綠色氨基磺酸系高性能減水劑ASM的研制與作用機(jī)理研究.pdf

1、該文以對(duì)氨基苯磺酸鈉、苯酚和甲醛為主要原料合成氨基磺酸系高效減水劑,研究了綠色氨基磺酸系高效減水劑ASP的合成工藝.通過建立蒸餾-紫外光譜法和電位滴定法,快速、準(zhǔn)確分析ASP中游離苯酚和甲醛.研究了反應(yīng)物料配比、時(shí)間、pH值、溫度及濃度等工藝參數(shù)對(duì)減水劑的分散性能及游離苯酚和甲醛的含量的影響.分子量對(duì)氨基磺酸系減水劑的物化性能及分散性能存在較大的影響.分子量在17500~42000范圍內(nèi),分散與緩凝保坍性能較好,但泌水率也較高;分子量太

2、小或太大,分散性能及緩凝性能均下降.儲(chǔ)存溫度、濃度、pH值、反應(yīng)物料的配比等均影響減水劑的穩(wěn)定性.研究ASP的減水作用機(jī)理表明,ASP屬于非引氣性的高效減水劑,在溶液中電離為聚合物大陰離子和鈉離子,聚合物大陰離子在水泥顆粒表面的吸附使ξ-電位由-24.0mv上升到-48.0mv(減水劑濃度在0~20g/L),水泥顆粒間靜電斥力增大;盡管ASP在水泥顆粒表面的吸附量和ξ-電位絕對(duì)值均比萘系減水劑FDN小,但ASP含有較多極性支鏈,在水泥顆

3、粒表面的吸附層厚度約為FDN的5倍,立體空間位阻較大;同時(shí)ASP分子中的磺酸基、羥基和氨基,親水性強(qiáng),可在水泥顆粒表面形成厚的溶劑化層,增強(qiáng)了水泥顆粒間的潤(rùn)滑作用,使ASP具有很強(qiáng)的減水分散作用.由于ASP在水泥顆粒表面吸附產(chǎn)生的靜電排斥、空間位阻作用及厚的溶劑化層,阻礙了水泥顆粒間的凝聚.吸附后ASP殘余濃度較高,ξ-電位較穩(wěn)定;同時(shí)由于ASP含有的-OH、-NH<,2>、-SO<,3><'->能與水化產(chǎn)生的Ca<'2+>形成不穩(wěn)定的

4、絡(luò)合物,抑制水化硅酸鹽CSH和Ca(OH)2結(jié)晶體的形成,從而抑制水泥初期水化.故ASP表現(xiàn)出良好的緩凝保坍性能.ASP較強(qiáng)的緩凝作用和良好的分散作用,使水泥水化結(jié)晶體生長(zhǎng)更完整,混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí),抗壓強(qiáng)度高.ASP減水率及混凝土抗壓強(qiáng)度高,且坍落度損失小,但價(jià)格較高,混凝土保水性差,限制了其應(yīng)用范圍.通過研究ASP與木素磺酸鹽系列減水劑及FDN的配伍規(guī)律,ASP通過與一定比例的改性木鈣GCL1-3A及水溶性高分子配伍,成功研制了綠色改性

5、氨基磺酸系高性能減水劑ASM.混凝土減水率為22.4﹪,ASM減水率雖較ASP有所下降,但混凝土工作性能得到明顯改善,摻0.6﹪ASM的砂漿泌水率僅為2.3﹪,而0.5﹪摻量ASP的砂漿泌水率為12.4﹪ASM具有較強(qiáng)的緩凝保坍性能,2h流動(dòng)度損失僅為12.1﹪;混凝土28d抗壓強(qiáng)度比為139.6﹪,而相同摻量FDN的28d抗壓強(qiáng)度比為121.3﹪.ASM能滿足配制高性能混凝土的需要.通過改性有利于擴(kuò)大氨基磺酸高效減水劑在高性能混凝土中