三種氧化還原引發(fā)體系合成聚羧酸減水劑研究.pdf

1、聚羧酸高效減水劑（PCA）具有高減水、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，是當(dāng)今最重要的混凝土外加劑，引發(fā)體系會對聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)與性能產(chǎn)生明顯影響。本論文采用三種氧化還原引發(fā)體系，以丙烯酸和聚醚大單體為原料兩元共聚進(jìn)行PCA合成研究，并在此基礎(chǔ)上引入含氰基、或者酯基的第三單體進(jìn)行PCA改性合成研究。
　　分別以雙氧水（H2O2）/抗壞血酸（ASA）、過氧化叔丁醇（TBHP）/次硫酸氫鈉甲醛（SFS）、鈰鹽（OCe）/氨基酸類（RAm）為三種引發(fā)體

2、系，以丙烯酸（AA）和異戊烯醇聚氧乙烯醚2400（TPEG2400）為共聚單體，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化三種引發(fā)體系引發(fā)合成PCA的制備條件。H2O2/ASA的優(yōu)化制備條件為：雙氧水用量為總反應(yīng)單體質(zhì)量的0.1％，n(H2O2):n(ASA)=4:1，溫度為45℃；TBHP/SFS的優(yōu)化制備條件為：過氧化叔丁醇用量為總反應(yīng)單體質(zhì)量的0.18%，n(TBHP):n(SFS)=1:1，溫度為25℃；OCe/RAm的優(yōu)化制備條件為： OCe用量為總反

3、應(yīng)單體質(zhì)量的1.2%，RAm為總反應(yīng)單體質(zhì)量的0.5%，溫度為60℃。
　　H2O2/ASA引發(fā)合成PCA，聚合反應(yīng)溫度為45℃。TPEG2400合成的樣品PCA（Ⅰ-TPEG2400），在折固摻量為0.12%時，初始水泥凈漿流動度為302mm，2h后流動度為196mm，流動損失為35.1%，分散保持性能優(yōu)異；GPC測試結(jié)果表明，PCA（Ⅰ-TPEG2400）的Mw可達(dá)5.7×104，Mw/Mn可達(dá)1.2，分子量分布窄；壓汞儀測得

4、摻 PCA（Ⅰ-TPEG2400）的水泥凈漿1d試塊孔隙率為24.39%，有利于其混凝土強(qiáng)度得提高；SEM觀察其1d齡期水泥試塊，結(jié)果表明水泥水化產(chǎn)物的密實(shí)度好，對混凝土強(qiáng)度的發(fā)展有利；PCA（Ⅰ-TPEG2400）促進(jìn)水泥膠砂早期強(qiáng)度快速增長，水泥膠砂1d和3d的抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到15.6MPa、42.1MPa。H2O2/ASA引發(fā)AA，分別與TPEG2400、HPEG2400、TPEG4000、HPEG4000四種大單體共聚合成的PC

5、A（Ⅰ-TPEG2400）、PCA（Ⅰ-HPEG2400）、PCA（Ⅰ-TPEG4000）、PCA（Ⅰ-HPEG4000），在折固摻量為0.12%時，水泥凈漿流動度均在210mm以上，表明H2O2/ASA對四種大單體皆具有較好的適應(yīng)性。
　　TBHP/SFS引發(fā)合成PCA，聚合反應(yīng)溫度為25℃，實(shí)現(xiàn)了在室溫條件下合成PCA。TPEG2400合成的樣品PCA（Ⅱ-TPEG2400），在折固摻量為0.12%時，初始水泥凈漿流動度為31

6、5mm，2h后流動度降至110mm，初始分散性能較好，但保持性一般；GPC測試結(jié)果表明，PCA（Ⅱ-TPEG2400）的Mw達(dá)到4.8×104，Mw/Mn達(dá)到1.1，分子量分布更窄；壓汞儀測試的PCA（Ⅱ-TPEG2400）的水泥凈漿1d試塊，其孔隙率為26.09%；SEM觀察其1d齡期水泥試塊，發(fā)現(xiàn)水泥水化產(chǎn)物密實(shí)度良好；水泥膠砂1d和3d的抗壓強(qiáng)度分別為14.9MPa、40.6MPa，早期強(qiáng)度增長不及H2O2/ASA引發(fā)體系。

7、>　　OCe/RAm引發(fā)合成屬于超支化合成PCA，聚合反應(yīng)溫度為60℃。TPEG2400合成的樣品PCA（Ⅲ-TPEG2400），在折固摻量為0.12%時，水泥初始凈漿流動度為185mm，0.5h后流動度＜100mm，流動度及其保持性均不及 H2O2/ASA和TBHP/SFS引發(fā)體系；GPC測試結(jié)果表明，PCA（Ⅲ-TPEG2400）的Mw可達(dá)2.1×104，Mw/Mn可達(dá)2.0，分子量分布較寬；壓汞儀測得的PCA水泥凈漿1d試塊孔隙率

8、為28.73%；SEM觀察摻加PCA（Ⅲ-TPEG2400）的1d齡期水泥試塊，表明水泥水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)較為疏松；水泥膠砂1d和3d的抗壓強(qiáng)度分別為12.2MPa、37.5MPa，早期強(qiáng)度增長不及TBHP/SFS引發(fā)體系。
　　比較上述三種引發(fā)體系合成的PCA，總體而言以H2O2/ASA引發(fā)體系最佳。因此，采用 H2O2/ASA引發(fā)體系，分別采用丙烯腈、丙烯酸羥乙酯、馬來酸二甲酯等作為改性單體，與丙烯酸和TPEG2400三元共聚，進(jìn)行