聚羧酸减水剂相关知识课件.ppt

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1、聚羧酸减水剂相关知识TS科：郑高工福建钟山化工有限公司聚羧酸减水剂相关知识一、相关术语和基础知识二、减水剂发展历程及减水机理三、聚羧酸减水剂的合成及检测五、销售部反馈的客户问题四、大单体各项指标对减水剂合成的影响一、相关术语和基础知识混凝土集料：要说明的是目前不少地区的集料已经面临资源枯竭，因此人们积极寻找替代品，如海砂及海卵石、工业废渣（冶金渣）、二次集料等。矿物外加剂：是指以氧化硅、氧化铝和其他有效矿物为主要成分，常用材料有：粉煤灰、磨细矿渣、硅灰、磨细沸石粉、偏高岭土、硅藻土、烧页岩、沸腾炉渣

2、等。粉煤灰：是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；并改善了拌合物的工作性。一、相关术语和基础知识水泥定义：粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。通常说的水泥指的是由硅酸盐水泥熟料、石灰石、矿渣、石膏等磨细而成的水硬性胶凝材料。水泥生料煅烧水泥熟料主要矿物组成3CaO·SiO2(硅酸三钙C3

3、S)2CaO·SiO2(硅酸二钙C2S)3CaO·Al2O3(铝酸三钙C3A)4CaO·Al2O3·Fe2O3(铁铝酸酸四钙C4AF)石灰石粘土CaO+CO2SiO2+Al2O3+Fe2O3+H2O+熟料中，C3S和C2S占75%左右，C3A和C4AF占22%左右。水泥熟料的生产过程示意图：一、相关术语和基础知识水泥的水化：一、相关术语和基础知识水泥水化流变性能（流动性、凝结、硬化、蠕变）组成（化学和矿物组成）微观结构（孔隙率、形貌）体积（化学收缩）热焓（水化热）水泥水化过程引起的一系列变化：一、相

4、关术语和基础知识混凝土外加剂定义：是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质。通常情况下，外加剂掺量不大于水泥用量的5%（有时掺量也会超过5%，如膨胀剂、防冻剂等）一、相关术语和基础知识减水剂：是指在混凝土拌和物坍落度基本相同的条件下，用来减少拌合用水量和增强作用的外加剂。减少混凝土拌和物拌合用水量，提高混凝土强度。改善混凝土的孔结构，提高其密实度。减少混凝土拌和物泌水、离析现象，延缓拌和物凝结时间等。可节约水泥用量，降低工程成本提高建设工程中的混凝土质量，提高其使用年限。一、相关术语和基础

5、知识二、减水剂发展历程及减水机理减水剂发展历程：水泥在加水搅拌过程中会产生一些絮凝状结构，大量的拌合水被包裹在内部，不能为浆体的流动性做贡献，因此需要的拌水量增加，导致混凝土的性能下降，如强度降低、抗渗性变差等。减水机理：掺入一定减水剂后，减水剂的憎水基团会定向吸附在水泥颗粒的表面，而亲水基团指向水溶液，构成单分子或多分子吸附膜，起到吸附分散、润湿、润滑作用，因此只要加入较少量的水就可以使混凝土的和易性得到明显的改善。二、减水剂发展历程及减水机理不同系列的减水剂，作用机理不完全相同，新一代的聚羧酸减

6、水剂由于分子结构的特殊性（梳形），空间位阻起到的作用更大。在疏水性的分子主链段上引入一定比例的阴离子基团（如羧基、磺酸基等）来提供电子斥力，侧链上引入亲水性的聚氧乙烯长链段形成梳形聚合物。二、减水剂发展历程及减水机理一般认为，聚羧酸系减水剂通过主链吸附在水泥颗粒上，羧基等离子基团吸附在水泥颗粒上起锚固作用，聚氧乙烯基侧链悬挂于溶液中，并多少盘绕在一起。吸附量增大，其分散能力越大，水泥浆流动性越大。聚羧酸减水剂的减水机理：二、减水剂发展历程及减水机理影响聚羧酸系减水剂分散性能和保持性的分子结构因素：二

7、、减水剂发展历程及减水机理三、聚羧酸减水剂的合成及检测聚羧酸减水剂根据主链支链连接方式的不同一般分为酯类和醚类。酯类减水剂合成分两步：（1）用不同分子量的甲氧基聚氧乙烯醚（MPEG，也叫聚乙二醇单甲醚）在浓硫酸或对甲苯磺酸等催化剂的作用下与含不饱和键的羧酸（如丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、衣糠酸等）进行酯化，形成“酯化大单体”；（2）用“酯化大单体”和其他含有不饱和键的小分子单体(如：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等)在酸性条件下进行开链共聚，生成聚羧酸酯类高性能减水剂。由于酯类减水剂合成工艺复杂

8、，酯化率低，产品不稳定，且能耗高，成本高，因此近年来逐渐被淘汰。醚类聚羧酸减水剂的合成：直接用一定分子量的含有不饱和键封端的聚氧乙烯醚——“大单体”，和含有不饱和键的小分子单体——“小单体”，在酸性条件下共聚而成。大单体（由聚醚大单体厂家直接提供）：APEG：烯丙醇封端聚氧乙烯醚，如：APEG1200、APEG2400(F54、540)HPEG：异丁烯醇封端聚氧乙烯醚（有的叫国产封端改性聚醚），如：HPEG2400(GPEG、SPEG、VPEG、HM004)TPEG：