实验五 减水剂的制备与水泥净浆流动度测定
实验五 减水剂的制备与水泥净浆流动度测定

实验五减水剂的制备与水泥净浆流动度测定一、实验目的1.熟悉自由基聚合反应的特点。
2.了解混凝土减水剂的特点,掌握制备方法。
3.了解水泥净浆流动度的测定方法。
二、实验原理三聚氰胺系减水剂是一种水溶性阴离子型高聚合物,它对水泥具有极强的吸附和分散作用,可增强砂浆与基层的黏附力,在混凝土拌合物中使用时具有与各种水泥的适应性好、与其它外加剂相容性好、不缓凝、早强效果突出等优点,是现有混凝土减水剂中综合指标较好的减水剂之一。
由于三聚氰胺系减水剂产品还存在减水率低、保坍性不佳、生产成本较高等缺点使其应用受到限制。
目前,市场上销售的三聚氰胺系减水剂产品主要是采用焦亚硫酸钠、氨基磺酸或对氨基苯磺酸对三聚氰胺甲醛树脂进行磺化反应制得,这些磺化剂价格较高。
本试验以价格相对便宜的亚硫酸氢钠为磺化剂,以期制备出具有更高减水率、较好保坍性能及较低生产成本的三聚氰胺系减水剂。
其合成原理与采用的原料单体有关。
如由应用化学08级顾照照等同学开发成功并推向市场的三聚氰胺系减水剂产品之一的合成原理如下:(1) 羟甲基化反应:在三聚氰胺的分子上有三个氨基(—NH2),在酸催化下,羟甲基化后可生成3~6个不等的活性羟基,其产物特性与反应体系的pH、温度、反应物的比例以及反应时间直接相关。
在酸性介质中极易生成不溶、不熔、质硬而脆的体型聚合物,一经形成便由水性体系中析出,发生不可逆沉降.而在中性或碱性介质中反应生成羟甲基三聚氰胺。
因此,本文为了使反应容易控制,在这个阶段反应要在弱碱性中进行(pH值约为8~9),温度控制在60℃~80℃,反应时间为90min,F:M=5.0~6.0:1)三聚氰胺与甲醛在中性或弱碱性介质中发生加成反应,根据三聚氰胺与甲醛摩尔比的不同,可以分别得到三羟甲基三聚氰胺、四羟甲基三聚氰胺、五羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺,反应方程式为: N N NNH 2NH 2H 2N +3HCHON NHCH 2OH NHCH 2OH2三羟甲基三聚氰胺N N NNH 22H 2N +6HCHO N N N N N N六羟甲基三聚氰胺HOH 2C CH 2OH HOH 2CHOH 2C CH 2OH2OH该反应为亲核加成反应,三聚氰胺在碱性条件下变为负电性,而甲醛碳原子带有偏正电荷,这里亲核的正电性碳原子进攻亲电的负电性氮原子,亲核反应机理如下:N N N NH 2H 2N NH 2N N N NH 2H 2N NH OHC OH H +N N NNH2H2N NHCH 2OHN N N NH 2H 2N NHCH 2O(2) 磺化反应:磺化反应是磺酸基—SO 3H 对羟基-OH 的亲核取代反应,先使其中的一个羟基被屏蔽,再进行缩合,同时磺酸基的引入大大改善了缩聚物的亲水性.影响磺化反应的重要因素是磺化剂的种类和用量.Aignesberger 研究表明,焦亚硫酸钠、氨基磺酸、亚硫酸氢纳、氨基磺酸等都可以作磺化剂,但以焦亚硫酸钠最好.曾繁森对磺化剂的选择也做过研究,认为在相同时间内,焦亚硫酸钠比亚硫酸氢钠可以获得更高的磺化率,但当反应时间大于60分钟时,两者的磺化率几乎相同.本文采用亚硫酸氢钠作为磺化剂,反应在碱性介质中进行(pH 值在11~12,温度80℃~90℃),反应3h.(S :M=1。
净浆流动度实验

建筑材料实验报告实验二:掺入外加剂的水泥净浆流动度实验一、实验目的通过实验,观察并分析外加剂掺量与水泥净浆流动度的关系,从而了解外加剂对水泥的重要影响。
二、实验原理本次实验使用的外加剂为减水剂。
①减水剂的分类根据减水剂减水及增强能力,分为普通减水剂(又称塑化剂)及高效减水剂(又称超塑化剂),并又分别分为一等品、合格品。
按组成材料,分为:(1)木质素磺酸盐类;(2)多环芳香族盐类;(3)水溶性树脂磺酸盐类。
普通减水剂宜用于日最低气温5℃以上施工的混凝土。
高效减水剂宜用于日最低气温0℃以上施工的混凝土,并适用于制备大流动性混凝土、高强混凝土以及蒸养混凝土。
目前市场上常用的几种减水剂为:萘系高效减水剂,脂肪族高效减水剂,氨基超速高性能减水剂,减水激发剂,葡萄糖酸钠,木质素磺酸钠,木质素磺酸该,膨胀剂等。
②减水剂的发展历程120世纪30年代,人们发现在混凝土中掺入亚硫酸盐纸浆废液之后,能改善拌合物的和易性,强度和耐久性也能得到提高。
1935年,美国的E.W.Scripture首先研制成以木质素磺酸盐为主要成分的减水剂,1937年获得专利。
20世纪50年代,在美国滑模混凝土、大坝混凝土和冬季施工混凝土中已大量使用。
1962年日本花石王石碱公司服部健一等,首先研制成以β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐为主要成分的减水剂,简称萘系减水剂。
随后,1964年联邦德国研究成功磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂,德国由此发明了流态混凝土。
高效减水剂的应用成为继钢筋混凝土和预应力混凝土之后,混凝土发展史上第三次重大突破。
20世纪90年代初,美国首次提出高性能混凝土(HPC)的概念,及要求混凝土有高强度、高流动性、高耐久性等性能。
高性能混凝土对减水剂提出了更高的要求,一些新型高效减水剂得到了迅速的开发和应用,如聚羧酸系、氢基磺酸系高效减水剂。
③减水剂和水泥粒子相互作用的理论基础减水剂的主要作用为:在混凝土配合比不变时显著提高其新拌工作性;在混凝土新拌工作性和水泥用量不变时,减少用水量,降低水灰比,从而提高混凝土的强度;保持混凝土新拌工作性和强度不变时,节约水泥用量,降低混凝土的成本。
减水剂实验

4.掺入4种不同掺量的减水剂(0.8,1.2,1.6,2.0%);
5.加入174g水(外加剂为水剂时,应扣除其含水量),搅拌4min;
6.将拌好的净浆注入截锥圆模内,用刮刀刮平,将截锥圆模按垂直方向提起,同时,开启秒表计时,至30s用直尺取流淌水泥净浆互相垂的两个方向的最大直径,取平均值作为水泥净浆的初始流动度;
玻璃板:400mm×400mm×5mm;钢直尺:300mm;刮刀;秒表,时钟;药物天平:称量1000g,感量1g;实验步骤
1.将玻璃板放在水平位置,用湿布将玻璃板、截锥圆模、搅拌器及搅拌锅均匀擦过,使其表面湿而不带水滴;
2.将截锥圆模放在玻璃板中央,并用湿布覆盖使用;
实验二、水泥砂浆工作性
实验环境
温度、相对湿度
实验目的
掌握减水剂性能的测试方法,测定减水剂对水泥的分散效果,并以水泥砂浆的减水率表示其工作性;了解混凝土外加剂的质量标准及应用技术规范。
实验材料
水泥、ISO标准砂、减水剂(品种、等级、生产厂家)
实验仪器
胶砂搅拌机;跳桌、截锥形圆模及模套、圆柱捣棒、卡尺;刮刀;药物天平:称量1000g,感量1g;
5.重复以上步骤,你砂浆流动度达到(180±5)mm时的用水量作为基准砂浆流动度的用水量M0。
6.再加入外加剂后重新搅拌均匀后,按以上步骤测出掺外加剂砂浆流动度达到(180±5)mm时的用水量M1。
(实验每班分为4组)
实验结果
砂浆减水率=100×(M0-M1)/M0
M0-基准砂浆流动度为(180±5)mm时的用水量,g;M1-掺外加剂砂浆流动度为(180±5)mm时的用水量,g;
实验仪器
坍落度筒(顶部直径100±2mm,底部直径200±2mm,高度300±2mm,厚度为15mm);捣棒(φ16mm、长600mm);小铲、钢尺、喂料斗等。
测定混凝土减水剂最佳掺量的方法

测定混凝土减水剂最佳掺量的方法摘要减水剂是保证混凝土强度并达到泵送性能的重要添加剂,对于提高和改善混凝土施工可操作性起着举足轻重的作用.本文根据混凝土施工中混凝土减水剂的作用机理、影响因素等条件,来准确测定混凝土减水剂最佳掺量,找到减水剂的掺量方法,验证减水剂与水泥的相溶性和适应性,简单、准确、可靠地保证工程质量,降低工程成本,使施工工程取得最佳效果。
关键词混凝土减水剂测定最佳掺量掺量方法减水剂是保证混凝土强度并使之达到泵送性能的重要添加剂,对于提高和改善混凝土施工可操作性起着举足轻重的作用。
泵送混凝土,除一般混凝土性能要求外,还必须具有良好的流动性、和易性、坍落度损失小、不泌水、不离析等性能。
因此,在高性能的混凝土工程施工中,准确地测定混凝土减水剂的最佳掺量,验证减水剂与水泥的相溶性和适应性,以确保工程质量,降低工程成本,是一个十分重要的技术环节。
在混凝土工程施工中,因建筑结构的特殊要求,大流动度混凝土的应用越来越广泛,如现浇混凝土灌注桩基础、高层建筑中的泵送混凝土等。
目前,增大混凝土流动度的方法主要是增大水泥用量或在混凝土中添加减水剂等.在混凝土中增大水泥用量的方法,可以提高混凝土坍落度,但这样提高的混凝土坍落度,即使水灰比不变,也增大了单位体积混凝土中水的用量,对混凝土性能的影响表现为:混凝土会出现流浆现象,混凝土拌和物粘聚性变差,也影响混凝土的耐久性;单位体积混凝土用水量的增大,使混凝土硬化后,多余的水分残留在混凝土中,会形成水泡、气孔,减少了混凝土抵抗荷载的有效面积,也增加了腐蚀钢筋的因素,导致混凝土强度下降.因此,这一做法不太可取而适当掺用减水剂,则可避免上述弊端的出现。
一、混凝土减水剂的作用机理水泥加水拌和后,由于水泥颗粒间的引力作用,会形成许多絮状结构,使10%~30%的水包裹在其中,从而大大降低了混凝土拌和物的流动性。
当加入适量的减水剂后,减水剂分子定向吸附于水泥颗粒表面,减水剂亲水基团指向水溶液,由于亲水基团的离解,使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷,并随减水剂浓度的增大而增大,从而产生静电斥力,导致水泥颗粒相互分散,絮凝结构解体,毛细孔数量明显减少,包裹其中的拌和水释放出来,就能有效地增大混凝土拌和物的流动性和密实度。
聚羧酸减水剂净浆流动度检验规程

聚羧酸减水剂净浆流动度检验规程
1.方法提要
在水泥净浆搅拌机中,加入一定量的水泥、外加剂和水进行搅拌。
将搅拌好的净浆注入锥形圆模内,提起锥形圆模,测定水泥净浆在玻璃平面上自由流淌的最大直径。
2.仪器
a)水泥净浆搅拌机;
b)截锥圆模:上口直径36mm,下口直径60mm,高度为60mm,内壁光滑无线缝的金属制品;
c)玻璃板:400mm×400mm×5mm;
d)秒表;
e)钢直尺:300mm;
f)刮刀;
g)药物天平:称量100g,分度0.1g;
h)药物天平:称量1000g,分度1g;
2.试验步骤
2.1将玻璃板放置在水平位置,用湿布抹擦玻璃板、锥型圆模、搅拌器及搅拌锅,使其表面湿而不带水渍。
将截锥圆模放在玻璃的中央,并用湿布覆盖待用。
2.2称取水泥300g,倒入搅拌锅内。
加入推荐掺量的外加剂及87g或
105g水,搅拌3min.
2.3将拌好的净浆迅速注入截锥圆模内,用刮刀刮平,将截锥圆模按垂直方向提起,同时开启秒表计时,任水泥净浆在玻璃板上流动,至30s,用直尺量取流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径,取平均值作为水泥净浆流动度。
3.允许差
室内允许差为5mm
室外允许差为10mm。
减水剂检测报告

减水剂检测报告1. 引言减水剂是一种能够减少混凝土或砂浆中水分含量的添加剂,可以提高混凝土或砂浆的流动性和减少水泥用量。
本次检测旨在验证减水剂的质量和性能是否符合相关标准要求。
2. 实验方法本次检测采用以下方法:1. 取样:从减水剂供应商提供的样品中随机取出一份样品。
2. 准备溶液:将样品与适量的水混合,按照厂商提供的配方比例制备成溶液。
3. 测量流动性:使用流度计测量溶液的流动性,按照ASTMC230标准进行测试。
4. 测量含固量:将溶液放入烘箱中,烘干至恒定重量,称取固体质量,计算含固量。
3. 检测结果经过上述实验方法,得到以下检测结果:1. 流动性测试结果:溶液的流动性为X cm,符合ASTM C230标准要求。
2. 含固量测试结果:经过烘干后,溶液的固体质量为X g,计算得到含固量为X%。
根据相关标准要求,减水剂的含固量应在X%之间。
,经过检测,本次减水剂样品的流动性和含固量均符合相关标准要求,可以确认该减水剂的质量和性能达到标准要求。
4.在本次减水剂检测中,样品的流动性和含固量均符合相关标准要求,证明该减水剂的质量和性能良好。
供应商可以放心使用该减水剂在混凝土或砂浆中,以获得更好的流动性和减少水泥用量的效果。
,鉴于减水剂的性能可能会受到外界因素的影响,建议在使用前仔细查阅供应商提供的使用说明和注意事项,并与实际工程进行试验,以确保减水剂的效果和可靠性。
5. 参考文献1. ASTM C230-14, Standard Specification for Flow Table for Use in Tests of Hydraulic Cement.2. 相关标准和要求。
减水剂和粉煤灰对水泥净浆工作性和胶砂强度的影响实验报告

建筑材料试验报告1.实验目的1.1.了解水泥质量控制的一些基本参数(水泥的标准稠度用水量、凝结时间、安定性和胶砂强度)的获取方法。
1.2.考察减水剂对水泥净浆流动度的影响,了解减水剂的作用和原理。
1.3.通过在胶砂中变动水胶比和用矿物掺合料取代部分水泥,了解水胶比和矿物掺合料对胶砂新拌工作性和强度发展历程的影响。
2.实验内容2.1.减水剂对水泥净浆扩展度的影响2.2.水胶比和粉煤灰对胶砂强度的影响3.实验结果及分析3.1.实验1:减水剂对水泥净浆扩展度的影响1. 称取水泥300g,自来水87g。
依照水泥质量的0%, 0.2%, 0.4%, 0.6 %, 0.8 %,1.0 %,1.2 %,1.4%,1.6%和1.8%称取粉态萘系减水剂。
2. 将拌和水倒入搅拌锅内,然后将粉态萘系减水剂加入并搅拌均匀,再在5-10秒内将称好的300g水泥加入上述溶液中。
将搅拌锅固定在水泥净浆搅拌机的底座上,升至搅拌位置,启动搅拌机,低速搅拌120s,停15s,再高速搅拌120s,然后停机。
注意:将搅拌锅取下后,再次用餐刀将浆体彻底搅拌均匀。
3. 将拌和好的水泥净浆注入截锥圆模(h:60mm; d:36mm; D64mm),刮平,提起,30s后测量相互垂直的两直径并平均,作为净浆的流动度。
减水剂对水泥净浆流动度的影响测试结果表格将上面原始数据整理,求平均值,得:水量均为87g 水泥量均为300g4.思考题4.1.简述减水剂的分类、发展历程和作用机理答:(1)减水剂分类:外观形态分为水剂和粉剂。
水剂含固量一般有20%,40%(又称母液),60%,粉剂含固量一般为98%。
根据减水剂减水及增强能力,分为普通减水剂(又称塑化剂,减水率不小于8%)、高效减水剂(又称超塑化剂,减水率不小于14%)和高性能减水剂(减水率不小于25%),并又分别分为早强型、标准型和缓凝型。
普通减水剂一般包括:木质磺酸盐及其衍生物、羟基羧酸及其衍生物或多元醇等。
水泥净浆流动度操作步骤

水泥净浆流动度操作步骤
一、试验前准备
1.收集试验所需的实验设备和试验材料,包括流度仪、注射针、均质器、天平、计时器、试验容器等。
2.检查实验设备和试验材料的状态,确保其正常工作、清洁无杂质,并校准仪器。
3.准备好所需的水泥和混合材料,按照实验要求,确定其配比、品种和用量,并对其进行筛选和搅拌均质。
二、实验操作
1.根据试验要求,确定浆料的比例,将预定量的水和添加剂加入到试验容器中,同时记录下水的用量。
2.将计量好的水泥和混合材料加入到试验容器中,开始以一定速度搅拌浆液,搅拌时间一般为3-5分钟。
3.将浆液倒入流度仪中,将流度仪底座水平放置,并轻轻震动或敲击流度仪,将浆液尽可能排除气泡。
4.用计时器记录开始计时,然后开始流动时间,在规定的时间内观察浆液的流动情况。
5.当浆液流动到规定高度时,立即停止计时,并记录下流动时间,通过流动时间计算出浆液的流动度指数。
三、结果处理
1.根据实验结果,计算出所测定的浆液的流动度指数,并将其与理论值或标准值进行比较,从而评价浆液的流动性。
2.根据所得结果,调整水泥和混合材料的配比、水灰比、搅拌时间和搅拌速度等因素,优化净浆的流动性。
3.对实验过程中的数据进行整理和记录,并制作实验报告,包括试验的目的、方法、结果、讨论和结论等内容。
总结:水泥净浆流动度的操作步骤主要涉及试验前准备、实验操作和结果处理三个部分。
通过这些步骤,可以对水泥净浆的流动性进行准确有效的测定和评价,为水泥工程的施工提供了科学依据。
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实验五减水剂的制备与水泥净浆流动度测定一、实验目的1.熟悉自由基聚合反应的特点。
2.了解混凝土减水剂的特点,掌握制备方法。
3.了解水泥净浆流动度的测定方法。
二、实验原理三聚氰胺系减水剂是一种水溶性阴离子型高聚合物,它对水泥具有极强的吸附和分散作用,可增强砂浆与基层的黏附力,在混凝土拌合物中使用时具有与各种水泥的适应性好、与其它外加剂相容性好、不缓凝、早强效果突出等优点,是现有混凝土减水剂中综合指标较好的减水剂之一。
由于三聚氰胺系减水剂产品还存在减水率低、保坍性不佳、生产成本较高等缺点使其应用受到限制。
目前,市场上销售的三聚氰胺系减水剂产品主要是采用焦亚硫酸钠、氨基磺酸或对氨基苯磺酸对三聚氰胺甲醛树脂进行磺化反应制得,这些磺化剂价格较高。
本试验以价格相对便宜的亚硫酸氢钠为磺化剂,以期制备出具有更高减水率、较好保坍性能及较低生产成本的三聚氰胺系减水剂。
其合成原理与采用的原料单体有关。
如由应用化学08级顾照照等同学开发成功并推向市场的三聚氰胺系减水剂产品之一的合成原理如下:(1) 羟甲基化反应:在三聚氰胺的分子上有三个氨基(—NH2),在酸催化下,羟甲基化后可生成3~6个不等的活性羟基,其产物特性与反应体系的pH、温度、反应物的比例以及反应时间直接相关。
在酸性介质中极易生成不溶、不熔、质硬而脆的体型聚合物,一经形成便由水性体系中析出,发生不可逆沉降.而在中性或碱性介质中反应生成羟甲基三聚氰胺。
因此,本文为了使反应容易控制,在这个阶段反应要在弱碱性中进行(pH值约为8~9),温度控制在60℃~80℃,反应时间为90min,F:M=5.0~6.0:1)三聚氰胺与甲醛在中性或弱碱性介质中发生加成反应,根据三聚氰胺与甲醛摩尔比的不同,可以分别得到三羟甲基三聚氰胺、四羟甲基三聚氰胺、五羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺,反应方程式为: N N NNH 2NH 2H 2N +3HCHON NHCH 2OH NHCH 2OH2三羟甲基三聚氰胺N N NNH 22H 2N +6HCHO N N N N N N六羟甲基三聚氰胺HOH 2C CH 2OH HOH 2CHOH 2C CH 2OH2OH该反应为亲核加成反应,三聚氰胺在碱性条件下变为负电性,而甲醛碳原子带有偏正电荷,这里亲核的正电性碳原子进攻亲电的负电性氮原子,亲核反应机理如下:N N N NH 2H 2N NH 2N N N NH 2H 2N NH OHC OH H +N N NNH2H2N NHCH 2OHN N N NH 2H 2N NHCH 2O(2) 磺化反应:磺化反应是磺酸基—SO 3H 对羟基-OH 的亲核取代反应,先使其中的一个羟基被屏蔽,再进行缩合,同时磺酸基的引入大大改善了缩聚物的亲水性.影响磺化反应的重要因素是磺化剂的种类和用量.Aignesberger 研究表明,焦亚硫酸钠、氨基磺酸、亚硫酸氢纳、氨基磺酸等都可以作磺化剂,但以焦亚硫酸钠最好.曾繁森对磺化剂的选择也做过研究,认为在相同时间内,焦亚硫酸钠比亚硫酸氢钠可以获得更高的磺化率,但当反应时间大于60分钟时,两者的磺化率几乎相同.本文采用亚硫酸氢钠作为磺化剂,反应在碱性介质中进行(pH 值在11~12,温度80℃~90℃),反应3h.(S :M=1。
2~1.4:1。
0)反应方程式如下: NN N N(CH 2OH)2(HOH 2C)2N N(CH 2OH)2NaHSO 3N N NN (HOH 2C)2N N(CH 2OH)2HOH 2C CH 2SO 3Na +(3) 酸性缩聚:三聚氰胺甲基衍生物的缩聚反应,介质的pH 值起决定作用。
反应在pH 值小于7的弱酸性介质中进行(pH 值在3~5,温度60℃~70℃),反应时间60min ,羟甲基之间缩合成醚键.这种羟甲基三聚氰胺磺酸钠单体之间以醚键连接成线性树脂,得到三聚氰胺甲醛磺酸盐,即: N N N NNaO 3SH 2C CH 2OH (HOH 2C)2NNCH 2O CH 2N N N N N NCH 2O NaO 3SH 2C CH 2OH CH 2OHHn CH 2OH NN N NNaO 3SH 2C CH 2OH(HOH 2C)2N N(CH 2OH)2H nH 2O (n+1)+CH 2OH(4) 碱性中和重整:先用氢氧化钠溶液将体系调至pH=8~9,一定温度下(T=70~90℃),反应1。
0h 。
这步反应是SMF 贮存稳定性的关键, 这一过程并不发生化学反应,其主要作用是调整分子量,增大树脂稳定性,使之更易储存。
反应之后SMF 粘度下降,可能是由于介质使分子链的物理缠绕减少所致,另外被大分子包围的未反应的H +也可能会被OH -中和,从而大大降低缩聚物的反应活性,起到终止反应,调节反应产物分子量的作用.一般认为碱性重整反应只对树脂的稳定性有影响,而对树脂的性能没有影响。
混凝土聚羧酸盐系高性能减水剂早在20世纪80年代中期由日本开发,并且很快就应用于混凝土工程,90年代在混凝土工程中大量使用。
自1986年日本的触媒公司首次将聚羧酸系高性能减水剂产品打入市场以来,国内外的研究有了很大的进步,现已由第一代聚羧酸盐系减水剂(甲基丙烯酸/ 烯酸甲酯共聚物)、第二代聚羧酸盐系减水剂(丙烯基醚共聚物)发展到第三代聚羧酸盐系减水剂(酸胺—酞亚胺型),并正在研发第四代聚酰胺-聚乙烯乙二醇支链的新型高效减水剂.其合成原理与采用的聚合单体有关。
如由应用化学07级刘琰等同学开发成功并推向市场的聚羧酸减水剂产品之一的结构如下:CH2CHC CHCCHCOH OOH OHO OCH2CCH3CH2SO3NaCH2CHCH2O CH2CH2OCH3a b c dm20世纪90年代中期聚羧酸系减水剂在日本使用量就已经超过萘系减水剂.1998 年底日本聚羧酸系列产品已占有高性能减水剂产品总数的60%以上,近年来其用量更是占到高性能减水剂的90%。
目前,在日本生产的聚羧酸系减水剂品种、型号及品牌名目繁多,每年用此类减水剂的混凝土为1000万m3左右,并不断增多.同时,北美和欧洲也十分重视对聚羧酸系减水剂的研究,并已从萘系、蜜胺系减水剂向聚羧酸系减水剂发展。
在国外目前比较著名的厂家有日本的花王、竹本油脂、日本制纸、腾泽药品等,北美和欧洲各国近几年在聚羧酸盐系高性能减水剂产品方面也推出一系列产品,如美国Grance 公司的Adva 系列,瑞士SIKA 公司的Viscocrete3010等,均已经进入中国市场。
目前我国减水剂品种主要是以第二代萘系产品为主体,但聚羧酸系减水剂在我国发展极为迅速,其研发水平与生产水平均获得了很大的提高,应用技术也不断完善。
近年来,聚羧酸系减水剂的应用也从过去的重大工程重点部位的应用向一般重大工程、普通工程应用。
现在,几乎所有国家重大、重点工程中,尤其在水利、水电桥梁等工程中广泛使用。
目前在我国,聚羧酸系减水剂的工业化生产体系初步建立,主要包括原材料生产供应体系初步建立,国内如今对聚醚等原料的生产、供应不断发展,其生产厂家大多数都已形成工业化生产规模,有些公司的产品质量也已接近国外产品水平,并开始得到推广应用,相信在不久的将来,由于国内聚醚货源充足,价格相对国外的便宜再加上质量的提高,其市场供应能力将稳步提升。
但是,生产聚羧酸盐系高性能减水剂的另一种原料(甲基)丙烯酸在国内由于其质量、生产规模的原因,预计在将来的几年里只能作为进口产品的补充。
此外,生产酯化大单体的专业厂家也逐渐开始出现,这意味着国内外加剂企业可以把主要的精力放在如何保持质量稳定性等其他应用技术方面的研究上。
其次,复配技术发展很快,自从减水剂问世以来,为了进一步改善它的性能,也为了降低一定的成本,通常采用不同的外加剂进行简单的复配使用,往往能得到出人意料的结果,我国混凝土外加剂的复配技术是世界领先的,随着聚羧酸系高性能减水剂的发展,复配技术也不断发展,几乎很少有聚羧酸系高性能减水剂产品没有复配就直接使用到混凝土工程的使用的.我国工程应用的数量在不断增多,质量也稳步提升,近年来,聚羧酸盐系高性能减水剂在高速铁路、港口码头、水电大坝、市政工程等许多重点工程中得到广泛应用,随着国家相关政策的出台,对高性能混凝土的要求不断严格,聚羧酸盐系高性能减水剂以其优越的性能将会得到越来越多的重视和研究。
聚羧酸系减水剂在较低掺量下对水泥颗粒就具有强烈的分散作用,减水效果明显。
分析其分散减水机理,主要包括以下方面。
1. 空间位阻斥力作用聚合物减水剂吸附在水泥颗粒表面,则在水泥颗粒表面形成一层有一定厚度的聚合物分子吸附层。
当水泥颗粒相互靠近,吸附层开始重叠,即在颗粒之间产生斥力作用,重叠越多,斥力越大。
这种由于聚合物吸附层靠近重叠而产生的阻止水泥颗粒接近的机械分离作用力,称之为空间位阻斥力。
聚羧酸系高效减水剂在水泥颗粒表面呈梳状吸附,侧链进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层,使水泥颗粒之间具有显著的空间位阻斥力作用。
2。
水化膜润滑作用减水剂分子吸附在水泥颗粒表面后,由于极性基的亲水作用,可使水泥颗粒表面形成一层具有一定机械强度的溶剂化水膜.水化膜的形成可破坏水泥颗粒的絮凝结构,释放包裹于其中的拌合水,使水泥颗粒充分分散,同时对水泥颗粒及骨料颗粒的相对运动起到润滑作用,宏观上表现为新拌混凝土流动性增大.聚羧酸系高效减水剂侧链上带有许多亲水性活性基团(如-OH,—O-,-COO—等),使水泥颗粒与水的亲和力增大、溶剂化作用增强,水化膜增厚.因此,具有较强的水化膜润滑作用。
3. 静电斥力作用减水剂分子定向吸附在水泥颗粒表面,由于亲水性极性基团的电离作用,使得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷,从而彼此间产生静电斥力,水泥颗粒絮凝结构解体,颗粒相互分散,拌合物流动性增大.聚羧酸系高效减水剂吸附在水泥颗粒表面,使水泥颗粒表面的ζ—负电位降低幅度较小,水泥颗粒间静电斥力作用也较小。
此外,由于聚羧酸系减水剂分子中含有大量羟基、醚基及羧基,这些极性基团具有较强的液-气界面活性,因而这类减水剂还具有一定得引起隔离“滚珠”减水效应。
三、实验用试剂药品与仪器装置试剂药品:三聚氰胺;甲醛溶液(含量37—40%);亚硫酸氢钠;聚乙二醇;聚乙二醇单甲醚(MPEG);烯丙基聚乙二醇(APEG);甲基丙烯酸(MAA);丙烯酸(AA);丙烯酰胺(AM);甲基丙烯磺酸钠(SMAS);苯乙烯磺酸钠;马来酸酐;过硫酸铵;氢氧化钠;浓盐酸等。
海螺水泥PO42。
5;砂、石均符合GB8076要求的集料。
仪器装置:SJ—160双转双速水泥净浆搅拌机、数显恒温水浴锅、电动搅拌器、电热恒温干燥箱、pHS-3C型酸度计、电子天平、四口圆底烧瓶、球型冷凝等.四、实验步骤1。
三聚氰胺系减水剂的制备(1)羟甲基化反应:在装有机械搅拌装置、温度计、酸度计及回流装置的四口烧瓶中加入计量的甲醛溶液和三聚氰胺,然后用NaOH溶液调节体系pH=8.5,然后升温至70℃反应1。