高嶺土吸附陽離子 陽離子聚羧酸減水劑的合成

2021-10-14 05:34:40 字數 2153 閱讀 7163

以丙烯醯胺為第三單體合成的陽離子型聚羧酸系減水劑具有較好的抗泥性,適用於高嶺土水洗沙混凝土,最佳配比為異戊烯醇聚氧乙烯醚∶丙烯醯胺=1∶0.8,最佳合成溫度為60℃。

近年來,茂名地區很多混凝土攪拌站常常會遇到含泥量超過 5% 的高嶺土水洗沙,這種沙子對混凝土的質量有著較大的影響。合成具有抗泥性的高效減水劑已是建築業的客觀要求。經不斷探索,筆者使用丙烯醯胺作為第三單體合成的陽離子型聚羧酸系減水劑,有很好的抗泥性,非常適合本地區高嶺土水洗沙體制備商品混凝土。

1.1 原材料

丙烯酸(aa)、丙烯醯胺(am)、維生素 c、引發劑、羥基乙醇、巰基丙烯酸(均為市售);異戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg,聚合度 35),水泥(p.o 42.5r)。

1.2 聚羧酸減水劑的合成

將異戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg)大單體 350g、引發劑 2.5g、羥基乙醇 4g 分別用去離子水配成濃度為 60% 的水溶液,置於裝有攪拌器、回流冷凝管及溫度計的四頸燒瓶中,公升溫到 55℃左右,先滴加丙烯酸 37.8g、維生素 c 0.55g、巰基丙烯酸 1g 於混合水溶液,2h 滴加完成後,緩慢加丙烯醯胺(am)若干 g,完成加料後,恆溫 (60±2)℃反應 1h,降溫至 45℃,用濃度為 30% 的 naoh 水溶液調節 ph 值至7~8,結束反應,得到濃度約為 40% 的淡黃色或無色聚羧酸減水劑。

1.3 水泥淨漿測定

水泥淨漿流動度經時損失的測試方法:保持一定水灰比,加入一定量的聚羧酸減水劑,按 gb 8077-2000《混凝土外加劑勻質性試驗方法》,每隔一定時間測試水泥淨漿的流動度。

2.1 最佳第三單體的探索

為了找到更合適本地區高嶺土水洗沙製漿的高效聚羧酸系減水劑,筆者嘗試了以苯乙烯磺酸鈉、am、羥乙基纖維素(amps)等作為第三單體,考察它們的適用性,結果見表 1。

由表 1 中資料可知,在不改變其他資料及合成工藝的情況下,引入磺酸基、胺基,減水劑的分散效能有提高,但無論是砂漿初始流動度還是砂漿保持率,都是 am 最佳,因此確認第三單體的種類為 am。

在 tpeg、aa 等試劑用量一定的情況下,調整am 的新增量,合成不同的聚羧酸減水劑,並在摻量均為 0.2% 的條件下,測試不同的合成物對水泥淨漿流動度和流動度保持率的影響,結果見圖 1、圖 2。

2.3 最佳反應溫度的探索

共聚反應溫度不僅影響產物的相對分子質量, 還會引起一些副反應,具體情況見表 2。

1) 以丙烯醯胺(am)為第三單體合成的陽 離子聚羧酸減水劑,能夠很好地適應高嶺土含量較高的沙體制備商品混凝土。

2) 以 tpeg 為主原 料,以 am 為第三單體合成陽離子聚羧酸減水劑的最佳配比為tpeg∶am=1∶0.8,最佳合成溫度為 60℃。

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