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聚羧酸系减水剂具有高减水率和控制混凝土坍落度损失等优点,研究开发该类减水剂是当今混凝土高性能减水剂研究的前沿课题。目前在我国的研究尚处于起步阶段。
本文主要以甲基丙烯磺酸钠(MAS)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸(MAA)和甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料,通过酯化反应、聚合反应,合成了聚羧酸系高效减水剂,并对其性能进行了评价。本文考察了酯化反应的反应温度、酸醇摩尔比、催化剂掺量、阻聚剂掺入量等对聚羧酸系高效减水剂性能的影响,最终确定理想的反应条件是;酯化温度为125℃,酸醇比为3:1,催化剂掺入量为1%,阻聚剂掺入量为1%。采用正交设计试验法,分别研究了聚合反应中甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸和聚氧乙烯酯(PEA)的摩尔比因素对聚羧酸系高效减水剂性能的影响,以及引发剂掺入量对其性能的影响,得出合成聚羧酸系高效减水剂的理想单体摩尔比为nMAS:nAMPS:nMAA:nPEA=1.5:1.5:2:1,引发剂理想掺入量为1%。本文还通过微波反应仪成功合成了大单体及减水剂。同样条件下,常规反应时间为6h,而采用微波反应,时间仅需15min。微波反应效率约为常规实验方法的24倍,充分验证了微波反应在化学合成中的优势。
对试制样品按GB/T8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》标准检测聚羧酸系高效减水剂的匀质性,按GB8076-1997《混凝土外加剂》检测聚羧酸系高效减水剂的技术性能。性能试验结果表明,聚羧酸系高效减水剂减水率可达30%,掺入量为0.2%时,水泥净浆流动度达到215mm,掺加该高效减水剂的混凝土具有不缓凝、坍落度经时损失小、抗压强度比高等优点。此外,该高效减水剂与水泥有良好的相容性。因此,合成的新型聚羧酸系高效减水剂是性能优越的高效减水剂。