磺化聚天冬氨酸減水劑的制備及性能研究.pdf

1、聚羧酸系減水劑是指含有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯等側(cè)鏈的大分子化合物，具有減水率高、坍落度損失小、不泌水等優(yōu)點(diǎn)。但由于其反應(yīng)條件復(fù)雜、難以固化、部分聚羧酸系減水劑在生成過程中會(huì)產(chǎn)生環(huán)境問題，在一定程度上限制了其應(yīng)用。因此，本文將以聚琥珀酰亞胺為中間體，通過接枝氨基磺酸后水解而制備出合成工藝簡單且可固化的聚羧酸減水劑。
　　首先以馬來酸酐和氨水為原料制備聚琥珀酰亞胺（MPSI），探尋合適的反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等參數(shù)，得到不同相

2、對(duì)分子質(zhì)量的MPSI。對(duì)MPSI與氨基磺酸進(jìn)行不同摩爾配比的接枝過程中的反應(yīng)溫度和時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)制備出以馬來酸酐為原料的四種磺化聚天冬氨酸減水劑（MSPAsp）和聚天冬氨酸減水劑（MPAsp）。研究了MPSI相對(duì)分子質(zhì)量、摩爾配比和減水劑摻入量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)性的影響；探討了MPAsp和MSPAsp對(duì)混凝土的坍落度、抗折、抗壓強(qiáng)度以及水泥水化物顆粒表面Zeta電位的影響。結(jié)果表明：在MPSI相對(duì)分子質(zhì)量為18532，氨基磺酸與P

3、SI接枝配比為1.2:1，摻量為1.2％時(shí)， MSPAsp的凈漿流動(dòng)度達(dá)到最大值194 mm，較MPAsp的凈漿流動(dòng)度提高了56.96%，此減水劑的水泥凈漿在120 min后的流動(dòng)損失為27.91%。摩爾配比為1:1.2時(shí)制備的MSPAsp，其摻量為1.2%時(shí)，混凝土28 d的抗折和抗壓強(qiáng)度均是最大，分別為5.397 MPa和44.6 MPa，較基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度分別提升了9.76%和19.89%，120 min后混凝土的坍落度損失為41

4、mm。場發(fā)射電鏡（SEM）掃描結(jié)果和X射線衍射儀（XRD）的分析結(jié)果相一致，MSPAsp減水劑在一
　　定程度上延遲了水泥早期的水化進(jìn)程；Zeta電位分析結(jié)果說明MSPAsp減水劑能夠提高水泥水化物顆粒表面的電負(fù)性的絕對(duì)值。
　　以L-天冬氨酸為原料進(jìn)行熱縮聚反應(yīng)，通過對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、磷酸用量等參數(shù)的控制和分析得到反應(yīng)參數(shù)對(duì)聚琥珀酰亞胺（PSI）相對(duì)分子質(zhì)量的影響結(jié)果，從而通過控制反應(yīng)參數(shù)而制得不同相對(duì)分子質(zhì)量的PSI

5、，將PSI與氨基磺酸按照不同摩爾比進(jìn)行接枝，通過對(duì)接枝與水解時(shí)反應(yīng)參數(shù)的控制，得到聚天冬氨酸減水劑（PAsp）和四種磺化聚天冬氨酸減水劑（SPAsp)。探討了PSI相對(duì)分子質(zhì)量、摩爾配比和減水劑摻入量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)性的影響，研究了PAsp和SPAsp對(duì)混凝土坍落度、抗折、抗壓強(qiáng)度的作用，探究了其對(duì)P·O和P·S水泥的適應(yīng)性以及水泥水化物顆粒表面Zeta電位的影響；采用FT-IR對(duì)所制備的減水劑進(jìn)行了表征；以XRD對(duì)基準(zhǔn)水泥試樣和摻加SP

6、Asp減水劑的水泥在經(jīng)過3d、7d、28d養(yǎng)護(hù)后的水化程度進(jìn)行了表征；用發(fā)射場掃描電鏡（SEM）分析了基準(zhǔn)試樣和摻加減水劑的水泥試樣養(yǎng)護(hù)3 d、28 d后的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：在PSI相對(duì)分子質(zhì)量為57398，氨基磺酸與PSI摩爾配比為0.75:1時(shí)制備的SPAsp綜合性能最好，當(dāng)其摻量為0.8%時(shí)，水泥凈漿流動(dòng)度達(dá)到271 mm，與PAsp相比提高了52.17%，120 min后混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失率為11.73%；配比為0.75:1