改性萘系減水劑的研制.pdf

1、減水劑(The water reducing agent)是主要的混凝土用外加劑之一。其作用是在混凝土拌和料流動(dòng)度和坍落度不變的情況下能較大幅度減少拌和水用量，改善混凝土的施工性能，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。目前我國(guó)大量使用的減水劑品種是萘系減水劑，該減水劑具有減水率高、原料廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn)，但是其最大的缺點(diǎn)是坍落度損失過大。20世紀(jì)90年代美國(guó)、日本等國(guó)家開始研發(fā)聚羧酸鹽系減水劑。盡管該減水劑減水率高，摻量低，保坍性好，但是由于其合成工

2、藝條件要求嚴(yán)格，技術(shù)性強(qiáng)，所用的原料也較昂貴，因此到目前為止，在國(guó)內(nèi)該類減水劑基本上還處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，在實(shí)際中沒有得到推廣應(yīng)用。
　　 本文根據(jù)主導(dǎo)官能團(tuán)理論和減水劑的空間位阻斥力作用機(jī)理，提出了對(duì)萘系減水劑進(jìn)行接枝改性，在萘系減水劑的分子主鏈上接枝帶有大量活性基團(tuán)(一OH和-COOH)的支鏈，使吸附了改性萘系減水劑分子的水泥顆粒在依靠分子間靜電斥力阻止其絮凝的同時(shí)發(fā)揮分子間的位阻斥力，進(jìn)一步阻止水泥顆粒間的絮凝作用，從而克

3、服萘系減水劑坍落度損失過快的缺點(diǎn)。
　　 本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　 1.通過單因素法探討了萘磺?；磻?yīng)、接枝反應(yīng)及縮合反應(yīng)中溫度、時(shí)間、配料比、改性劑加入量及酸度等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，并用正交化方法優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件下合成改性萘系減水劑的合成工藝。
　　 2.比較了萘磺酰氯和苯磺酰氯對(duì)改性萘系減水劑初始凈漿流動(dòng)度的影響，結(jié)果表明可以用苯磺酰氯來(lái)代替萘磺酰氯，從而減少萘磺酰氯制備過程中對(duì)環(huán)境的污染，降低成

4、本。
　　 3.將改性萘系減水劑與國(guó)產(chǎn)的萘系減水劑及美國(guó)格雷斯外加劑公司生產(chǎn)的聚羧酸鹽系減水劑在物化性能及應(yīng)用性能方面進(jìn)行了比較，物化性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：改性萘系減水劑在表面張力、表面吸附量及ζ電位經(jīng)時(shí)變化等性能方面明顯優(yōu)于萘系減水劑；在混凝土試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)葡萄糖酸鈉改性萘系減水劑和聚羧酸鹽改性萘系減水劑的減水率，2h內(nèi)的坍落度損失率比萘系減水劑分別提高了3.39％、6.78％和減少了41.4％、52.5％，和聚羧酸鹽系減水劑的性能相

5、接近。
　　 4.對(duì)接枝反應(yīng)物、接枝產(chǎn)物及改性萘系減水劑作了紅外光譜的比較。和接枝反應(yīng)物的紅外圖譜相比，接枝產(chǎn)物圖譜中磺酸基官能團(tuán)吸收峰位置向低波數(shù)方向移動(dòng)，表明改性劑和苯磺酰氯已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)，改性劑已接枝到苯磺酰氯分子上；和接枝產(chǎn)物的紅外圖譜相比，改性萘系減水劑分子中苯環(huán)上的C-H鍵在指紋區(qū)吸收峰的數(shù)目和位置均已發(fā)生變化，苯環(huán)由一元取代變成了三元取代，表明接枝產(chǎn)物已經(jīng)縮合到改性萘系減水劑的分子主鏈中。
　　 5.分析了改