缓释型聚羧酸减水剂的合成及性能优化

聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究1聚羧酸减水剂是一种新型的高效混凝土减水剂，与传统的磺酸盐减水剂相比，具有优异的减水效果和低泌水率特性。

其主要成分是聚羧酸及其改性产物，可以通过复杂的化学反应过程进行合成。

本文将介绍聚羧酸减水剂的合成方法，并对其引气和早强性能进行研究。

一、聚羧酸减水剂的合成方法1. 聚合法聚合法是一种常见的聚羧酸减水剂合成方法。

该方法的步骤如下：首先将单体与引发剂混合，在所需温度下进行聚合反应，得到聚羧酸。

然后将聚羧酸与交联剂混合，进行交联反应，最终形成聚羧酸减水剂。

聚合法合成的聚羧酸减水剂具有分子量大、结构稳定的特点。

但该方法存在聚合反应难控制、引发剂残留等问题。

2. 缩合反应法缩合反应法是另一种常见的聚羧酸减水剂合成方法。

该方法的步骤如下：将羟基聚氧化物和羧酸混合反应，使其发生缩合反应，得到聚羧酸酯。

再将聚羧酸酯与羧酸混合反应，得到聚羧酸减水剂。

缩合反应法合成的聚羧酸减水剂具有结构简单、反应温和等优点，但副反应简单易失活、成本较高等问题。

综合比较，聚合法和缩合反应法各有优缺点，应根据实际情况选择合适的方法进行合成。

二、聚羧酸减水剂的引气性能研究引气是混凝土中的微气泡，可以降低混凝土的密实度和提高其抗冻性、耐久性等性能。

聚羧酸减水剂可以通过控制化学结构实现引气作用。

目前较为常用的引气剂是联苯甲酸类聚羧酸减水剂，其引气机理是气泡在混凝土中的生成、扩散和稳定。

由于聚羧酸减水剂中与引气作用相关的络合基团结构不同，引气性能也有差异。

研究表明，以亲水性较高的羟基带有醛基的聚羧酸为基础的聚羧酸减水剂引气性能较好，可获得满意的减水效果和引气效果。

同时，引气剂的加入量、混凝土的水胶比和气孔度等因素也会影响聚羧酸减水剂的引气性能。

三、聚羧酸减水剂的早强性能研究早强是指混凝土在一定养护期内表现出的强度发展速度。

聚羧酸减水剂中常常添加缓凝剂，可以充分利用其多种羧酸基团作用，实现早强效果。

沈阳建筑毕业论文毕业论文题目缓释型聚羧酸减水剂的合成与缓释机理研究学院专业班级材料化学09-1班学生姓名姜峰性别男指导教师赵苏职称教授2013年6月10日摘要随着建筑行业的发展，工程应用中对减水剂的要求逐步提高,满足不同施工要求及应用特性的聚羧酸减水剂相继研发。

缓释型聚羧酸高效减水剂具有缓慢释放其分散作用的特性，可以达到使混凝土的流动性逐渐增大的效果，既能防止新拌混凝土的泌水，又能确保混凝土施工时具有良好的工作性能，并且可以避免高温运输造成的混凝土坍落度损失过快现象，保证了混凝土的工作性能、力学性能和良好的耐久性能，是符合特殊施工要求的新型聚羧酸减水剂。

本课题首先研究制备了一系列分散及保持性能良好的普通聚羧酸减水剂作为基础体系，并通过对羧酸根离子保护与释放机理的研究及实验，在此体系的基础上确定以羧酸二甲酯为主要缓释组分，进而对该缓释体系进行优化，最终得到性能优良的缓释型聚羧酸高效减水剂。

采用红外光谱等检测方法对缓释型聚羧酸高效减水剂分子进行相应的结构性能表征，明确了缓释型聚羧酸高效减水剂的吸附进程并对反应配比及反应条件对目标减水剂的分子量和分子量分布的影响进行了分析。

通过对不同水泥相容性、减水剂的饱和掺量、混凝土坍落度保持和力学性能实验，明确了目标缓释型聚羧酸高效减水剂的掺量、工作性能和强度。

证明实验制备的缓释型聚羧酸高效减水剂在应用中具有良好的缓释效果。

本课题减水剂最终效果可使水泥1h前后扩展度17/18到24/24，水泥水化热放热峰成功被推迟数小时，用水掺量下降20％，减水效果良好。

关键词：缓释；聚羧酸减水剂；羧酸衍生物；水解ABSTRACTThe requriment of the super plasticizer applied in construction increases with the development of construction industry, new super plasticizers was studied to meet various construction requirements and application characteristics. The slow-release polycarboxylic acid based super plasticizer offers a slow release of it’s dispersion actions to achieve the effect that the flowability of the concretee increases gradually. It can both prevent the bleeding of the fresh concrete, ensure the operating property and avoid the evaporation of the mixing water caused by transport in hot weather. So the concrete may have a good workability, mechanics performance and durability.Therefore, the slow-release polycarboxylic acid based super plasticizer is a new type product that applys to special construction requirement.The study preparaed a basic polycarboxylic acid based super plasticizer reaction system with good dispersion and flowability retain properties first. Through the study and experiments on the protection and releasing mechanisms for carboxylic acid ions,it selected dimethyl itaonate as the releasing component, And then optimized the system to get the objective slow-release polycarboxylic acid based super plasticizer.The study characterized the structure and performance by adopting the method of inftared spectrum, total organic carbon adsorpt and laser multi-angle scattering etc..The test results make the adsorption process clear, and analysised relationship between the molecular weight, molecular weight distribution of the objective slow-release super plasticizers.The test for different cement adaptability, saturated content and concrete slump and mechanical property show the addition, workability and mechanical strength. The objective slow-release super plasticizers perform good slow-release function in application.This topic superplasticizer cement 1h before the final results can extend degrees 17/18 to 24/24, the exothermic peak heat of hydration of cement success was delayed for several hours, water dosage decreased by 20%, reducing the effect of water is good.Keywords: slow-release, poly carboxylic acid based super plasticizer, carboxylic acid derivatives, hydrolyze目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外发展状况 (2)1.2.1聚羧酸减水剂的发展 (2)1.2.2聚羧酸高效减水剂在应用过程中存在的问题 (2)1.2.3聚羧酸系减水剂的系列化发展趋势 (4)1.2.4聚羧酸高效减水剂的吸附机理研究 (6)1.2.4.1聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附 (6)1.2.4.2聚羧酸减水剂主要基团对吸附的影响 (7)1.2.5聚羧酸高效减水剂与水泥颗粒的相互作用 (8)1.2.5.1静电斥力作用 (8)1.2.5.1空间位阻作用 (9)1.2.6聚羧酸减水剂对水泥水化的影响 (9)1.3 本课题的主要内容 (10)1.4 本课题的研究意义 (11)第二章原材料与实验方法 (12)2.1 实验原料 (12)2.2测试方法 (12)2.2.1附量的测定方法 (12)2.2.2水泥水化热的测定方法 (13)第三章缓释型聚羧酸高效减水剂合成工艺研究 (14)3.1缓释型聚羧酸减水剂的研究与制备 (14)3.1.1缓释方法的选择 (14)3.1.2交联型聚羧酸高效减水剂的研究与制备 (15)3.1.3分子内反应型聚羧酸减水剂的研究与制备 (15)3.1.3.1缓释型聚羧酸减水剂合成机理分子结构设计 (15)3.1.3.2不同羧酸酯的影响 (17)3.1.3.3甲基丙烯酸磺酸钠的影响 (19)3.1.3.4双氧水浓度变化对水泥流动性的的影响 (20)3.1.3.5减水剂反应时间变化对水泥流动性的影响 (21)3.1.3.6减水剂反应温度对于减水效果的影响 (21)3.1.3.7减水剂PH和水泥流动性的关系 (22)3.2丙烯基羧酸二甲酯缓释型聚羧酸减水剂的制备 (23)3.2.1丙烯基羧酸二甲酯均匀设计实验 (23)3.3本章小结 (23)第四章缓释型聚羧酸减水剂分子结构表征及作用机理探讨 (25)4.1吸附量的测定 (25)4.2水泥水化热的测定 (25)4.3本章小结 (26)第五章缓释型聚羧酸减水剂应用性能研究 (27)5.1混凝土实验结果 (27)5.2饱和掺量对水泥净浆流动性的影响 (27)5.3砂浆减水率测定 (27)5.4凝结时间的测定 (28)5.5本章小结 (28)第六章结论 (30)结论 (30)致谢 (33)参考文献 (34)附录一 (39)附录二 (44)第一章绪论1.1 课题背景从上世纪30年代开始，美国等国家已经开始在公路等工程上使用松香酸钠、木质素磺酸钠、硬脂酸皂等早期减水剂。