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目前低水泥浇注料使用的高效减水剂的特点及效果
浏览: 发布日期:2021-10-25
现在,减水剂正向着高效能、低掺量及复合化的方向发展,聚羧酸高效减水剂即为第三代高效减水剂的杰出代表,其根据混凝土的实际性能盖驳进行减水剂分子结构设计,分子呈梳形结构,主链上带有多个极件较强的活性基团,侧链上带有数量占多数的亲水性活性基团以及分子链较短、数量少的疏水基,使其在混凝土应用中表现出高减水率、高保坍性和体积稳定性的性质。 
聚羧酸系高效减水剂首先在20世纪80年代末由日本触媒公司研制成功,90年代正式投入工业化生产,1995年以后,聚羧酸系减水剂大量应用于高层建筑,在日本的使用量超过了萘系减水剂。 
 

 
聚羧酸系高效减水剂 
其分子结构式可表示为如图1所示。 
与其他高效减水剂相比,聚羧酸系减水剂的分子结构主要有以下特点: 
分子结构呈梳形:聚羧酸系高效减水剂主链上带有较多的活性基团,并且极性较强。这些基团有磺酸基团(-SO3-)、羧酸基团(-COO-)、羟基基团(-OH)、聚氧烷基烯基团(-(CH2CH2O)m-R)等,形成梳形结构。各基团对水泥浆体的作用不相同,如磺酸基的分散性好;羧酸基除有较好的分散性外,还有缓凝效果; 
羟基不仅具有缓凝作用,还能起到浸透润湿的作用;聚氧烷基类基团具有保持流动性的作用。 
 
图1聚羧酸系高效减水剂的分子结构 
 
侧链带有亲水性的活性基团,并且链较长,通过梳形柔性吸附形态,形成网状结构,具有较高的立体位阻效应,再加上羧基产生的静电排斥作用,可表现出较大的立体斥力效应。 
分子结构自由度相当大,合成时可控制的参数多、高性能化的潜力大。通过控制主链的聚合度、侧链(长度、类型)、官能团(种类、数量及位置)、分子量大小及分布等参数可对其进行分子结构设计,研制出性能优异的高效减水剂。 
聚羧酸高效减水剂合成单体包括(甲基)丙烯酸、马来酸(酐)、聚乙二醇、(甲基)丙烯磺酸(盐或酯)及丙烯酰胺等,其合成方法主要有:大分子单体法、大分子反应法、原位聚合与接枝。各种乙烯类单体经共聚合反应获得主链,在主链上含有阴离子(如羧基、磺酸基)及其他极性基团(如羟基、醚、酰胺、胺)等的水溶性高分子,表现出很多皮好的使用性能。 
低水泥浇注料经科学级配,以Al2O3(含刚玉、矶土熟料等)作骨料,矾土细粉、刚玉细粉和镁砂细粉作基质,掺加α-Al2O3和SiO2超微粉优化基质,用铝酸钙水泥作结合剂,掺适量减水剂以分散基质,改善浇注料拌合物流动性,直接引入预合成的镁铝尖晶石,或通过引入镁砂MgO与Al2O3在高温下原位反应形成尖晶石等技术,对耐火材料施工性能、使用性能进行优化提高其使)效果。 
在低水泥浇注料体系中,减水剂、微粉、结合剂形成彼此依赖的结合系统,其在结合系统中共同起作用并相互影响,通过水化反应,结合剂产生胶凝结合作用,微粉填充于骨料空隙中,降低拌合用水量。一方面,微粉、结合剂在水中形成胶体粒子,在减水剂的作用下,粒子表面形成双电层的重叠,粒子之间产生静电斥力,克服质点间的范德华力,降低界面能,阻止粒子之间的吸附絮凝:另一方面,粒子周围吸附了减水剂,形成溶媒层,增大了低水泥浇注料的流动性,改善了低水泥浇注料的性能。因此,微粉的作用与减水剂密不可分,当选择了合适的微粉和减水剂品种,科学合理配料,结合系统就能充分发挥其作用,否则易发生瞬时凝结、流动性降低或硬化延迟等。 
 
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