天津市建筑科学研究院有限公司 天津 300193
【摘要】在结合国内外聚羧酸系高性能减水剂的研究及制备基础上，采用当前主流分子设计方案，选择成熟可靠的制备工艺，选择合适大分子单体和共聚物，合成一种高浓型聚羧酸减水剂，且性能不低于市售低浓度聚羧酸产品。
【关键词】聚羧酸；高浓型；减水剂
聚羧酸系高性能减水剂已成为高性能混凝土中一种必备材料。市场上常规聚羧酸减水剂液体浓度多在20％～40％之间，运输成本相对较高，产品销售半径受限；粉体产品耗能大，成本偏高，同掺量时较液体产品性能普遍偏低。为缓解这一问题，研制一种高浓型聚羧酸减水剂。
1 合成方案
1.1 工艺
选用聚醚大分子单体，共聚物为丙烯酸AA、单体AB、单体AC，引发剂采用复合盐GA，反应温度60~80℃，以常压水溶液聚合方式进行。
1.2 原材料
烯丙基聚氧乙烯醚（APEG）：山东博克化学，工业级；异戊烯聚氧乙烯醚（TPEG）：山东博克化学，工业级；丙烯酸（AA）：天津科密欧化学试剂有限公司，分析纯；共聚单体AB：天津科密欧化学试剂有限公司，分析纯；共聚单体AC：南京艾普拉斯化工公司，工业级；引发剂GA：天津市北方化学试剂厂，分析纯；氢氧化钠：天津市北方化学试剂厂，分析纯，配制成45%溶液用；去离子水：电导率＜50μs/cm。
1.3 仪器设备
搅拌器：天津华兴科学仪器厂，D-7401-W；电热鼓风干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司；恒温数显水浴锅：上海启前电子科技有限公司；蠕动泵：保定齐力恒流泵有限公司；电子天平：上海精密科学仪器有限公司，FA-2204B，三颈瓶：天津北方化学玻璃仪器厂，1L。
2.工艺参数
工艺参数为聚醚分子类型、合成体系浓度、单体摩尔比、引发剂用量、合成温度、合成时间和加料方式。通过实验逐一确定最佳工艺参数，以水泥净浆流动度初步判定高浓型聚羧酸减水剂的减水效果。得到最佳工艺参数为：体系浓度65%，各材料摩尔比为n（APEG）：n（AA）：n（AB）：n（AC）=1：2.4：0.7：0.3，引发剂用量为单体总质量的3.5%。具体操作过程为：先在三颈瓶中将APEG、AB、AC依次溶解，升温至75℃，滴加AA和GA，AA溶液先于GA溶液0.5h滴完，反应5h后用45%浓度NaOH溶液调pH值至7±1。
3.性能验证
将合成样品，依据GB8076-2008和GB/T8077-2012进行试验，检验样品的匀质性和混凝土性能。并选择了天津地区市场占有量较大的两种聚羧酸减水剂作为对比，编号为市售1和市售2，合成样品编号为MPC-1。混凝土指标测试时折合为同浓度进行试验。
3.1 匀质性
由表1看出，合成的聚羧酸减水剂样品不含氯离子，总碱量低，其它匀质性指标均满足国标要求，且匀质性指标不输于市场上两种聚羧酸减水剂。
3.2 混凝土性能
以常用的中低强度等级C30泵送混凝土配合比为例，采用天津本地混凝土原材料。对比两种市售常规浓度聚羧酸减水剂，拌合物性能和硬化性能如下：
表1 高浓度聚羧酸匀质性试验
编号含固量，%密度，g/mlPH硫酸钠，%氯离子，%总碱量，%
MPC-165.21.2446.50.380.001.88
图2混凝土各龄期强度对比
对比图1、图2，研制的高浓型聚羧酸减水剂的匀质性和混凝土性能均达到国标要求，且与市售两种常规浓度减水剂相比，综合性能更优。
4 结论
合成的高浓度聚羧酸减水剂匀质性和混凝土性能达到本研究的设定目标。与天津市场上具有代表性的产品相比，各项性能与之持平或略有超越，在C30混凝土中的和易性表现优于对比样品，可以较好满足应用要求。
参考文献：
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[2]王玲，高瑞军.聚羧酸系减水剂的发展历程及研发方向[J].混凝土世界，2012，11：54-57.
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[5]黄欣.保坍型醚类聚羧酸减水剂的合成及其性能研究[D].华南理工大学，2012.
论文作者:李亮波
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第20期
论文发表时间:2016/8/22
标签：羧酸论文; 减水剂论文; 性能论文; 混凝土论文; 浓度论文; 天津论文; 天津市论文; 《低碳地产》2015年第20期论文;