具有阻锈功能的聚羧酸盐减水剂的制备与性能研究

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聚羧酸盐高性能减水剂是制备高性能混凝土的基础材料,目前制备聚羧酸盐高性能减水剂所用原料和合成工艺很多,不同的反应原料和合成工艺对制备聚羧酸减水剂的结构与性能有很大影响。本文以甲基烯基聚氧乙烯醚OXAB-501为大单体,以丙烯酸、巯基乙酸、过硫酸铵等作为反应原料,研究不同反应条件下合成的聚羧酸减水剂对水泥净浆流动度、砂浆减水率和混凝土抗压强度等性能的影响,优化了聚醚型聚羧酸减水剂的合成工艺。  在此基础上,为提高氯盐环境下混凝土结构的耐久性,在应用聚羧酸盐减水剂制备低水胶比高性能混凝土的同时,提高使钢筋锈蚀的氯离子浓度阈值十分重要。因此,提出对聚醚型聚羧酸减水剂进行接枝或复合改性的研究思路,使聚羧酸分子链上接有含氮官能团而不改变聚羧酸分子的梳型结构,使制备减水剂在不损失原有减水效果的同时获得阻锈功能。红外光谱测试结果表明,制备的减水剂中含有N元素、磺酸基、羧酸基、醚基等官能团,符合分子结构设计要求。对自制减水剂应用于混凝土中的性能测试结果表明,掺入接枝三聚氰胺官能团的聚羧酸减水剂,混凝土的主要物理力学性能满足要求。  将自制接枝三聚氰胺官能团的聚羧酸减水剂添加到模拟混凝土孔溶液中,对浸泡在溶液中的钢筋电极进行动电位扫描和交流阻抗测试,研究表明接枝三聚氰胺官能团的聚羧酸减水剂具有一定的阻锈功能,且阻锈功能随着掺量增加而增强。为进一步增强减水剂的阻锈效果,研究了将自制具有阻锈功能的聚羧酸减水剂与其他有机阻锈剂复合阻锈效果。首先在混凝土模拟盐溶液中,筛选出对钢筋具有保护作用的单组份阻锈物质:羧甲基型两性咪唑啉、乙醇胺、N,N二甲基乙酰胺、1,2,4-三氮唑。然后,将筛选出阻锈效果较为明显的单组份阻锈剂与接枝三聚氰胺官能团的聚羧酸减水剂复配,在模拟混凝土溶液中进行钢筋的电化学测试,发现接枝三聚氰胺官能团的聚羧酸减水剂与N,N二甲基乙酰胺、三氮唑复配后能够抑制钢筋锈蚀。最后,在水泥浆体中添加复合的阻锈减水剂,研究其在硬化水泥浆体中对钢筋的保护效果,发现接枝三聚氰胺官能团的聚羧酸减水剂与N,N二甲基乙酰胺复配后,在水泥净浆中能对钢筋电极起较长时间的保护作用。
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