超支化改性聚羧酸系減水劑的合成及其在混凝土中的應(yīng)用研究.pdf

1、本論文利用多支鏈結(jié)構(gòu)的超支化聚酰胺-胺對(duì)聚羧酸系減水劑進(jìn)行改性，在聚羧酸減水劑的梳形分子鏈兩端接枝超支化聚酰胺-胺。首次利用甲基丙烯酸叔丁酯(TBMA)、烯丙基聚乙二醇(APEG)、甲基丙烯磺酸鈉(MAS)作為單體，以偶氮二氰基戊酸(ACVA)作為引發(fā)劑，以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑成功合成了分子鏈兩端帶有羧基的聚羧酸減水劑主鏈；然后以乙二胺(EDA)和丙烯酸(AA)為單體在聚羧酸減水劑主鏈兩端成功進(jìn)行了接枝，通過(guò)反應(yīng)期間多次

2、交替添加單體來(lái)控制超支化聚酰胺的代數(shù)，得到了超支化型聚羧酸減水劑(Hyperbranched-typePolycarboxylate Superplasticizers，簡(jiǎn)稱HPC); HPC兩端具有空間球形的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)單位分子內(nèi)含有更多的活潑基團(tuán)(羧基和胺基)，能與水泥顆粒形成更大的接觸面積，使減水劑分子和水泥顆粒間的結(jié)合更加的牢固，超支化的球形結(jié)構(gòu)能夠增加減水劑的空間位阻，能提高對(duì)水泥顆粒的分散穩(wěn)定性，改善聚羧酸減水劑在應(yīng)用中普遍

3、存在的水泥適應(yīng)性不好和分散體系不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。
　　 使用紅外光譜(IR)和核磁光譜(1HNMR)分別對(duì)所得超支化型聚羧酸減水劑進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，紅外和核磁譜圖都表明我們成功合成了HPC。討論了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、引發(fā)劑用量、單體配比、烯丙基聚乙二醇分子量、超支化代數(shù)等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)超支化型聚羧酸減水劑性能的影響；將合成的減水劑應(yīng)用到混凝土中，進(jìn)行了水泥凈漿流動(dòng)度的性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在單體摩爾比為MAS: TBMA:APE

4、G=1:5:0.5，引發(fā)劑ACVA用量為5.0％，接枝PAMAM代數(shù)為G4.5，烯丙基聚乙二醇分子量為700，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為5h條件下，合成的HPC具有最高的水泥凈漿流動(dòng)度。這說(shuō)明該反應(yīng)條件是最佳合成工藝條件。
　　 本研究還將合成的一系列HPC應(yīng)用到混凝土中，對(duì)不同濃度HPC溶液的表面張力、減水劑飽和摻量、減水率、經(jīng)時(shí)流動(dòng)度損失、坍落度、不同水泥適應(yīng)性、混凝土抗壓強(qiáng)度比以及混凝土凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行了測(cè)定；結(jié)果表明，該減

5、水劑能較大地降低水的表面張力，在低摻量的情況下就能有較高的凈漿流動(dòng)度、減水率及坍落度，并有較好的經(jīng)時(shí)流動(dòng)度保持性；摻加該HPC后的混凝土凝結(jié)時(shí)間明顯延長(zhǎng)，說(shuō)明該HPC具有很好的緩凝作用；對(duì)摻加了HPC的混凝土進(jìn)行了3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度測(cè)試，與基準(zhǔn)混凝土相比較具有較高的抗壓強(qiáng)度比；將該減水劑加入四種不同的水泥中，經(jīng)測(cè)試都具有較好的性能，說(shuō)明該減水劑具有良好的水泥適應(yīng)性。并將HPC與目前市場(chǎng)上的聚羧酸減水劑進(jìn)行了比較，結(jié)果表明與國(guó)內(nèi)的