混凝土用聚羧酸类降粘剂的合成范文

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摘要：高标号混凝土的高粘度影响其在工程中的应用，文章研究了不同分子量的马来酸聚乙二醇（MAH-PEG），甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸（AA）合成降粘剂，并讨论各单体作用原理。研究表明PEG分子量为1000，MMA：AA:MAH-PEG的摩尔比为0.4:2:1，引发剂和链转移剂用量分别为MAH-PEG质量的1.4%和1%时，合成降粘剂具有一定减水性能，其能显著降低高标号混凝土的粘度。

关键词：高标号混凝土；粘度；聚羧酸类降粘剂；流动性

0引言

随着建筑行业的高速发展以及我国基础建设的加大，土木工程规模不断扩大，混凝土用量也不断增加，对混凝土要求也日益提高[1]。如何降低混凝土粘度成为高强与超高强混凝土发展的关键问题。目前可采用的降粘方法主要是添加外加剂和调整掺合料来实现。其中一种是添加适量的引气剂形成微小封闭球状气泡或者添加微珠颗粒，起到滚珠效应来减少骨料颗粒之间的摩擦力，从而降低粘度，但作用有限，并且过多气泡对强度有不利影响。掺合料主要是掺入粉煤灰改善工作性能，但对超高强混凝土降粘效果也十分有限[2~3]。目前通有机合成降粘研究仍然较少。本文通过利用聚羧酸减水剂可设计性，通过引进特殊官能团和控制主链和侧链长度[4~5]，调节降粘剂在水泥颗粒表面水膜层厚度，并起到润滑作用，从而起到降低混凝土粘度，旨在解决高标号混凝土粘度大流速慢的问题。

1试验

1.1试验试剂聚乙二醇（Mr=600，Mr=1000,Mr=1500，Mr=2000，分别表示为PEG600，PEG1000，PEG1500，PEG2000）颐分析纯，上海展云化工有限公司；马来酸酐（MAH）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）、过硫酸铵（APS）、链转移剂（具有还原性）、氢氧化钠，均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2马来酸聚乙二醇酯（MAH-PEG）合成在四颈烧瓶中加入450gPEG，升温到50益，开启搅拌，按摩尔比PEG颐MAH=1颐1投入MAH，升温70~80益，在不断搅拌下反应3~4h，得到黄色或红色液体即为马来酸聚乙二醇酯，根据聚乙二醇分子量不同分别标记为MAH-PEG600，MAH-PEG1000，MAH-PEG1500，MAH-PEG2000。

1.3降粘剂的合成在四颈烧瓶中投入一定量水、MAH-PEG、链转移剂、组成釜底液。一定量的水、AA、MMA组成液，一定量水和过硫酸铵组成B液，将釜底温度升到60~70益，同时滴加A液和B液滴加，3h滴加完毕，滴加完毕后保温老化1~2h，用NaOH溶液调节PH为7~8。即得到降粘剂。

1.4分析方法水泥净浆流动度按GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》中的方法进行测试，W/C=0.29，降粘剂掺量0.22%（折固掺量）。混凝土粘度用流空时间来评价，依照GB8076-2016的规定进行，其中混凝土配合比采用工程用C60配合比，混凝土各材料用量见表1，降粘剂占胶凝材料的0.03%。

2结果与讨论

2.1MAH-PEG分子量对水泥净浆流动度和混凝土粘度的影响在MAH-PEG用量不变情况下，控制MMAAA颐MAH-PEG摩尔比为0.2颐2颐1，过硫酸铵和链转移剂分别占单体总质量的1.2%和1%条件下。调整PEG分子量，考察PEG分子量对净浆流动度和混凝土粘度的影响规律。

2.2甲基丙烯酸甲酯对水泥净浆流动度和混凝土粘度的影响在MAH-PEG1000用量不变情况下，控制摩尔比AA：MAH-PEG1000=2颐1，过硫酸铵和链转移剂分别占单体总质量的1.2%和1%条件下。调整MMA用量，考察其对净浆流动度和混凝土粘度的影响规律。

2.3AA对水泥净浆流动度和混凝土粘度的影响在MAH-PEG1000用量不变情况下，控制摩尔比MMA颐MAH-PEG1000=0.4颐1，过硫酸铵和链转移剂分别占单体总质量的1.2%和1%条件下。调整AA与MAH-PEG比例用量，考察其对净浆流动度和混凝土粘度的影响规律。

2.4过硫酸铵对水泥净浆流动度和混凝土粘度的影响在MAH-PEG1000用量不变情况下，控制摩尔比MMA颐AA颐MAH-PEG1000=0.4颐2颐1，链转移剂占MAH-PEG1000质量的1%条件下。调整过硫酸铵用量，考察其对净浆流动度和混凝土粘度的影响规律。

2.5链转移剂对水泥净浆流动度和混凝土粘度的影响在MAH-PEG1000用量不变情况下，控制摩尔比MMA颐AA颐MAH-PEG1000=0.4颐2颐1，（NH4）2S2O8用量为MAH-PEG1000质量的1.4%时条件下。调整链转移剂用量，考察其对净浆流动度和混凝土粘度的影响规律。

3结论

本文研究了不同分子量的马来酸聚乙二醇（MAH-PEG），甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸（AA）合成降粘剂的作用机理。研究表明：在PEG分子量为1000时合成MAH-PEG1000，控制MMA颐丙烯酸颐MAH-PEG100摩尔比为0.4颐2颐1，引发剂和链转移剂分别占MAH-PEG1000质量的1.4%和1%条件下，合成降粘剂具有一定减水性能，其能显著降低高标号混凝土的粘度。

作者：邓妮；方世昌；颜义 单位：贵阳绿洲苑建材有限公司