聚羧酸减水剂制备原料,方法、作用机理及使用注意事项
(2018-10-11 08:58:33)
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聚羧酸减水剂 |
聚羧酸减水剂作为我国第三代减水剂的代表,其较之以木钙为代表的第一代减水剂和以萘系为代表的第二代减水剂,有着高减水率、高保坍性、高增强性等优点。聚羧酸减水剂特别适用于配制高耐久性、大流动度、高保坍、高强度以及清水混凝土工程。聚羧酸减水剂制备原理,方法及使用注意事项如下,希望对大家有所启发。
一,原材料
丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、过硫酸铵(APS)均为市售化学试剂;聚氧乙烯基烯丙酯大单体,自制,其聚合度分别约为9、23、35;水泥,P.O42.5R
二,制备方法
将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成浓度为20%的水溶液。在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中分批滴加单体及引发剂,滴加完毕后在75下保温反应一定时间。反应结束后,用浓度为20%的NaOH水溶液调节PH值至7~8,得到浓度约为20%的黄色或红棕色聚羧酸减水剂。
三,作用机理
1,混凝土中掺入减水剂后,减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面,而亲水基团指向水溶液,构成单分子或多分子层吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附,使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷,于是在同性相斥的作用下,不但能使水泥-水体系处于相对稳定的悬浮状态,而且,能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体,从而将絮凝结构内的水释放出来,达到减水的目的。减水剂加入后,不仅可以使新拌混凝土的和易性改善,而且由于混凝土中水灰比有较大幅度的下降,使水泥石内部孔隙体积明显减少,水泥石更为致密,混凝土的抗压强度显著提高。减水剂的加入,还对水泥的水化速度、凝结时间都有影响。
2,减水作用是表面活性剂对水泥水化过程所起的一种重要作用。减水剂是在不影响混凝土工作性的条件下,能使单位用水量减少;或在不改变单位用水量的条件下,可改善混凝土的工作性;或同时具有以上两种效果,又不显著改变含气量的外加剂。目前,所使用的混凝土减水剂都是表面活性剂,属于阴离子表面活性剂。
3,水泥与水搅拌后,产生水化反应,出现一些絮凝状结构,它包裹着很多拌和水,从而降低了新拌混凝土的和易性(又称工作性,主要是指新鲜混凝土在施工中,即在搅拌、运输、浇灌等过程中能保持均匀、密实而不发生分层离析现象的性能)。施工中为了保持所需的和易性,就必须相应增加拌和水量,由于水量的增加会使水泥石结构中形成过多的孔隙,从而严重影响硬化混凝土的物理力学性能,若能将这些包裹的水分释放出来,混凝土的用水量就可大大减少。在制备混凝土的过程中,掺入适量减水剂,就能很好地起到这样的作用。
三,使用注意事项
1、聚羧酸减水剂应避免与铁制材料长期接触。由于聚羧酸减水剂产品常呈现酸性,与铁制品长期接触会发生缓慢反应,甚至使其色泽变深、变黑,导致产品性能下降。
2、聚羧酸减水剂对原材料的变化较为敏感,当砂、石材料以及掺合料如粉煤灰、矿粉等原材料的质量发生较大变化时,将对掺聚羧酸减水剂的混凝土性能有一定影响,应重新以变化后的原材料进行试配试验以调整掺量达到最佳效果。
3、聚羧酸减水剂依然存在与水泥适应性的问题,对于个别水泥会出现减水率偏低,坍损较大的现象。因此当水泥适应性不好时应当进行混凝土试配调整外加剂掺量,以达到最佳效果。
4、聚羧酸减水剂因减水率较高,其混凝土坍落度对用水量特别敏感。因此在使用过程中必须严格控制混凝土的用水量。一旦超量时,混凝土会出现离析、泌水、板结及含气量过大等不良现象。
5、使用聚羧酸减水剂在混凝土的生产过程中宜适量增加搅拌时间(一般比传统外加剂高一倍),这样聚羧酸减水剂的空间位阻能力更容易发挥。
6、聚羧酸减水剂对于集料的含泥量特别敏感,含泥量过大会降低聚羧酸减水剂的性能。因此使用聚羧酸减水剂时应严格控制集料的品质。当集料含泥量增加时应提高使用聚羧酸减水剂的掺量。
7、昼夜温差变化较大时,在生产控制上应随时注意混凝土的坍落度变化情况,及时调整外加剂用量(做到低温低掺,高温高掺的原则)。
8、聚羧酸减水剂不可与萘系减水剂混合使用,使用聚羧酸减水剂时必须将使用过萘系减水剂的搅拌机和搅拌车冲洗干净,否则可能会导致聚羧酸减水剂失去减水效果。
9、聚羧酸外加剂在试配(生产中)时,当只达到基本掺量,混凝土的初始工作性能得到满足,但混凝土经时损失会较大;因此在试配(生产)时,应适当提高掺量(即达到饱和掺量),才能解决坍落度损失较大的问题。
10、聚羧酸减水剂为高减水率,高分散性产品,在生产控制中更多的应以混凝土的流动性指标来衡量混凝土的工作性,坍落度只能作为一个参考值。
11、当降低胶凝材料用量后,在生产过程中,应更严格保证水胶比。如出现坍落度损失较大的情况,只能通过增加外加剂掺量和二次添加外加剂的方法,勿通过加水的方法解决,否则易造成强度的明显下降。
12、混凝土的强度主要由水胶比来决定,聚羧酸减水剂具有高减水率的特点,很容易降低生产配合比中的用水量,从而达到降低水胶比的目的,来降低混凝土的综合成本。生产中应随时根据原材料情况、环境温度变化等对混凝土工作性的影响,及时调整外加剂掺量。
聚羧酸减水剂的掺量,分散性、分散保持性和减水率等指标是非常重要的参考数据,也是衡量其品质的重要依据。