聚羧酸高效减水剂的结构与性能关系研究

关 键 词:施工技术
资料等级:聚羧酸高效减水剂的结构与性能关系研究
发布时间:2014-5-23
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                                                   聚羧酸高效减水剂的结构与性能关系研究
近年来,混凝土外加剂的研究与生产日趋向高性能、无污染方向发展。聚羧酸高效减水剂由于减水率高、保坍性能好、强度增长快,适宜配制高强、超高强混凝土、高流动性及自密实混凝土,成为国内外混凝土外加剂研究开发的热点[1,2]。
高效减水剂的作用机理主要基于两个理论,即静电斥力学说和空间位阻学说。静电斥力学说以DLVO 溶液分散与凝聚理论为基础,认为高效减水剂吸附在水泥颗粒上,产生较强的静电斥力的作用,从而使团聚的水泥颗粒得以分散,赋予浆体优良的工作性。空间位阻学说以Mackor 熵效应理论为基础,认为空间位阻作用取决于高效减水剂的结构和吸附形态或者吸附层厚度等[3]。
聚羧酸高效减水剂的分子结构呈梳形,特点是主链上带多个活性基团,并且极性较强;侧链带有亲水的活性基团,并且链较长、数量多;疏水基团的分子链段较短,数量也少[4]。聚羧酸高效减水剂的代表产物很多,但其结构都基本上遵循一定的规则,即:在梳型聚合物主链上引入一定比例的官能团,如羧基(— COOH)、磺酸基(— SO3H)等来提供电荷斥力 ;在支链上引入长短不同的聚氧烷基醚类侧链,其醚键的氧与水分子形成强力的氢键,并形成溶剂化的立体保护膜,该保护膜既具有分散性,又具有分散保持性;通过调整聚合物主链上各官能团的相对比例、聚合物主链和接技侧链长度以及接技数量的多少,达到结构平衡的目的。聚羧酸减水剂进入水泥-水体系中,疏水的主链立即吸附在水泥粒子表面并改变其表面的ξ电位,起到静电斥力的作用 ;亲水的侧链伸向水溶液,形成溶剂化的保护膜,起到空间位阻的作用并传递一定的静电斥力[5]。
以上述理论为指导,本研究运用高分子设计原理,以过硫酸铵和双氧水为复合引发体系,采用烯丙基聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺等不饱和单体为原料直接共聚,合成了一类新型聚羧酸高效减水剂,并讨论了聚合物分子的主链结构、各官能团的种类及数量、侧链长度等对分散性能及分散保持能力的影响。
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