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王宇峰中铁四局试验检测中心
[摘 要]综述了新型高性能聚羧酸系减水剂的合成原理及方法.
【关键词】新型高性能聚羧酸盐系减水剂
一、前言
目前,聚羧酸系减水剂在我国铁路建设方面得到了广泛的应用,成为了耐久性混凝土不可或缺的组分之一.同时,因我国地域辽阔,水泥品种繁多,聚羧酸减水剂在工程的应用中也暴露出了一些诸如水泥适应性差、掺量较为敏感等问题.为了解决这些问题,更好的保证耐久性混凝土的施工质量,本文研制了一种新型的聚羧酸减水剂.
二、研究的技术路线及主要解决的问题
1.研究的技术路线
新型高性能聚羧酸系减水剂合成研究的技术路线如图2.1.
2.研究主要解决的问题
本研究主要是根据现场混凝土的施工艺不同设计出合理的分子结构,以满足施工要求.
3.高性能减水剂的合成研究
(1)实验原料
(2)实验仪器
冷凝管、分水器、温度、四口烧瓶、电热套、电子天平等.
(3)水泥净浆度流动度及流动度损失测试
取水泥300 g,水87 g,采用截锥圆模(中上等于36 mm,中下等于64mm．h等于60 mm)测定掺减水剂的净浆流动度及30 min的净浆流动度损失,减水剂的液掺量为水泥用量的1.0%.
(4)共聚物的制备方法
在装有温度计、机械搅拌器、及滴加装置的四口烧瓶中,加入一定量的水,通入氮气除去其中的氧气,在空气浴上加热搅拌至反应温度.同时一边缓慢滴加混合单体,一边缓慢滴加引发剂（水溶液）和活性单体MAA；大约4~5 h滴加完毕,然后在升温到一定温度后恒温反应一段时间.反应结束后,加入氢氧化钠水溶液,调节pH等于7~8,得到高分子共聚物的水溶液,即高性能减水剂RAWY-101.
(5) RAWY-101酯化大单体与论文范文丙烯酸(MAA)用量对水泥净浆流动度的影响
如图3 1所示,相同掺量下,当RAWY-101酯化大单体与MAA摩尔比为1：2.5时合成的论文范文物分散性和分散保持性最好.当大单体用量过小,论文范文反应容易发生,但是聚氧乙烯链（-OC2H4-）侧链的空间位阻效应不能充分发挥,分散性及分散保持性较差.
(6)引发剂用量对水泥净浆流动度的影响
图3 2为引发剂用量对水泥净浆流动度的影响.引发剂用量按单体用量的百分比计算,从图中可以看出其控制在3 N5%时分子量比较合适,水泥净浆流动度达到最大,分散效果最好.
(7)反应温度对双键残余浓度、水泥净浆流动度的影响
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自由基论文范文对温度很敏感,温度过低,引发剂引发效率低,反应速度慢,转化率较低；温度过高,反应速度快,极易暴聚.因此选择一个适当的温度有利于控制反应速度,提高产品质量.当温度低于80qC,双键平衡浓度大,单体转化率稍低,水泥净浆流动度较低,当温度高于80℃,双键平衡浓度稍微有点降低,单体转化率提高.因此,在单体、引发剂滴加完全后,提高反应温度以提高转化率.
由图3.3可知,水泥净浆流动度随论文范文反应时间递增,论文范文反应在5h时流动度达到280mm,延长反应时间,水泥净浆流动度有所增加,随后增加不明显,因此我们确定共聚物反应时间为5h～5.5h.
(9) MAS对水泥净浆流动度的影响
表3,2结果表明,在MAA与RAWY-101酯的比例不变的情况下,随着MAS的比例逐渐增大,减水剂的分散性和分散保持性都提高,但达到一定水平后,分散保持性能迅速下降.
四、结论
通过研究得出了合成高性能减水剂的最优工艺条件：RAWY-101酯、MAA、MAS的最佳摩尔配比为1：2.5:0.5；最佳论文范文温度为85~ 90C；最佳论文范文时间为5~5.5h；最佳引发剂用量为总反应物质量的3N5%.
本研究成果已经安徽中铁工程材料科技有限公司生产,产品按照代表着国内最高产品标准的《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（科技基【2005】101号）迸行了检验,水泥净浆流动度、硫酸钠含量、碱含量、减水率及收缩率等指标均较为明显的优于《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的技术要求.
通过与国内外其它羧酸以及萘系减水剂的性能相比,本研究成果生产的减水剂与同类产品相比具有更高的减水率、更好的保坍性、更好的水泥适应性及更低的成本.
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