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聚羧酸系高性能减水剂的研制的开题报告一、研究背景及意义目前，水泥混凝土行业对于减水剂的需求日益增加。
减水剂是指在水泥基材料中加入少量的化学添加剂，从而有效减少混凝土中水泥用量，同时提高混凝土的可塑性以及抗裂性。
聚羧酸系高性能减水剂具有高效率、防止混凝土开裂和长期强度稳定等优点，因此广泛应用于大型水利工程、高速公路、高层建筑等领域。
虽然聚羧酸系高性能减水剂在市场上广泛应用，但其性能仍需进一步优化。
目前，国内生产的聚羧酸系高性能减水剂主要针对低强度早期抗压强度的需求，对于中强度或高强度混凝土应用较少。
因此，如何研制出高效、高稳定性的聚羧酸系高性能减水剂将是当前研究的重点和挑战。
二、研究内容和方法本研究的内容主要是围绕聚羧酸系高性能减水剂的研制展开，包括以下几个方面：1. 合成新型化学结构的聚羧酸，并进行物理化学性质的表征和分析。
2. 以已有聚羧酸系高性能减水剂为基础，通过改变分子结构，提高附加功能，实现全面性能提升。
方式为改变单体比例、改变单体种类等。
3. 综合考虑混凝土工程应用状况，调整减水剂的物理化学性质，提高应用的效果。
研究方法主要包括合成化学、物理化学和材料力学等。
在实验室内，使用常用的化学实验室设备进行化学物质的合成和表征。
对样品的物理化学性质进行分析测试，包括比表面积、离子度、分子量等指标。
同时使用材料力学测试仪器，评估减水剂在混凝土工程中的应用效果。
三、预期成果通过本次研究，预计可以获得以下成果：1. 合成出具有突出性能的新型聚羧酸系高性能减水剂，具有高效率、防止混凝土开裂和长期强度稳定等优点。
2. 通过改变聚羧酸系高性能减水剂的分子结构，提高其适用范围，实现全面性能提升。
3. 验证新型聚羧酸系高性能减水剂在混凝土工程中的应用效果，为大型水利工程、高速公路、高层建筑等领域提供优良的材料选择。
四、研究意义通过此次研究，可以为减少水泥用量、提高混凝土可塑性和抗裂性等方面提供科学依据。
同时，还可以推动水泥混凝土行业的升级和发展。
聚羧酸系和脂肪族系高效减水剂选用及合理掺量研究王兴【摘要】减水剂作为一种混凝土外加剂,可以在水泥拌和过程中保持混凝土坍塌度不变的基础上降低加水量。
分析了聚羧酸系高效减水剂和脂肪族系高效减水剂的基本特点,以P.O42.5R普通硅酸盐水泥为原材料,研究了聚羧酸系、聚羧酸系与脂肪族系高效减水剂掺杂对混凝土抗压强度、减水率以及坍落度经时损失、水泥流动能力的影响。
结果表明,高效减水剂混凝土与空白对照品相比,坍落度、减水率和抗压强度明显增加,坍落度经时损失较小。
聚羧酸系高效减水剂单独使用效果最优,脂肪族系高效减水剂单独使用时效果最差,两种减水剂掺杂后的效果介于二者单独使用之间。
聚羧酸系高效减水剂和脂肪系高效减水剂依照三种比例复合掺量后,初始净浆流动速度、净浆流动损失效果良好。
【期刊名称】《太原学院学报：自然科学版》【年(卷),期】2019(037)001【总页数】5页(P1-5)【关键词】聚羧酸系高效减水剂;脂肪族系高效减水剂;掺量【作者】王兴【作者单位】[1]福建林业职业技术学院,福建南平353000【正文语种】中文【中图分类】TU528.042.20 引言减水剂起源时间较早,目前已经经过了多年的发展和不断改进。
1961年,国外科学家研制出了第一代高效减水剂[1]。
相比之前使用的木质素磺酸盐减水剂来说,性能明显提升,因此也被称作是“超塑化剂”。
经过几十年改进后,第二代高效减水剂问世,其典型代表有氨基磺酸盐。
聚羧酸高效减水剂是羧酸和磺酸经聚合反应而生成的第三代高效减水剂,性能明显优于其它类型减水剂。
聚羧酸减水剂其水泥分散性能十分优异,有助于混凝土拌和物流动性的提升,有助于混凝土坍落度的提升,有助于降低水泥拌和过程中的用水量,显著改善混凝土特性。
也有部分减水剂会提升混凝土的坍塌速度,增加经时损失,若提高掺量可能出现泌水现象[2]。
高效减水剂通常情况下不会影响混凝土的凝结时间,可能掺量过多时会出现延迟凝结的现象,但并不会影响混凝土的早期抗压强度。
广东建材２０１１年第１期研究与探讨４．３缓凝组分对混凝土的泌水率和含气量的影响由表６可知，不同缓凝组分及其二元复合对新拌混凝土的泌水率和含气量有较大影响，存在一定的规律性。
①柠檬酸和柠檬酸钠降低了新拌混凝土的粘聚性，混凝土泌水率有所增大，对混凝土含气量影响不大；②在萘系等减水剂中具有一定引气性能的国产木钠州和进口木钠ＳＡ，在聚羧酸系减水剂中，几乎无引气作用，但对混凝土的和易性有一定改善，特别是进口木钠ＳＡ，大幅度降低了混凝土的泌水率；⑨进口木钠Ｎｗ表现出的性能恰好与心和ＳＡ相反，与ＪＳ复合使用，显著增大了混凝土的含气量，混凝土几乎无泌水的现象从另一个侧面说明了该体系的含气量增加了。
ＪＳ系列减水剂和西卡聚羧酸在三种不同水泥中表现出来的性能也有所不同，特别是含气量方面；西卡聚羧酸对水泥的适应性较广，混凝土的含气量随水泥品种的更换而变化较小。
表６不同缓凝组分对新拌混凝土的泌水率和含气量的影响／％ＪＳ一１ＪＳ一２ＪＳ一３ＪＳ一４ＪＳ一５ＪＳ一６ＪＳ一７西卡海螺Ｐ・泌水率６．７９．７７．８４．９１．４Ｏ．６５．６２．４０４２．５Ｒ含气量３．６３．６３．２３．７２．９８．５３．１２台泥Ｐ・泌水率Ｏ．６７１．２０．５０．６Ｏ０．９００４２．５Ｒ含气量４．５｜４．２３．８２．３９．４４．４２．７华润泌水率１．５｝｝１．２Ｏ．８Ｏ．２１．８０．４Ｐ．０４２．５Ｒ含气量３．Ｏ｝｝２．４２．８７．９３．４２．５４．４缓凝组分对混凝土的强度的影响由图１中三种水泥的混凝土强度及发展柱状图可以看出，除使用进口木钠Ｎｗ显著提高了混凝土的含气量（最高达到９．４％）而引起混凝土强度大幅度下降（强度降低了２７％）外，其他缓凝组分对混凝土的强度影响不大，早期强度（７ｄ）均达到４５ＭＰａ以上，后期强度（２８ｄ）基本上达到６０ＭＰａ，超过设计要求。
试验结果表明聚羧酸系超塑化剂对混凝土的强度的影响主要体现在引气量方面：所以在应用过程中需特别注意新拌混凝土的含气量检测，一旦含气量超出控制范围就有可能导致混凝土强度达不到设计要求。
高性能聚羧酸减水剂 RAWY-101对砼拌合物性能影响特性研究徐华;汪志勇【摘要】通过实验,在同一配合比下,在不同品牌的水泥砼拌合物中加入已合成的高性能聚羧酸高效减水剂RAWY-101,研究各种砼拌合物的性能,探讨实际应用中该减水剂用量对水泥拌合物性能的影响,结果表明,当掺入水泥用量0.9%的高性能减水剂 RAWY-101时,不同品牌水泥拌合的C50混凝土强度发展最快.%Through the experiment,in the same proportion,add the synthesis of high performance poly-carboxylate superplasticizer RAWY-101 in cement concrete mix different brands,performance of con-crete mixture,to explore the practical application of the effect of water reducing agent dosage on the performance of the cement mixture.The results show that,when the dosage of high performance water reducing agent RAWY-101 is 0.9% of the cement,In different brands of cement in concrete,strength of C50 is the fastest development.【期刊名称】《四川大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P139-143)【关键词】聚羧酸;高效减水剂;拌合物性能【作者】徐华;汪志勇【作者单位】贵州毕节学院基建处，毕节 551700;安徽中铁工程材料科技有限公司，合肥 230041【正文语种】中文【中图分类】TU528减水剂的发展经历了木质磺酸盐系普通减水剂、萘系高效减水剂和聚羧酸系超塑化三个阶段, 混凝土的工作性能也由最初的干硬性、塑性进入到现在的高流动性新时代, 从而推动了混凝土制品的飞跃发展. 尤其是近年来第三代减水剂的较快发展, 特别是聚羧酸系高效减水剂的研究及其对高性能混凝土性能影响是其发展的必然要求. 高性能减水剂 RAWY-101, 海螺PO42.5,华新PO42.5, 三狮PO42.5. 将减水剂与水泥按一定的配合比拌合均匀, 在自然状态下测定拌合物的水泥净浆流动度, 坍落度损失, 拌合物减水率, 混凝土强度.高性能减水剂RAWY-101的分子结构[1]如图1所示:3.1 聚合反应温度对砼净浆性能的影响聚合反应温度的基准定在90℃, 主要考虑了温度波动对产品性能的影响. 其温度波动对产品性能的影响见图2-1.从图2可以看出酯化反应的温度控制在90±2℃为宜, 温度太低不能激发体系的反应活性, 聚合反应不完全, 温度太高, 反应速度过快, 不利于控制.3.2 滴加时间对净浆性能的影响从图3可以看出滴加速度控制在4～4.5小时为宜, 滴加速度过快反应不能完全发生, 滴加过慢又会浪费能源, 从节约成本的角度出发, 滴加时间不应超过5小时.3.3 高性能减水剂 RAWY-101产品的性能研究3.3.1 产品的性能指标通过对10多种聚羧酸系减水剂样品抽查后的试验结果[2-4], Cl-1含量均在0.35%以下, 碱含量平均为1.7%, 表面张力平均为55mn/m. 通过对比分析的结果来看, 本项目研制出的高性能减水剂RAWY-101在这几个指标方面的控制处于国内领先水平, 结果见表1.本产品按照代表着国内最高产品标准的《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》(科技基[2005]101号)进行了检验, 检验结果见表2, 从表中数据来看, 本工业化产品的水泥净浆流动度、硫酸钠含量、碱含量、减水率及收缩率等指标均较为明显的优于《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的技术要求.3.3.2 高性能减水剂 RAWY-101产品与其它同类产品的性能对比研究我们将本项目研究成果高性能减水剂RAWY10与国外知名产品日本麦斯特SP-8N、美国格雷斯ADVA-152及国内某知名品牌M进行了性能对比, 采用了GB8076-1997、JC473-2001等标准进行相关测试.3.3.2.1 水泥净浆流动度按照“混凝土外加剂匀质性试验方法”(GB/T8077-87)中净浆流动度试验方法, 将RAWY101与SP-8N、ADVA-152、M和萘系高效减水剂比较, 结果见表3.3.3.2.2 混凝土减水率减水剂在不同配合比和不同坍落度的混凝土中减水率不尽一致, 采用不同的标准方法和标准规定配合比来判别高性能减水剂RAWY101的减水率. 表4、表4是高性能减水剂RAWY101在常用经济掺量下的减水率.从表4及表5数据可以看出, 高性能减水剂RAWY101在常用经济掺量下的减水剂稍高于同掺量的SP-8N.3.3.2.3 坍落度损失按照JC473-2001建议的混凝土配合比, 在室温条件下的进行坍落度损失试验, 结果见表6.表6数据表明了高性能减水剂RAWY101具有明显的坍落度保持作用, 完全符合泵送剂标准规定的坍落度保留值的规定, 其保坍性能基本与进口产品持平.水泥的矿物组成、细度和掺合料等均可能对减水剂的作用变化, 高性能减水剂RAWY101却有较广泛的适应性.表7数据表明RAWY101对不同水泥的适应性良好.3.3.2.4 高性能减水剂RAWY101在混凝土中掺量高性能减水剂RAWY101是以聚羧酸盐为主要成分的水溶液, 百分浓度20%左右, 正常掺量为0.5-1.5%. 按固体含量计, LEX-9的掺量比木质素磺酸钙更少,相当萘系掺量的1/5左右. 日本SP-8N等产品掺量与之相仿. 当高性能减水剂RAWY101掺量仅为0.3%时, 就具有15%的减水率和25%的强度增长, 超过目前市场上普通型泵送剂(一等品)的效果, 掺量为0.5%时性能已超过一般萘系和嘧胺类高效减水剂的水平. 掺量达到1.2%以后, 高性能减水剂RAWY101的减水剂作用增幅趋缓, 强度不再增加, 但坍落度保持更趋稳定. 实验表明, 当高性能减水剂RAWY101超掺时, 混凝土也不产生严重粘聚和骨料-浆体分离现象, 减水率仍有上升, 但含气量增加, 凝结延缓, 强度有所下降.3.3.2.5 不同产量对混凝土强度的影响在相同配合比下, 不同外加剂掺量对C50混凝土强度(海螺42.5)的影响如表8.由表8可知, 在相同配合比下, 当掺入外加剂量为0.9%时, 混凝土强度发展最好, 发展最快, 此量也是该配合比下的最佳用量.(1) 在相同配合比下, 掺入同量的减水剂, 高性能减水剂RAWY101在常用经济掺量下的减水剂的减水效果比其它减水剂好.(2) 在不同水泥中的掺入相同量的高性能减水剂RAWY-101时, 拌合物坍落度损失因水泥性能有所变化.(3) 在相同配合比下, 当掺入0.9%的高性能减水剂RAWY-101时, C50混凝土强度发展最快.[1] 李崇智, 冯乃谦, 牛全林. 聚羧酸系减水剂结构模型与高性能化分子设计[J]. 建筑材料学报, 2004, 7(2): 194.[2] aszewski J, Szwabowski J. Influence of superplasticizers on rheological behaviour of fresh cement mortars[J]. Cement and oncrete Research, 2004, 34(2): 235.[3] 左彦峰, 王栋民, 隋同波.超塑化剂作用机理初探.混凝土[J]. 2004, 4: 11.[4] 李崇智. 聚羧酸系混凝土减水剂结构与性能关系的试验研究[J]. 混凝土, 2002(4): 3.。
木质素磺酸钠聚羧酸减水剂的制备研究张育乾;刘志鹏;刘明华【摘要】The sodium lignosulphonate-co-polycarboxylic acid water reducer was prepared by graft copolymerization of polycarboxylic acid monomer with raw material of sodium lignosulphonate in aqueous solutions. The processe was optimized. and the optimal conditions included 16% of sodium lignosulphonate dosage, 0. 9 : 1. 0 of the molar ratio of PEG-1000 and MA, 2. 8 : 1. 0 of molar ratio of AA and MA, 3 h of polymerization time, 4 h of esterification time. Under the above optimum conditions, the obtained product is 241 mm of the fluidity of cement paste when the dosage was 0. 2% and the water cement ratio was 0. 29. FT- IR spectra illustrated that functional groups including polyoxyethylene group, ester group, carboxylic group, acylamino etc have been grafted to sodium lignosulphonate successfully.%以木质素磺酸钠作为聚羧酸减水剂的合成原料,在水溶液中与聚羧酸减水剂单体进行接枝共聚反应,制得木质素磺酸钠聚羧酸减水剂,并对其制备工艺进行优化,得到最优实验方案为:木质素磺酸钠质量分数为16％,PEG-1000和MA的物质的量比为0.9∶1.0,丙烯酸与马来酸酐物质的量比为2.8∶1.0,聚合时间为3h,酯化时间为4h,最优条件下制得的产品的水泥净浆流动度(掺量为0.2％,水灰质量比为0.29)为241 mm.红外测试表明木质素磺酸钠分子结构上成功接上了聚氧乙烯基、酯基、羧酸基及酰胺基等官能团.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2012(025)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】木质素磺酸钠;聚羧酸单体;减水剂;水泥净浆流动度【作者】张育乾;刘志鹏;刘明华【作者单位】福州大学环境与资源学院,福建福州350108;福建省生物质资源化技术开发基地,福建福州350108;福州大学环境与资源学院,福建福州350108;福建省生物质资源化技术开发基地,福建福州350108;福州大学环境与资源学院,福建福州350108;福建省生物质资源化技术开发基地,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TE622;TQ353.9木质素磺酸钠是亚硫酸盐法生产化纤浆或纸浆后被分离的产物［1］，或由木质素通过磺化反应制备而成，其本身可用作普通减水剂，也可经过与高效减水剂复配使用，其原料是木质素这种可再生资源，来源丰富、价格低廉。
无锡水文工程地质勘察院有限责任公司江苏省无锡市214000一、实验背景聚羧酸系高效减水剂是新一代高性能减水剂，由于其具有梳形立体结构，因此较萘系高效减水剂具有更高减水率和保坍性能，随着其价格的降低，应用将越来越广泛。
但实际工程应用中却仍存在不少问题，由于聚羧酸减水剂具有较大引气作用，实际使用还是存在由于气泡逸出造成混凝土坍落度经时损失大的问题，目前有采用聚羧酸减水剂和其它外加剂复配来解决此问题，但又存在早期强度低的问题。
本项目拟通过引入缓凝组分和增强组分对聚羧酸系高效减水剂进行改性，复配具备具有保坍增强作用的聚羧酸系高效减水剂。
二、实验目的①深入理解减水剂、缓凝剂、早强剂的作用机理。
减水剂：减水剂掺入后，能够破坏水泥颗粒的絮凝结构，起到分散水泥颗粒及水泥水化颗粒的作用，从而释放絮凝结构中的自由水，增大流动性。
②了解不同外加剂的性能差别和常用掺量。
③熟悉掌握外加剂常规性能指标（减水率、强度比、凝结时间、坍落度损失、引气率）的检测方法和相关标准。
④熟悉掌握水泥砂浆性能检测的常用设备和使用方法。
⑤聚羧酸减水剂与其它不同类的外加剂进行复配后，其减水率较常用外加剂的减水率有大幅提高，早期强度不损失，后期强度有所提高。
三、实验设计3.1原材料聚羧酸减水剂，六偏磷酸钠，丙三醇，蔗糖，柠檬酸，葡萄糖酸钠，P.O42.5水泥，粗砂，细砂，水3.2实验设计首先查阅文献寻找与聚羧酸复配效果较好的缓凝剂五种，根据推荐掺量范围分别选取五个掺量值，换算成与聚羧酸的复配比例。
将纯聚羧酸掺入水泥净浆及砂浆中的各种性能作为基准，分别依同缓凝剂的复配比例掺入水泥净浆及砂浆中，比较流动度损失、三天抗折抗压强度及初凝终凝时间等各种性能，综合对比得到效果较好的缓凝剂及其掺量值。
选取的缓凝剂及掺量见表1表1根据表1换算出聚羧酸（固定掺量为的水泥质量的002%）与五种缓凝剂的复配比例，见表2表2掺量（%）与聚羧酸比例（：聚羧酸）六偏磷酸钠0.04 1.67：8.33 0.08 2.86：7.14 0.12 3.75：6.25 0.16 4.44：5.56 0.20 5.00：5.00丙三醇0.010.48：9.52 0.03 1.30：8.70 0.05 2.00：8.00 0.07 2.59：7.41 0.09 3.10：6.90蔗糖0.020.91：9.09 0.04 1.67：8.33 0.06 2.31：7.69 0.08 2.86：7.14 0.10 3.33：6.67柠檬酸0.010.48：9.52 0.03 1.30：8.70 0.05 2.00：8.00 0.07 2.59：7.41 0.09 3.10：6.90葡萄糖酸钠0.010.48：9.52 0.03 1.30：8.70 0.05 2.00：8.00 0.07 2.59：7.410.09 3.10：6.90四、实验步骤、方法与设备4.1 实验步骤4.1.1空白实验包括凝结时间及标准稠度用水量的确定。
