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国内外聚羧酸外加剂的研究进展和现状

发布时间:2018-03-29 14:44 | 编辑:南宁聚羧酸外加剂 | 18 次浏览
在捷克首都布拉格召开的第十届国际混凝土外加剂会议上,我国科研机构和外加剂公司20人参加。根据会议文献资料显示,当今南宁聚羧酸外加剂技术发展呈现以下几个特点。 一、是未来聚羧酸产品的发展趋势为低掺量、高效能、多功能化,能适应多变化成分的水泥和掺合料,能抵抗高含泥量砂石和水泥中的过量的硫酸盐的吸附。国外聚羧酸外加剂仍然以聚酯型为主,日本近年的聚羧酸减水剂的重大发展为强制所有外加剂和混凝土减缩剂复合使用,日...

在捷克首都布拉格召开的第十届国际混凝土外加剂会议上,我国科研机构和外加剂公司20人参加。根据会议文献资料显示,当今南宁聚羧酸外加剂技术发展呈现以下几个特点。  

一、是未来聚羧酸产品的发展趋势为低掺量、高效能、多功能化,能适应多变化成分的水泥和掺合料,能抵抗高含泥量砂石和水泥中的过量的硫酸盐的吸附。国外聚羧酸外加剂仍然以聚酯型为主,日本近年的聚羧酸减水剂的重大发展为强制所有外加剂和混凝土减缩剂复合使用,日本土木协会提出了新的规范,对每个等级的混凝土提出了控制混凝土收缩的指标。针对混凝土泌水问题,市场上推出了混凝土增稠剂来改善混凝土的和易性。土耳其、印度等发展中国家也在引进中国的聚醚一步法合成技术。

 二、是本次会议报道的新的大单体新品种为VPEG。该大单体的聚合方法为在30℃以下和马来酸酐聚合。小分子磷酸型聚羧酸,双磷酸盐作为吸附螯合基团,链接着聚乙二醇,该产品为法国 Chryso SA 公司持专利,已经形成工业化生产。

 三、是由于混凝土工业的迅速发展,大量天然的砂已经消耗殆尽,人工砂的大量使用,给行业的发展带来了新的问题。高含泥量是大家面临的技术难题。聚羧酸减水剂对砂石中泥的强烈吸附,对泥的吸附量为290毫克/克,传统外加剂(如萘系,脂肪族等)的对泥吸附量为40毫克/克,所以在高含泥砂石的应用场合,萘系等传统外加剂具有一定的优势。研究指出聚乙二醇(2000),可以部分缓解聚羧酸对泥的吸附,可以作为泥吸附的牺牲剂使用,国内的初步评价结果已被肯定。钾离子也可以被泥吸附。另有报道,丙烯酸羟烷基酯加入聚羧酸减水剂分子结构中也可以减少聚羧酸减水剂对泥的敏感性。  

四、是德国Plank研究小组,肯定了IPEG(国内TPEG 501)是最好的聚羧酸减水剂,并和APEG、MPEG 类羧酸进行了对比。IPEG微观结构为星状聚合物,具有柔性链段微观结构,对水泥吸附量少,MPEG酯类减水剂为梳型结构,APEG为捧状刚性结构,水泥吸附量高。  

五、是功能化聚羧酸产品,在羧酸减水剂分子中引入磷酸基,硅醇基,阳离子单体等结构,可以提高聚羧酸减水剂对水泥的吸附,提高减水率,理论上是可行的,但是由于成本原因估计很难实现工业化。

六、复配技术方面,聚羧酸用的增稠剂有纤维素类、生物胶类 (Welan gum,diutan gum)、羟丙基瓜尔胶(hydroxypropyle guar)、改性淀粉等,这些增稠剂可以改善混凝土的抗离析性能,改善混凝土的粘度和降低混凝土的屈服应力。早强剂亚硝酸酸钙,引气剂(松香酸钠、十二醇二乙二醇磺酸钠、十二烷基硫酸钠)等多有提及。  

七、是聚羧酸减水剂和硫酸盐对水泥吸附是相互竞争的关系,有研究人员提出在聚羧酸减水剂分子结构中引进双磷酸基,改进的磷酸型聚羧酸减水剂可以提高减水剂对水泥的吸附和分散能力,克服硫酸根的竞争吸附问题。  

八、是利用反应缓释型单体,制备保坍型减水剂,这类单体在碱性介质中缓慢释放羧基,避免减水剂对水泥的较早吸附,为混凝土的流动性保持和减水提供保障。  

九、是聚羧酸减水剂制备技术方面,新的聚合方法有RAFT共聚法,聚丙烯酸直接酯化MPEG法,采用新型催化剂NaHP,在150℃下酯化。

十、是各种增稠剂可以提高屈服应力,降低减水率,表观粘度增加,Marsh flow 增加。

十一、是磷酸盐型聚羧酸和PCE具有相类似的结构,羧基部分换成了磷酸基,磷酸基单体和聚醚单体比例和PCE 相同,可以抵抗水泥中的硫酸盐对羧酸的竞争吸附,使得羧酸性能不受硫酸根离子吸附的影响,磷酸基使得羧酸对水泥的吸附更强。产品的性能特点为:较好的坍落度保持,具有缓凝作用,剪切变稀效果下降。  

十二、是环己酮类脂肪外加剂的合成方法,环己酮:甲醛:焦亚硫酸钠摩尔比为1︰3︰0.25,在强碱条件下pH大于13时反应。困难之一是环己酮在水中溶解度较差,采用异丙醇作为共溶剂。  

含硅烷基的聚羧PCE-Si(OEt)3 在碱性条件下水解成 PCE-Si(OEt)3-X(OH)X,水解可以在几分钟内完成,硅烷醇和水泥水化产物C-S-H表面的硅烷醇缩合,这种羧酸减水剂和水泥表面的强烈的化学键合力比物理吸附要强的多,可以改变聚羧酸对水泥的物理吸附变成化学吸附。  

十三、是我国江苏博特提出合成阳离子型聚羧酸,作为碱激发矿渣体系减水剂,其实阳离子可以作为抗泥剂的结构考虑,阳离子单体可以引入到聚羧酸大分子结构中。江苏博特研究结果表明,阴离子和阳离子羧酸可以改善羧酸减水剂的坍落度损失。

十四、是甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羟烷基酯类聚羧酸,不含PEO支链的,具有较好的分散性,对泥的含量不敏感。  


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