聚羧酸系减水剂的不同分子结构与性能

(1)马来酸肝与烯丙基聚乙二醇聚合物——酵型。

国内早期的继型聚羧酸系减水剂主要通过烯丙基聚乙二醇、马来酸轩与第三单体共聚得到,第三单体包括甲基丙烯磺酸钠、2-甲基丙烯酰胺-3-磺酸、丙烯酸羟丙酯等,聚合方法为一步法工艺(一锅煮),可采用高浓低温预聚合后在80℃聚合,或100℃暴聚完成,此生产工艺烯丙基聚乙二醇聚合率低,获得的减水剂减水率偏低,由于吸附太快,对粉煤灰、石粉、黏土质材料适应性很差,掺量高,易导致混凝土缓凝,成本高。

(2)(甲基)丙烯酸与甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯聚合物——酯型。

酯型聚羧酸系减水剂是目前国内建筑市场主流产品,主要由(甲基)丙烯酸与甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯聚合而成,有时根据减水或保坝需要,常加入第三单体如衣康酸、丙烯酸羟丙酯等。酯型聚羧酸系减水剂的减水率较高,对砂石料质量要求高,与粉煤灰的适应性稍好,能够满足铁路客运专线、水电站等工程应用问题,但产品浓度较低,保质期短,运输成本高,因对砂石料石粉、含泥量等要求高,目前无法取代茶系减水剂推广应用到建筑工程的商品混凝土中。酯类聚羧酸系减水剂产品存在不少问题和缺点,在生产方面,产品质量不易控制,(甲基)丙烯酸与甲氧基聚乙二醇的酯化率与酸的质量、催化剂、阻聚剂、反应温度、反应时间、带水等生产条件有关,合成时除使用丙烯酸羟丙酯以增加保期性和混凝土黏聚性外,提高产品质量没有更好手段,原材料成本均较高,工艺复杂。在使用方面,该产品不可能再提高浓度或制成粉剂,运输很不方便,复配成低浓度后储存稳定性差,容易发霉变质;另外,第二代酯类聚羧酸系减水剂对混凝土的其他组成材料要求较高,混凝土中黏土质矿物细粉含量偏高时,外加剂的减水分散效果、流动性保持效果大大降低,难以满足实际工程对混凝土的高性能要求。

(3)烯丙基聚乙二醇与丙烯酸酯、丙烯酰胺等共聚物——混合型。

聚羧酸系减水剂的一大特点是可以根据不同性能要求进行分子设计,就像混凝土配合比设计一样,选用不同的活性单体。新一代聚羧酸系减水剂保圩成分,采用甲基丙烯酸与烯丙基聚乙二醇(n=22)、衣康酸酯、乙烯乙酸酯、丙烯酰胺等单体合成,产品质量分数为40%~60%,其作用机理为在碱性环境中分子结构中局部交联双酯结构单元皂化水解,逐渐重新转变成离子型减水剂,可有效避免混凝土加水拌合初期骨料中黏土、铝酸盐矿物粒子的强烈吸附,因此特别适合我国广大的建筑市场,完全可以取代国内茶系减水剂产品。

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