聚羧酸系高性能减水剂的结构特性

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聚羧酸系高性能减水剂的结构特性

聚羧酸系高性能减水剂是一种性能独特、无污染的新型高效减水剂,是配制高性能混凝土的理想外加剂。

(1)结构特性

与其他高效减水剂相比,聚羧酸系减水剂的分子结构主要有以下几个突出的特点:

①分子结构呈梳形,主链上带有较多的活性基团,并且极性较强,这些基团有磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)、羟基(-OH)和聚氧烷丙烯基团[一(CH2CH2O)m-R]等。

各基团对水泥浆体的作用是不同的,如磺酸基的分散性好;羧酸基除有较好的分散性外,还有缓凝效果;羧基不仅具有缓凝作用,还能起到浸透润湿的作用;聚氧烷基类基团具有保持流动性的作用。

②侧链带有亲水性的活性基团,并且链较长,其吸附形态主要为梳形柔性吸附,可形成网状结构,具有较高的立体位阻效应,再加上羧基产生的静电排斥作用,可表现出较大的立体斥力效用。

③分子结构自由度相当大,外加剂合成时可控制的参数多,高性能化的潜力大。通过控制主链的聚合度、侧链(长度、类型)、官能团(种类、数量及位置)、分子量大小及分布等参数可对其进行分子结构的设计,研制生产出能更好地解决混凝土减水增强、引气、级凝、保水等问题的外加剂产品。

(2)聚羧酸系高效减水剂的性能优点

①掺量低、减水率高。一般掺量为胶凝材料的0.15%~0.25%,减水率一般在25%~30%,在近极限掺量0.25%时,减水率一般可以达到40%以上。与茶系相比,减水率大幅提高,掺量大幅度降低,减水率这一基本性能的优势十分明显。并且带入混凝土中的有害成分大幅度减少,单方混凝土成本与茶系高效减水剂相当。

②混凝土拌合物的流动性好,坝落度损失小。2h 坝落度基本不损失,其高工作性可保持6~8h,很少存在泌水、分层等现象。

③与水泥、掺合料及其他外加剂的相容性好。

④可提高用以替代波特兰水泥的粉煤灰、磨细矿渣等参合料的掺量,从而降低混凝土的成本。

⑤对混凝土增强效果潜力大。早期抗压强度比提高更为显著。以3d、7d抗压强度为例茶系高效减水剂的3d、7d抗压强度比一般在130%左右,而聚羧酸系高性能减水剂的同龄期抗压强度比一般在180%以上

⑥制备过程中不使用甲醛,因此不会对环境造成污染。

⑦混凝土收缩少。基本克服了第二代减水剂增大混凝土收缩的缺点。

⑧碱总含量极低。其带入混凝土中的碱的总含量仅为数十克,降低了发生碱集料反应的可能性,提高混凝土的耐久性。

⑨环境友好。聚羧酸系高性能减水剂合成生产过程中不使用甲醛和其他任何有害的原材料,在生产和使用过程中对人体健康无危害。

⑩一定的引气量。与第二代(高效)减水剂相比,其引气量有较大提高,平均在3%~4%。可有效提高混凝土的耐久性。


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