羧酸类接枝共聚物混凝土外加剂含气量的调控

传统的作法是减水剂与消泡剂进行复配,尽管消泡剂的类型许多,但仅有非常少能够与聚羧酸类外加剂相容,消泡剂一直从水中分离出来并漂浮到表面,这种外加剂的不均匀性导致了混凝土的不可预测性,由此可见,研发合适的消泡剂就显得更为重要。另外某些学者选用强制性办法将不可溶消泡剂分散化到减水剂中或将消泡剂分散化到可聚合的单体溶液中发生聚合反应,但都不能从根本上解决混合物的贮存稳定性。
 
借助于高分子材料分子设计理论和大单体制备技术,应用非离子型消泡剂取得了可喜的研究成果。选用一种具有高反应活性基团的物质与具有消泡功能的嵌段聚醚发生化学反应,再利用其余下的活性羟基与带有双键的丙烯酸类单体进行接枝反应,进而制得一种具有消泡功能的大单体组分,后与其他组分进行共聚合,进而得到贮存十分稳定的高效减水剂,而且能够调整功能性消泡组分的比例来满足不同混凝土对含气量的要求。
 
功能性组分的合成分两步,第一步,选用一种具有高反应活性基团的物质与嵌段聚醚发生化学反应进行封端;第二步,利用其余下的活性羟基与带有双键的丙烯酸类单体进行接枝反应,进而制得具有聚合活性的功能性大单体。
 
(1)贮存稳定性的评估

表2-9列出了不同含气量控制方法的贮存稳定性试验结果。能够看出:无论选用强制性方法将不可溶消泡剂分散化到减水剂中或将消泡剂分散化到可聚合的单体溶液中发生聚合反应,最终消泡剂都会漂浮到表面。这种外加剂的不均匀性导致了混凝土含气量的不可预测性,都不能从根本上解决混合物的贮存稳定性。而在聚合前加入合成的功能性消泡组分,由于功能性消泡组分带有可聚合的C=C,能够聚合到羧酸类共聚物的主链中,从根本上解决了消泡组分和减水剂之间的相容性问题,保证了所合成的外加剂性能的稳定性。
(2)功能性组分对水泥净浆流动性的影响

功能性组分的加入对水泥净浆的流动性有一定的影响(表2-10),适当添加量能够明显改善流动性,但过量添加后,流动性会明显降低。从净浆实验结果来看,功能性组分的加入对流动性的保持能力也有很大的影响,适当的引气能够改善水泥浆体的和易性。
(3)功能性组分对混凝土流动性能和力学性能的影响

功能性消泡组分掺量对混凝土的性能的影响见表2-11。
混凝土掺消泡剂
聚羧酸减水剂分子结构中有大量不同长度的PEO侧链,短链PEO尽管对新拌混凝土流动性的保持十分有效,但同时也很容易引气。混凝土强度很低,当添加聚合单体总量的0.3%时,含气量立即减少到2.6%,強度也大幅度提高。但当添加量大于聚合单体总量的0.4%后,功能性组分对减少含气量已经没有多大作用,強度增长基本稳定,而且功能性组分的过量添加会影响外加剂的均匀性。混凝土的实验结果与净浆流动度的结论相差很大,从净浆来看,流动性的保持都很好,而新拌混凝土址落度并不是都保持很好,功能性组分的过量添加或少加对混凝土流动性和址落度的保持能力都不利,这主要是由于不同量的功能性组分对混凝土微观孔结构的影响程度不同,导致其性能有所不同。因此功能性消泡组分加入量控制在物料总量(摩尔分数)的0.3%~0.5%比较合适,当需要含气量高时能够适当减少功能性消泡组分的加入量。

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