聚羧酸系减水剂的合成原理与复配技术11

•李崇智•Tel:[phone](O)•[e-mail]•北京建筑工程学院土木与交通学院•SchoolofCivilandTrafficEngineering•BeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitecture•2010.10.16北京聚羧酸系减水剂的合成原理与复配技术混凝土外加剂科学技术外加剂组成材料混凝土外加剂前沿技术复配技术工程应用与适应性混凝土应用环境混凝土外加剂应用技术生产合成与原理报告内容1—聚羧酸减水剂合成原理1.聚羧酸系减水剂的前景2.聚羧酸系减水剂的生产原材料4.聚羧酸系减水剂的分散保持作用3.聚羧酸系减水剂的分子结构与合成原理5.聚羧酸系减水剂的性能设计1.聚羧酸系减水剂的发展前景•高性能的聚羧酸系减水剂普遍受欢迎•聚羧酸系减水剂与高性能混凝土不可分•聚羧酸系减水剂的分子结构与性能多变，理论可行性•生产与应用绿色环保•实践与理论之间桥梁聚羧酸减水剂优越性能•高减水：30%~40%，易实现C80、C100混凝土•高保塌：1~2h坍落度损失小•高耐久：100年工程指定使用•高增强：3d强度达30%，7d达到60%•低掺量：10%=40%萘系减水剂•低含氯：含氯率≤0.01%•低含碱：含碱率≤0.1%•低收缩：相对于萘系，收缩率低20%•适应C10～C100混凝土•无毒、无害、环保聚羧酸系减水剂与高性能混凝土不可分•聚羧酸系减水剂的应用已从过去的重大工程重点部位到现在的一般重点工程、普通工程重点部位•聚羧酸系减水剂取代传统萘系减水剂的趋势越来越明显。2.聚羧酸系减水剂的生产原材料•甲氧基聚乙二醇MPEG•烯丙基聚乙二醇APEG•丁烯基聚乙二醇BPEG•甲基丁烯基聚乙二醇TPEG专业厂家：奥克、皇马、科隆、台界、佳化、众鑫、东大、海安……大单体•聚乙二醇单（甲基）丙烯酸酯•甲氧基聚乙二醇单（甲基）丙烯酸酯•烯丙基聚乙二醇APEG•烯丙基聚乙二醇单甲醚AMPEG•甲基丁烯基聚乙二醇TPEG•甲基丙烯酰胺聚乙二醇MAPEG•甲基丙烯羟乙酯聚乙二醇MAPEG小分子单体•丙烯酸AA•甲基丙烯酸MAA•马来酸酐MAL•丙烯酰胺AM•甲基丙烯酸甲酯MMAA•丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯•醋酸乙烯酯•甲基丙烯磺酸钠MAS•丙烯磺酸钠SAS•2－丙烯酰胺－2甲基丙磺酸AMPS3.聚羧酸系减水剂的分子结构与合成原理EONaOOHOOOEOHCCCC2233nmmmRRR[[]]()==CHCHCHCHCHCH22=;CHCH)(][Rn3CCEOOOCOONaCHCH)(][R3CCEOO=2525酯类聚羧酸（polycarboxylate,PC）醚类聚羧酸（polyether,PE）•1，主链线性中心层•2，长侧链溶剂化扩散层•3，短侧链绒化紧密层3,non-polarsidechain2,polarsidechain1231,linearbackbone分子结构单元与吸附分散关系•主链：疏水性，长度增加，包裹紧密，防水渗透，缓凝•短侧链：疏水性增加表面活性，HLB值，消泡作用；非离子亲水性基团延缓吸附作用，通过羧酸衍生物在水泥浆碱性环境中发生皂化反应，重新释放羧酸基团，具有再吸附作用；阴离子基团具有强吸附锚固作用•长侧链：为非离子型聚乙二醇长侧链，形成亲水性外膜引发体系引发剂：•过硫酸盐；•双氧水＋抗坏血酸或甲醛合次亚硫酸钠；•偶氮AIBN4.聚羧酸系减水剂的分散保持作用本质问题：混凝土外加剂与细粉的适应性吸附剂与吸附质之间的关系问题•吸附剂：水泥基矿物细粉•吸附质：混凝土外加剂换言之，本质的两方面：吸附剂吸附性强弱问题吸附质被吸附难易程度问题减水剂的吸附分散新型减水剂传统减水剂（梳形）（多支链型）－－－－－－－－聚羧酸系氨基磺酸系三聚氰胺系萘系木钙－•静电斥力cementparticlesolutionsolutiondispersinglayersternlayerslippinglayeradsorptinglayer+++++++++cementparticle吸附质被吸附难易程度问题•减水率一定，被吸附量与时间关系决定不同性能减水剂适应性问题++---紧密层溶液水泥粒子水泥粒子+++位阻斥力静电斥力-------溶剂化包裹层弱极性基阴离基团PEO侧链减水剂主链水泥粒子表面滑移面+++++++++++-----------------缓释型聚羧酸系减水剂挑战低碳混凝土技术•粉煤灰、矿渣也将是稀缺原料，传统的矿物掺和料被流化床炉底灰、粘土类石粉、石灰石类石粉所取代，矿物超细粉吸附性强；砂石原料为机制砂石骨料或混合骨料，骨料中的含泥量、石粉含量高。•缓释型聚羧酸系减水剂的分子结构中含有较少的羧酸基、磺酸基，多数为非离子型的酯基，具有较高的抗吸附能力，通过在混凝土碱性环境中不断反应，缓慢释放更多具有减水效果的减水组分，补充水泥浆体中减水剂的有效含量，可以防止减水剂残余有效浓度下降过快。缓慢释放型聚羧酸系减水剂（SRPC）EONaOOHOOOEOHCCCC2233nmmmRRR[[]]()==CHCHCHCHCHCH22=;CHCH)(][Rn3CCEOOOCOONaCHCH)(][R3CCEOO=2525聚羧酸系高性能减水剂•高效减水组分的分子结构中羧酸基、磺酸基比例高，易于吸附，可以保证达到混凝土初始工作性的基本用量，防止新拌混凝土出现离析泌水问题•缓释组分的分子结构中含有较少的羧酸基、磺酸基，多数为非极性的酯基，具有较高的抗吸附能力，碱性环境下缓慢释放有减水效果的组分补充减水剂含量，防止残余浓度下降过快。5.聚羧酸系减水剂的性能设计•工艺选择•强缓凝型•高减水型•早强型•复配技术聚羧酸系减水剂高性能母料交流问题•何谓聚羧酸系高性能减水剂？•聚羧酸系减水剂高性能母料有哪几种？•聚羧酸系减水剂的主要原材料有哪些，减水剂有哪些品种？•合成原理和主要工艺参数有哪些？