环氧乙烷 -- 聚羧酸减水剂

聚羧酸减水剂(Polycarboxylate Superplasticizer)是一种高性能减水剂,是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂。广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。

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聚羧酸减水剂

中文名: 聚羧酸系减水剂

外文名: Polycarboxylate Superplasticizer

适用范围: 混凝土搅拌

特 点:

绿色环保,不易燃,不易爆

应用于:

公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程

类 别:

高性能减水剂

产品简介

根据其主链结构的不同可以将聚羧酸系高效减水剂产品分为两大类:一类以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链,接枝不同侧链长度的聚醚。另一类是以马来酸酐为主链接枝不同侧链长度的聚醚。以此为基础,衍生了一系列不同特性的高性能减水剂产品。

在聚羧酸外加剂出现之前,有木质素磺酸盐类外加剂,萘系磺酸盐甲醛缩合物,三聚氰胺甲醛缩聚物,丙酮磺酸盐甲醛缩合物,氨基磺酸盐甲醛缩合物等。20世纪80年代初日本率先成功研制了聚羧酸系减水剂。新一代聚羧酸系高效减水剂克服了传统减水剂一些弊端,具有掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、分子结构上可调性强、高性能化的潜力大、生产过程中不使用甲醛等突出优点。

合成方法

对于聚羧酸减水剂的合成,分子结构的设计是至关重要的,其中包括分子中主链基团、侧链密度以及侧链长度等。合成方法主要包括原位聚合接枝法、先聚合后功能化法和单体直接共聚法。

1、原位聚合接枝法

以聚醚作为不饱和单体聚合反应的介质,使主链聚合以及侧链的引入同时进行,工艺简单,而且所合成的减水剂分子质量能得到一定的控制,但这种方法涉及的酯化反应为可逆反应,在水溶液中进行导致接枝率比较低,已经逐渐被淘汰E14]。

2、先聚合后功能化法

这种方法主要是先合成减水剂主链,再以其他方法将侧链引入进行功能化,此方法操作难度较大,减水剂分子结构不灵活且单体问相容性不好,使得这种方法的使用得到了较大的限制E15]。

3、单体直接共聚法

这种方法是先制备出活性大单体,然后在水溶液中将小单体和大单体在引发剂的引发下进行共聚反应。随着大单体的合成工艺日益成熟且种类越来越多,这种合成方法已经是现阶段聚羚酸减水剂合成的最常用方法。

优劣特点

在很多混凝土工程中,萘系等传统高效混凝土由于技术性能的局限性,越来越不能满足工程需要。在国内外备受关注的新一代减水剂,聚羧酸系高性能减水剂,由于真正做到了依据分散水泥作用机理设计有效的分子结构,具有超分散型,能防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝,低掺量下发挥较高的塑化效果,流动性保持性好、水泥适应广分子构造上自由度大、合成技术多、高性能化的余地很大,对混凝土增强效果显著,能降低混凝土收缩,有害物质含量极低等技术性能特点,赋予了混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性、聚羧酸系高性能减水剂具有良好的综合技术性能优势及环保特点,符合现代化混凝土工程的需要。因此,聚羧酸系高性能减水剂正逐渐成为配制高性能混凝土的首选外加剂。据报道,日本聚羧酸外加剂使用量已占所有高性能外加剂产品总量的80%以上,北美和欧洲也占了50%以上。在我国,聚羧酸系减水剂已成功应用仅在三峡大坝、苏通大桥、田湾核电站、京沪高铁等国家大型水利、桥梁、核电、铁路工程,并取得了显著的成果。

同时聚羧酸减水剂也存在一些问题:1.高温环境下保坍性不足;2.温度敏感性强,同种聚羧酸减水剂在不同季节施工,混凝土保坍性相差甚远;3.功能性产品较少,很难满足超高、超长距离混凝土泵送、负温施工、超早强混凝土的制备以及混凝土高耐久等要求;4.粘度高,在高掺合材、低水胶比混凝土配制中,混凝土粘度高,不利于施工;5.对砂石集料的含泥量敏感性强。 6.对机制砂适应也差,掺量敏感影响施工。

应用范围

适用于高速铁路、客运专线、工业与民用建筑、道路、桥梁、港口码头、机场等工程建设的预制和现浇混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土。

特别适用于配制混凝土施工时间长,对混凝土坍落度保持要求高的工程,如核电工程。


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