g/ml；
丙烯酸， 化学纯，分子式C3H4O2，相对分子量72.06，相对密度1.05；
过氧化氢，分析纯，化学式H2O2，分子量34.01，密度1.13g/ml（20℃）；
TPEG，改性聚醚，分子量2400；
氢氧化钠，分析纯，化学式NaOH，分子量39.9971，密度2.130 g/cm3；
去离子水，工业品
维生素C，分析纯，分子式C6H8O6，分子量176.12u
AMPS，化学纯，分子式C7H13NO4S，分子量207.24，密度1.45
2.2 主要仪器设备
（1）玻璃仪器
四口烧瓶、回流冷凝管、容量瓶、锥形瓶、温度计等
（2）主要设备
电动搅拌器，江苏金坛荣华仪器制造有限公司； 分析天平，上海方瑞仪器有限公司；
水泥净浆搅拌机，无锡建仪仪器机械有限公司；电热鼓风恒温干燥箱，济南电炉烘箱厂
2.3 实验过程
2.3.1 常温条件下聚羧酸减水剂合成
往四口烧瓶中加入计量的去离子水，TPEG改性聚醚，在15-20℃时同时滴加丙烯酸和引发剂水溶液，必须滴加2-3小时，减慢反应速度，提高链接质量，反应结束。保温1小时后，边搅拌边加入定量液碱，调节PH值，得到聚羧酸减水剂。
2.3.2 产品性能测试
按照GB/T8077《混凝土外加剂匀质性试验方法》中规定测定水泥净浆流动度；GB8076《混凝土外加剂》中规定试验方法测定混凝土坍落度和混凝土抗压强度。
3、测试结果
3.1 聚羧酸减水剂与水泥的适应性能
按照2.3.1试验方法合成自制聚羧酸减水剂，依据GB/T8077《混凝土外加剂匀质性试验方法》中规定测定水泥净浆流动度。选用生产中使用的大连长兴岛临港工业区天瑞水泥厂生产的P.O42.5水泥。具体数据见下表：
水灰比 水泥（g） 拌合用水（g） 聚羧酸减水（g） 初始净浆（mm） 1h净浆（mm）
0.29 300 87 1.0 290 280
从试验数据来看，聚羧酸减水剂与天瑞水泥有较好的适应性。
3.2 聚羧酸减水剂混凝土强度试验
混凝土强度试验以生产中常用配合比进行试验，在不掺入聚羧酸减水剂和掺量在0.4%聚羧酸减水剂情况下，具体数值见下表：
用水量/kg 坍落度/mm 抗压强度/MPa
0h 1h 3d 28d
240 200 165 12.3 31.3
170 230 215 23.7 45.2
从混凝土坍落度看，混凝土用水量240kg没有加入聚羧酸外加剂，混凝土坍落度1小时损失35mm；混凝土用水量175kg加入0.4%聚羧酸减水剂混凝土1小时损失15mm。从混凝土抗压强度看加入聚羧酸减水剂的混凝土28d抗压强度值比不加入聚羧酸的混凝土28d抗压强度值高13.9MPa。
结 论
4.1 从上述试验中可以看出，在15-20℃条件下合成聚羧酸减水剂可以用在混凝土中；
4.2 通过水泥净浆试验，聚羧酸减水剂与水泥有较好适应性；
4.3 聚羧酸减水剂在混凝土中保坍性好，增强混凝土强度好；
4.4该方法合成聚羧酸减水剂，工艺简单，降低成本，减少污染。
参考文献
[1] 寿崇琦，康杰分，宋南京，等.含不饱和聚醚的新型羧酸类减水剂合成与应用[J].混凝土.2007（1）：59-63
[2] 谭洪波，聚羧酸系混凝土减水剂研究[D].武汉理工大学.2006
[3] 郭延辉，郭京育，赵霄龙，薛庆，聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术.机械工业出版社.2005.8