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《清华大学》 2004年
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新型聚羧酸系减水剂的合成及其性能研究

李崇智  
【摘要】:聚羧酸系减水剂具有高减水率和控制混凝土坍落度损失等优点,研究开发新型聚羧酸系减水剂受到广泛关注。本研究合成了一系列聚乙二醇不饱和羧酸酯大单体及聚羧酸系减水剂MPC (Modified polycarboxylic water-reducers, MPC ),并试验探讨了它们的性能。 高质量的含聚氧化乙烯基(PEO)的聚乙二醇不饱和羧酸酯大单体,其制备方法是,在无溶剂而有一定量的阻聚剂氢醌及低氧化性酸类或胺类催化剂存在条件下及在加热到80~130℃温度条件下通过聚乙二醇与过量的不饱和羧酸进行酯化反应获得的,通过测定反应物酸值和酯化率来控制聚乙二醇的酯化反应进程,以快速冷却或加一定量的低级醇来终止大单体的酯化反应。 一系列结构确定且性能不同的新型聚羧酸系减水剂MPC,则主要通过分子设计方法,选择一种或多种的聚乙二醇不饱和羧酸酯化大单体及其它单体原材料,在一定温度的水溶液体系中,经引发剂过硫酸盐引发共聚反应合成。在掺量0.45%时,标准型减水剂MPC-1的混凝土减水率为24.9%,缓凝型减水剂MPC-2的减水率为22.8%,混凝土坍落度在1~2小时内基本无损失,可用于配制大掺量粉煤灰流动性混凝土、高强高性能混凝土和高耐久性混凝土等多种高性能混凝土。试验说明,所研制的聚羧酸系减水剂MPC的性能明显优于国内的商品萘系减水剂FDN,但略低于对比用的国外商品聚羧酸系减水剂PC。 研究发现,聚乙二醇不饱和羧酸酯的PEO链长与数量对减水剂MPC的平均分子量及分子量分布有影响,决定其分散与分散保持性能;甲基丙烯磺酸钠除提供强极性的阴离子磺酸基外,还起链转移剂作用;2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸能够同时提高减水剂的分散性和分散保持性能;马来酸比丙烯酸对减水剂的分散性有更大的影响;一些羧酸衍生物单体可以起到增加减水剂的分散保持性和储存稳定性的作用。通过减水剂分子结构的优化设计,如在分子结构中引入使带有PEO的嵌段链与侧链、长侧链与短侧链、阴离子与阳离子等基团,可以实现减水剂的高性能化,同时提高减水剂MPC与水泥的相容性及储存稳定性。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU528.042.2

【引证文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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1 彭雄义;聚羧酸系减水剂的分子结构与应用性能关系及作用机理研究[D];华南理工大学;2011年
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【二级引证文献】
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1 彭雄义;聚羧酸系减水剂的分子结构与应用性能关系及作用机理研究[D];华南理工大学;2011年
2 麻秀星;高固含量聚羧酸减水剂合成与性能研究[D];重庆大学;2010年
3 谭洪波;功能可控型聚羧酸减水剂的研究与应用[D];武汉理工大学;2009年
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5 曾俊杰;高性能管桩混凝土材料设计与节能制备技术研究[D];武汉理工大学;2012年
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