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聚马来酸酐—丙烯酰胺高效减水剂的合成及性能研究

聚马来酸酐—丙烯酰胺高效减水剂的合成及性能研究

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作者：张孝兵南京工业大学

学位级别：硕士

随着高性能、大流动度混凝土以及商品混凝土的发展，人们对混凝土外加剂的要求越来越高。聚羧酸盐系高效减水剂既具有较好的初始流动性，又具有较好的保坍性，日益成为混凝土外加剂领域研究的热点。本文通过自由基共聚的方法在水相体... 详细信息

随着高性能、大流动度混凝土以及商品混凝土的发展，人们对混凝土外加剂的要求越来越高。聚羧酸盐系高效减水剂既具有较好的初始流动性，又具有较好的保坍性，日益成为混凝土外加剂领域研究的热点。本文通过自由基共聚的方法在水相体系中制备马来酸酐—丙烯酰胺共聚物。通过对影响共聚物分子量的因素的研究，得出初始中和度、引发剂用量、反应物浓度及反应温度与共聚物分子量之间的关系。通过对在一定条件下制备的共聚物的分子量的测定，得到制备作为减水剂使用的马来酸酐—丙烯酰胺共聚物的制备工艺。为了提高聚马来酸酐—丙烯酰胺减水剂的初始流动度，本文通过对酸酐基团与聚乙二醇的单酯化改性得到初始流动度提高了60％的改性产物，且该产物具有一定的缓凝性。通过对不同条件下得到的共聚物的酯化产物的性能的测试得到初始中和度、引发剂用量、反应物浓度、反应温度与酯化产物性能的关系。同时讨论了共聚物单体配比、PEG分子量、PEG与马来酸酐的投料比与酯化产物的性能关系。得到制备酯化产物的最佳工艺路线。通过对酰胺基团的磺甲基化改性得到初始流动度提高了20％的改性产物，且改性产物具有较长时间的缓凝性。通过对不同引发剂用量条件下的共聚物和不同配比的共聚物的磺甲基化改性产物的性能讨论，得出制备磺甲基化改性产物的最佳工艺。本文还对水泥标准稠度用水量与凝结时间进行测定，得出酯化改性的减水剂减水率达到20％，磺甲基化改性的减水剂减水率为6.3％，改性产物均有一定的缓凝性。通过对减水剂-水泥体系水化温度的测定，得出减水剂能够抑制水泥水化。通过对水泥一水体系的PH值和酯化产物的PH对性能的影响的讨论，确定酯化产物使用时的最佳酸碱度。通过对碱性条件下酯化产物粘度变化的讨论，分析酯化产物具有徐放行的原因。通过减水剂对不同水泥的适应性研究，发现酯化改性的减水剂对常用的水泥具有较好的适应性。通过对复配减水剂与单一减水剂的比较，酯化产物既能够单独使用又能够与常用的萘系减水剂复配使用。通过对砂浆减水率的测定发现改性产物对砂浆同样具有较好的分散性。通中文摘要过对砂浆的 28天强度测定，发现添加酯化改性产物的砂浆抗压强度提高 17．7％，抗折强度提高 10．4％。而添加磺甲基化产物的砂浆因较长时间的缓凝，强度有所下降。通过对减水剂的表面张力、吸附量、5电位研究，发现改性后的减水剂均比未改性的共聚物更能降低水的表面张力;茶系减水剂比合成的减水剂具有更大的饱和吸附量，但彼此的在水泥颗粒表面的吸附形态并不相同：减水剂一水一水泥体系具有双电层，加了减水剂的水泥胶粒的电负性显著增加，改性后产物的负电性与改性前相比明显增加。

关键词：高效减水剂,马来酸酐-丙烯酰胺共聚物,单酯化,碳甲基化,ζ电位,表面张力,吸附量

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