一種新型聚羧酸保坍劑的研究與應用

陳惠，趙婷婷，裴繼凱，李軍平，王正波

（1.山西建筑工程（集團）總公司，山西 太原 030002；2.山西合盛邦砼建材有限公司，山西 太原 030006）

一種新型聚羧酸保坍劑的研究與應用

陳惠1，趙婷婷2，裴繼凱2，李軍平2，王正波2

（1.山西建筑工程（集團）總公司，山西 太原 030002；2.山西合盛邦砼建材有限公司，山西 太原 030006）

采用異戊二烯基聚氧乙烯基醚、馬來酸酐、丙烯酰銨在引發(fā)劑過硫酸銨的引發(fā)下，水溶液共聚合成新型保坍劑，并對其進行了減水率、保坍性能測試，經(jīng)混凝土實驗證明該保坍劑具有一定減水效果和較好的保坍性能，它與聚羧酸減水劑復合使用時可明顯提高減水率，混凝土保坍性能優(yōu)異，可與高效減水劑復合配制高強混凝土.

保坍劑；保坍性能；減水率

0 引言

與傳統(tǒng)的高效減水劑相比，聚羧酸類減水劑雖然具有摻量低、減水率高、分子結(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點，但面對國內(nèi)復雜多變的水泥及混凝土材料，聚羧酸類減水劑往往表現(xiàn)不出其高性能的優(yōu)勢［1］.在某些工程中，聚羧酸類減水劑會經(jīng)常遇到減水率低、坍落度損失較快、混凝土和易性差等水泥適應性問題.

水泥適應性中最常見的問題是坍落度損失過快.目前用來降低減水劑坍落度損失的方法主要有5種：（1）復合緩凝組分；（2）減水劑反復多次添加；（3）減水劑后添加法；（4）緩釋法；（5）復配反應性高分子共聚物［2］.

在針對坍落度損失過快這個問題上，外加劑工作者通常以聚羧酸類減水劑和葡萄糖酸鈉、蔗糖、糖蜜等緩凝劑復配來改善減水劑的保坍能力.以摻加糖類等作為緩凝成分解決混凝土坍落度損失過快的傳統(tǒng)做法，已遠遠不能滿足工程需要，特別是當運輸距離較長時，問題尤為突出［3］.緩凝劑的加入并不能從根本上解決保坍能力弱的缺點，過多的摻量反而會使混凝土的凝結(jié)時間延長，降低混凝土質(zhì)量，影響施工進度.于是，開發(fā)一種既能保持坍落度在較長時間內(nèi)不損失，又不影響硬化混凝土后期性能的保坍劑就成了混凝土外加劑的研究熱點.

1 試驗部分

1.1 保坍劑的合成

（1）合成原料與儀器

異戊二烯基聚氧乙烯基醚，自制；馬來酸酐（MA），山西新和太明化工有限公司；丙烯酰銨（AM），天津化學試劑廠；過硫酸銨（APS），天津化學試劑廠.

DW-2型電動攪拌器，SZCL-2數(shù)顯智能控溫儀，NJ-160A水泥凈漿攪拌機.

（2）合成工藝

在裝有攪拌器、溫度計的三口燒瓶中先加入一定量的蒸餾水、異戊二烯基聚氧乙烯基醚，升溫至50℃，攪拌使大單體與水混合均勻，然后依次加入小單體馬來酸酐、丙烯酰銨、引發(fā)劑過硫酸銨，控制反應溫度70～75℃，攪拌反應4 h后冷卻至40℃以下，用質(zhì)量濃度為30%的NaOH溶液調(diào)p H值為7～8得到黃色透明液體，即聚羧酸鹽保坍劑.

2 產(chǎn)品性能評價

2.1 水泥凈漿試驗

試驗條件及方法：凈漿流動度測試參照GB／T8077-2000《混凝土外加劑均質(zhì)性試驗方法》中的水泥凈漿流動度測試方法，稱取鼎鑫P.O42.5硅酸鹽水泥300 g，加入87 g水，攪拌3 min，將拌好的凈漿迅速注入截錐圓模（上口直徑36 mm，下口直徑60 mm，高60 mm），計時，任水泥凈漿在玻璃板上流動至30 s，用直尺量取流淌部分相互垂直的兩個方向的最大直徑.水泥凈漿試驗結(jié)果如表1所示.

表1 水泥凈漿流動度試驗Table 1 Cement paste fluidity test

從凈漿試驗來看，摻加了保坍劑后，水泥凈漿流動度隨時間的延長損失較小，說明保坍劑雖然對減水效果有一定的影響，但對降低流動度損失卻十分有利.

2.2 混凝土性能試驗

2.2.1 混凝土試驗材料

水泥：鼎鑫水泥P.O 42.5

沙：山西地產(chǎn)河沙Mx＝2.7

石子：5～10 mm玄武巖小石子，10～20 mm玄武巖大石子

活性摻合料：一級粉煤灰

外加劑：JS，聚羧酸鹽減水劑

2.2.2 實驗用混凝土配合比

表2 混凝土配合比Table 2 Concrete mixture proportion

用水量根據(jù)坍落度進行調(diào)節(jié).

2.3 結(jié)果與討論

2.3.1 減水率測試結(jié)果

將自制的聚羧酸保坍劑按表2所示的混凝土配合比進行減水率、坍落度損失、混凝土抗壓強度的測試，將自制的保坍劑標記為BTJ，將市場上的聚羧酸高效減水劑標記為JS，測試結(jié)果如表3所示.

表3 減水率測試結(jié)果Table 3 Test results of water reducing rate

由表3可以看出，該保坍劑具有一定的減水效果，它與聚羧酸減水劑復合以后，具有協(xié)同效應，大大提高了復合減水劑的減水作用，使高效減水劑的減水率達到32%.這種減水率的提高，對節(jié)約水泥和提高混凝土強度將具有重要意義.

2.3.2 坍落度損失實驗結(jié)果

表4 坍落度損失實驗結(jié)果Table 4 Test results of slump loss

從表4實驗結(jié)果可見，不摻保坍劑時，混凝土坍落度損失較大，1 h就損失了10 mm，當保坍劑摻量為水泥用量的0.05%時，混凝土坍落度1.5 h只損失了10 mm，證明保坍劑的加入克服了高效減水劑坍落度損失過大過快的缺點，保坍效果明顯，它能保持新拌混凝土的流動性，為混凝土的使用創(chuàng)造了有利的條件.

2.3.3 摻保坍劑混凝土的強度測試

混凝土抗壓強度試驗參照GB8076-2008《混凝土外加劑》，實驗用混凝土配合比編號2，水灰比 W／C＝0.29，實驗溫度20℃.

表5 混凝土抗壓強度Table 5 Compressive strength of concrete

從表5實驗結(jié)果來看，保坍劑與聚羧酸減水劑復合使用，由于減水率的提高，混凝土的強度有所增加，克服了混凝土早期強度低的缺點.

3 小結(jié)

本文采用異戊二烯基聚氧乙烯基醚、馬來酸酐、丙烯酰銨在引發(fā)劑過硫酸銨的引發(fā)下，水溶液共聚合成新型保坍劑，經(jīng)混凝土實驗證明它具有一定減水效果和較好的保坍性能，它與聚羧酸減水劑復合使用時可明顯提高減水率達32%，可與高效減水劑復合配制高強度混凝土.

［1］ 冉千平，王蔚，田倩，等.新型接枝聚合物保坍劑的綠色合成及性能評價［J］.新型建筑材料，2002（7）：19-20.

［2］ 田培，姚燕，王玲，等.2002-2003年中國混凝土外加劑現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［C］.混凝土外加劑及其應用技術(shù)研討會，2004：28-31.

［3］ 張月星，冉千平，劉加平，等.新型羧酸類接枝共聚物高效保坍劑的性能研究［J］.新型建筑材料，2006（9）：53-55.

Research and Application of Polycarboxylate Slump Retaining Agent

CHEN Hui1，ZHAO Ting-ting2，PEI Ji-kai2，LI Jun-ping2，WANG Zheng-bo2
（1.ShanxiConstructionEngineering（group）Company，Taiyuan030002，China；2.ShanxiHeShengBangTongBuildingMaterialsCo.，Ltd.，Taiyuan030006，China）

A new kind of polycarboxylate slump retaining agent was synthesized by prenyl polyoxyethylene ether，maleic anhydride，acrylic acid ammonium in the initiator of ammonium persulfate as initiator，and has carried on the water reducing ratio，slump loss-preventing performance test.The experimental results show that the concrete slump retaining agent has a certain water reducing effect and good slump loss-preventing performance，It can significantly improve the water reducing rate and concrete slump retaining performance when it was composited with polycarboxylic superplasticizer，it can prepare high-strength concrete compound with superplasticizer.

slump retaining agent；slump retaining property；water reducing rate

TU528.42

A

0253-2395（2011）S2-0070-03

2011-09-05

陳惠（1955-），山西建筑工程（集團）總公司.E-mail：836993887＠qq.com.*通訊聯(lián)系人：E-mail：zhaotingting86＠163.com