聚羧酸系高性能减水剂的研制用其性能0前言随着现代混凝土技术的发展，混凝土的耐久性指标不断提高，混凝土的水胶比将愈来愈小；此外，由于建筑物向高层化及地下空间深层化的发展，使高强、超高强流动性混凝土的用量也不断地增多，同样要求水胶比小于0.25、抗压强度超过100MPa并能保持良好流动性的混凝土。高性能减水剂是获取高性能混凝土的一种关键材料，除要具有更高的减水剂效果外，还要求能控制混凝土的坍落度损失，能更好地解决混凝土的引气、缓凝、泌水等问题。目前，在众多系列的减水剂中，具有梳形分子结构的聚羧酸类减水剂（polycarboxylictypewater-reducer，简称PC系列减水剂）分散性极强，掺量低，混凝土坍落度损失小，是国内外化学外加剂研究与开发的热点。作者采用过量的丙烯酸与聚乙二醇部分酯化，得到系列的聚乙二醇单丙烯酸酯（PA），再采用正交试验研究方法，分析了带羧基的丙烯酸、磺酸基的甲基丙烯磺酸钠、聚氧化乙烯链基的聚乙二醇单丙烯酸酯等不饱和单体的物质的量比（摩尔数比）及聚氧化乙烯链的聚合长度等因素对合成产品性能的影响程度，找出了聚羧酸系高性能减水剂的最佳配方。初步试验证明，合成的产品分散性好、不缓凝早强效果明显，水泥浆体流动性损失小，实际掺量很低。比较试验发现，萘系高效减速粉剂产品的综合性能远不如液体的聚羧酸系高性能减水剂，其中作者合成的PC23高性能减水剂与W.R.GRACE公司的ADVA105高效减水剂、日本花王公司的3000S高性能AE减水剂产品的性能相似，其工程应用前景广阔。1、聚羧酸系高性能减水剂的分子结构先将丙烯酸部分酯化获得不链长的PA毓再采用带活性基团羧基（–COOM）、磺酸基（–SO3M）、聚氧化乙烯链基（–PEO–）等的不饱和单体，按一定比例在水中由引发剂引发共聚而成具有梳形分子结构的聚羧酸系减水剂。以下化学式分别表示共聚单体和聚羧酸系减水剂的化学结构。2、实验2.1试验材料2.1.1合成减水剂的材料（甲基）丙烯酸，代号为MAA或AA,分析纯；（甲基）丙烯磺酸钠，代号为MAS或SAS，工业品；聚氧乙烯基烯丙酯，代号与聚合度为PA9或PA35，自制；过硫酸胺，代号为PSAM,分析纯。2.1.2水泥净浆、砂浆、混凝土试验材料水泥净浆、砂浆、混凝土的试验材料，包括减水剂（见表1）、基准水泥（北京拉法基水泥公司）、天津42.5普硅水泥、中砂（MX=2.8）、碎石（5㎜～25㎜）等。2.2试验方法2.2.1PC系列减水剂的制备方法使用空气浴加热。在三口瓶中加入一定量的水，先将（甲基）丙烯磺酸钠MAS或SAS溶解，不断搅拌并升温到60℃，再分次分批加入聚氧乙烯基烯丙酯PA9或PA23或PA35，加入引发剂过硫酸胺溶液和（甲基）丙烯酸MAA和AA，然后在80～85℃下继续反应4～5小时，反应结束后以氢氧化钠溶液调整产品的酸碱度，使溶液的PH=7.2.2.2PC系列减水剂配比的正交设计配制的引发剂与碱溶液，浓度都为30%，物料的总浓度控制为30%。本试验在加料顺序、反应温度、反应时间、物料总浓度等一定的反应条件下，通过改变丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、聚氧化烯链基烯丙酯单体的物质的量比（摩尔数比），以及改变PEO链的聚合度，研究上述四个因素对产品性能影响的显著性。在每个因素上选取三种水平，采用L9（34）的正交试验设计方案，详见表2。2.2.3减水剂含固量测定使用干燥恒得的一面皿，在分析天平上准确称取其空重，再取10克左右净重的减水剂置于其内准确称量后，送入恒温干燥箱中，在85℃下恒温8小时至恒重，冷却后称重得出固体重量，并计算出相应的固含量。2.2.4水泥净浆流动度及凝结时间的测定先按GB8077-87《混凝土外加剂匀质性试验方法以》测定水泥净浆流动度（W/C=0.29，减水剂掺量为减水剂占水泥重量的百分数），再参照GB/T1346-1989《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测净浆的凝结时间。2.2.5混凝土减水率的测定参照GBJ80《普通混凝土拌合物试验方法》。掺入一定的减水剂后减少相应的用水量，并保持掺减水剂的混凝土与空白混凝土的坍落度相同（8㎝±1㎝），计算相应原减水率和检测混凝土的和易性。3、结果与讨论3.1正交试验结果与分析试验主要检测水泥净浆的初始流动度和60分钟流动度，并以此对比分析各因素及水平的影响...
