【摘要】：本文根據(jù)目前聚羧酸系減水劑存在的一系列問(wèn)題，以分子設(shè)計(jì)理論為指導(dǎo)，在系統(tǒng)研究自由基聚合原理和優(yōu)化匹配單體活性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并制備出工藝簡(jiǎn)單、能耗低、副反應(yīng)少、摻量低和減水率高的聚羧酸減水劑，并通過(guò)研究其結(jié)構(gòu)與吸附、吸附與分散性的關(guān)系，探討了聚羧酸減水劑的作用機(jī)理。 （1）以聚氧乙烯醚（OXAB）、馬來(lái)酸酐（MAL）、甲基丙烯磺酸鈉（MAS）為原料合成聚馬來(lái)酸酐高效減水劑。通過(guò)正交試驗(yàn)和單因素優(yōu)化試驗(yàn)得到其最佳工藝條件為：n(OXAB):n(MAL):n(MAS)=0.85:2.75:0.3，引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉（APS）為單體總質(zhì)量的3.5%，80℃反應(yīng)2.5h，90℃再反應(yīng)0.5h。當(dāng)聚馬來(lái)酸酐減水劑的摻量為0.8%時(shí)，C40混凝土的初始塌落度為235mm，1h后塌落度為85mm，含氣量為3.8%，28d的強(qiáng)度高達(dá)62.7MPa。 （2）以國(guó)內(nèi)易得且價(jià)格便宜的異丁烯醇代替國(guó)外進(jìn)口且價(jià)格昂貴的異丙烯醇作為合成異丁烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚（OXAC）的原料，并與丙烯酸（AA）共聚制備聚丙烯酸減水劑。通過(guò)正交試驗(yàn)和單因素優(yōu)化試驗(yàn)得到其最佳工藝條件為：n(OXAC):n(AA)=0.046:0.175，引發(fā)劑H2O2的用量為單體總質(zhì)量的1.2%，抗壞血酸（VC）的用量為H2O2用量的26.9%，在60℃下反應(yīng)5.0h。當(dāng)聚丙烯酸減水劑的摻量為0.92%時(shí)，C40混凝土的初始塌落度為217mm，1h后塌落度為195mm，含氣量為3.5%，28d的強(qiáng)度高達(dá)65.4MPa。 （3）研究了水化時(shí)間和水化溫度對(duì)聚羧酸高效減水劑在水泥顆粒表面吸附量的影響。研究結(jié)果表明：水泥水化20分鐘時(shí)，減水劑的吸附量已達(dá)到飽和；隨著水化溫度的升高，其吸附量逐漸增大。 （4）研究了不同分子結(jié)構(gòu)聚羧酸減水劑的吸附等溫線。減水劑陰離子含量越高，其吸附量越大；側(cè)鏈越長(zhǎng)，吸附量越��；隨著減水劑酸酯比的增大，其吸附量先增大后減小，其中以酸酯比為7:1時(shí)吸附性能最好。采用Langmuir吸附模型和Freundlich吸附模型對(duì)不同側(cè)鏈系列的吸附等溫線進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)Langmuir吸附模型的擬合度較高，相關(guān)系數(shù)均在0.97以上，理論飽和吸附量以及平衡常數(shù)的趨勢(shì)都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符；Freundlich吸附模型的擬合度不高，相關(guān)系數(shù)均在0.9以下。
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU528.042.2;O647.3
【圖文】：

k2 170 147.5 152.5 151.25k3 187.5 151.25 138.75 153.75k4 181.25 157.5 133.75 152.5R 133.75 21.25 33.75 13.75差分析結(jié)果可知，OXAB 的用量對(duì)混凝土坍落度的影響最大，其APS 影響最小。由正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)優(yōu)化的聚馬來(lái)酸酐減水劑的最C1D3，即 n(OXAB):n(MAL):n(MAS)=0.95:3.9:0.25，APS 的用5%。因素優(yōu)化試驗(yàn)交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考察各因素的用量對(duì)聚馬來(lái)酸酐高效響，進(jìn)而獲得減水劑合成的最佳配方。AB 的用量 和 MAS 的用量分別為 3.9mol 和 0.25mol，APS 的用量為單體總B 的用量對(duì)混凝土坍落度的影響，結(jié)果如圖 2-2 所示。

圖 2-3 MAS 的用量對(duì)混凝土坍落度的影響Fig.2-3 Effect of MAS on the slump of concrete 2-3 中可以看出：隨著 MAS 用量的增加，混凝土坍落度先增大的用量為 0.3mol 時(shí)坍落度最大。這是因?yàn)榫埕人釡p水劑分子的主隨著 MAS 用量的增加，減水劑分子所含的離子基團(tuán)增多，靜電使混凝土坍落度增大，但是 MAS 用量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致過(guò)高的酸酯比劑分子側(cè)鏈的減少，不能提供足夠的空間位阻，混凝土坍落度反AL 的用量B 和 MAS 的用量分別為 0.85mol 和 0.3mol，APS 的用量為單體究 MAL 的用量對(duì)混凝土坍落度的影響，結(jié)果如圖 2-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2730301