www.毛片.com,制服丝袜在线不卡,国产小视频在线免费,91av中文字幕

聚羧酸- 萘共聚型高效減水劑的性能研究

2006-05-26 00:00
摘 要合成了聚羧酸- 萘共聚型高效減水劑WHJ S ,闡述了該減水劑的合成工藝,分析了合成產(chǎn)品的紅外譜圖,并比較了與萘磺酸甲醛縮合物FDN 和聚羧酸減水劑在流動(dòng)度、表面張力、電動(dòng)電位和保坍性等性能方面的差別。結(jié)果表明:聚羧酸高分子成功地接枝到萘環(huán)上,且克服了傳統(tǒng)萘系減水劑坍落度損失大的缺點(diǎn),并保持了較好的流動(dòng)度。
 
關(guān)鍵詞聚羧酸前體;接枝反應(yīng);坍落度;流動(dòng)度
 
 
   傳統(tǒng)的萘系高效減水劑一般都具有原料廉價(jià)易得、引氣量較小、減水率高、水泥適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn),其主要缺點(diǎn)是坍落度損失大。
 
    新一代聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)中不僅含有磺酸基,而且含有羧基。磺酸基具有很強(qiáng)的減水作用,羧基則有減水緩凝保坍作用[1 ] 。因此聚羧酸減水劑減水率高而且保坍性好, 60 min 后坍落度幾乎不損失,120 min后坍落度損失低于10 %[2 ] ,但該減水劑大部分依賴進(jìn)口,價(jià)格偏高。因此,作者結(jié)合上述兩種減水劑的性能優(yōu)點(diǎn),合成了一種聚羧酸- 萘共聚型高效減水劑WHJ S ,并與萘系、聚羧酸減水劑進(jìn)行了性能比較。
 
1 實(shí)驗(yàn)
1.原料
 
    丙烯酸羥乙酯,工業(yè)品;烯丙基磺萘,化學(xué)純;濃硫酸, ≥98 %;馬來(lái)酸酐(MA) ,化學(xué)純; 烯丙基磺酸鈉(AL S) ,35 %水溶液;苯乙烯,化學(xué)純;鹽酸, ≥36 %;甲醛,工業(yè)品;水泥,堡壘42.5R 型復(fù)合硅酸鹽水泥,華新水泥股份有限公司;砂:河砂, Mx = 2.6 ; 石子: 5~20 mm ,二級(jí)配;性能測(cè)試用聚羧酸減水劑(Co PoCa) :德國(guó)麥斯特SP-8SL ;萘系減水劑:β2萘磺酸甲醛縮合物( FDN) ,水電八局外加劑廠生產(chǎn)。
 
1.2  合成工藝1)
 
    萘磺酸的合成及水解:根據(jù)文獻(xiàn)[ 3 ] ,反應(yīng)到水解這一步,水解溶液備用。
    減水劑的合成:按照文獻(xiàn)[4 ]采取正交法合成聚羧酸前體,其溶液經(jīng)萃取后,進(jìn)行氯甲基化反應(yīng),然后與第一步所得備用溶液進(jìn)行縮合反應(yīng),生成聚羧酸- 萘共聚型高效減水劑的溶液。
   
 
1.3 性能測(cè)試
1.3.1 凈漿流動(dòng)度的測(cè)定
 
    按照GB 8077 - 87《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》,在水灰比W ∶C = 0.35 時(shí)分別測(cè)定摻有Co2PoCa 、WHJ S 及FDN 的水泥的凈漿流動(dòng)度,并與空白試驗(yàn)做對(duì)照。
 
1.3.2 ζ 電位測(cè)量
 
    將1 g 水泥加入到400 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.35 %的減水劑溶液中,攪拌約5 min后,離心,將清液抽入毛細(xì)管,用WD-9408D 顯微電泳儀測(cè)定電泳電位。
 
1.3.3 坍落度實(shí)驗(yàn)
 
    按照GBJ 80 - 85 測(cè)不同時(shí)間段的坍落度值,并將摻WHJ S 與摻FDN 的混凝土做坍落度的比較。
 
2 結(jié)果與討論
2.1 紅外光譜圖分析
 
    圖2 是聚羧酸- 萘共聚型高效減水劑的IR 圖。
 
   
 
    從圖2 可以看到:1696.69 cm- 1 處是由C = O 基伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的特征吸收峰,正常的C = O 基峰應(yīng)出現(xiàn)在1723.26 cm- 1 附近,因?yàn)镃 = O 基與SO3 H 基之間有氫鍵形成使峰的位置產(chǎn)生偏移;1200 cm- 1 附近也有C - O 的伸縮振動(dòng)峰,因?yàn)闇p水劑溶液偏堿性,且減水劑分子中不可能含醚,故該減水劑分子中含有羧基;1600 ~ 1450 cm- 1 段有芳烴的骨架振動(dòng)峰;1118.30 cm- 1 處是磺酸基的伸縮振動(dòng)峰。這就證明含羧基的聚羧酸前體長(zhǎng)鏈分子接枝到了萘環(huán)上。
 
2.2 流動(dòng)度測(cè)量
 
    圖3 是摻有不同減水劑溶液的凈漿流動(dòng)度隨時(shí)間變化的曲線圖。
 
   
 
    從圖3 可以看出,3 種摻有減水劑的凈漿流動(dòng)度相對(duì)不摻減水劑的凈漿均有大幅提高,其中聚羧酸減水劑的凈漿初始流動(dòng)度最大,為261.3 mm ,且凈漿流動(dòng)度幾乎不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而下降;WHJ S 的水泥初始凈漿流動(dòng)度為248.3 mm ,略大于萘系減水劑的凈漿初始流動(dòng)度, 但是WHJ S 的凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)變化小,90 min后流動(dòng)度減少量不超過(guò)初始流動(dòng)度的2 %,相對(duì)而言萘系減水劑的凈漿流動(dòng)度下降得較快。
 
2.3 ζ 電位測(cè)量
 
    如果不考慮立體吸附形態(tài)效應(yīng),一般而言,ζ 電位絕對(duì)值越大,水泥顆粒之間的排斥力就越大,凈漿流動(dòng)度就越大,經(jīng)時(shí)性就越好[6 ]
 
    水泥顆粒吸附減水劑分子后影響 ζ 電位值的主要因素是減水劑的結(jié)構(gòu)和吸附量。不同減水劑溶液的ζ電位值如圖4 所示。從圖4 可以看出,空白試驗(yàn)時(shí),水泥顆粒表面的ζ電位從+ 10 mV下降到0 mV ,最后變?yōu)? 7 mV左右。這是因?yàn)樵谒跗阡X酸鹽[ 鋁酸三鈣(C3A) 、鐵鋁酸四鈣(C4 AF) ]水化使水泥顆粒呈正電,硅酸鹽[硅酸三鈣(C3 S) 、硅酸二鈣(C2 S) ]則使之帶負(fù)電[7 ] 。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間為1 h ,因此這里的水化初期指的是誘導(dǎo)前期和誘導(dǎo)期(或靜止期) ,C3 S 的誘導(dǎo)前期大約持續(xù)15 min ,C2 S 水化慢一些,誘導(dǎo)前期會(huì)長(zhǎng)一些,C3A 水化反應(yīng)很迅速,它的誘導(dǎo)前期時(shí)間會(huì)因水泥中石膏的含量而定[8 ] ;當(dāng)水泥與水開(kāi)始拌和時(shí),鋁酸鹽,尤其是C3A 使水泥顆粒ζ電位值為正且較大,隨后15 min C3 S 和C2 S 水化漸漸抵消鋁酸鹽的影響,故此階段 ζ 電位值為正,并呈下降的趨勢(shì);15 min后C3 S和C3A 進(jìn)入誘導(dǎo)期,短期內(nèi)不再水化,而此時(shí)C2 S 使水泥顆粒帶負(fù)電的能力強(qiáng)過(guò)C4AF使之帶正電的能力,因此ζ電位值下降加快。30 min后硅酸鹽和鋁酸鹽均進(jìn)入誘導(dǎo)期,ζ 電位值趨于穩(wěn)定。
 
   
 
    從圖4 還可以看出,F(xiàn)DN 的初始 ζ 電位的絕對(duì)值較高,但隨著時(shí)間的延長(zhǎng),其 ζ 電位絕對(duì)值大幅度下降,這是因?yàn)樗囝w粒對(duì)FDN 減水劑的吸附狀態(tài)是平貼在水泥顆粒表面的剛直棒狀吸附,吸附力較弱,隨著水化的進(jìn)行,容易發(fā)生脫落;WHJ S 高效減水劑分子和聚羧酸減水劑分子中有較多的羧基,且吸附時(shí)呈齒形,因此有較強(qiáng)的吸附力,加上支鏈立體障礙等原因使 ζ 電位下降得較慢,這與這兩種減水劑對(duì)水泥的分散性好、凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失小是對(duì)應(yīng)的。
 
2.4  表面張力測(cè)試
 
    Prior 及Adams 認(rèn)為,減水劑是一種表面活性物質(zhì),它降低了水泥- 水界面的界面張力,有利于水泥顆粒的分散[9 ] 。表面張力測(cè)定結(jié)果如圖5 所示。
 
   
 
    從圖5 可以看出,當(dāng)三種減水劑用量較小時(shí),表面張力降低較大,當(dāng)增加到一定量后,隨著用量的增加,表面張力不再明顯降低,而只會(huì)適當(dāng)增加混凝土的引氣性,對(duì)保持水泥漿的流動(dòng)性是有利的。
 
2.5 坍落度試驗(yàn)
 
    表1 顯示了摻FDN 與WHJ S 的混凝土經(jīng)時(shí)坍落度值: 摻FDN 的混凝土經(jīng)過(guò)1 h 后坍落度損失約38 % ,2 h后坍落度損失達(dá)52 %;摻WHJ S 的混凝土分別為11 %和20 %??梢?jiàn),聚羧酸- 萘共聚型高效減水劑有效地克服了萘系減水劑坍落度損失過(guò)快過(guò)大的缺點(diǎn),有較好的保坍效果。
 
   
 
3 結(jié)論
 
    經(jīng)紅外光譜圖檢測(cè),聚羧酸已接枝到FDN 的萘環(huán)上;WHJ S 各項(xiàng)物化性能指標(biāo)和施工性能指標(biāo)均明顯優(yōu)于FDN , 特別是凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失更?。?0 min后流動(dòng)度減少量不超過(guò)初始流動(dòng)度的2 %) ,以及保坍性更好(1 h后坍落度損失約11 %) ,從而克服了萘系減水劑的缺點(diǎn)。

編輯:

監(jiān)督:0571-85871667

投稿:news@ccement.com

本文內(nèi)容為作者個(gè)人觀點(diǎn),不代表水泥網(wǎng)立場(chǎng)。聯(lián)系電話:0571-85871513,郵箱:news@ccement.com。
2024-11-27 13:56:26