熱門關(guān)鍵詞： 中性膩?zhàn)幽z粉 纖維素纖維 木質(zhì)纖維素 建筑用膠水粉 可再分散性乳膠粉
7x24小時(shí)服務(wù)熱線
13520382660
熱門關(guān)鍵詞： 中性膩?zhàn)幽z粉 纖維素纖維 木質(zhì)纖維素 建筑用膠水粉 可再分散性乳膠粉
文章總結(jié)了國(guó)內(nèi)外改善聚羧酸減水劑對(duì)骨料含泥不適應(yīng)問題的研究現(xiàn)狀，分析了存在的問題，并提出著重關(guān)注改善聚羧酸減水劑對(duì)膠凝材料的吸附性能研究的建議。
我國(guó)聚羧酸減水劑通過十幾年的發(fā)展，技術(shù)日趨成熟，特別是在大單體合成技術(shù)上處于世界領(lǐng)先水平，聚羧酸減水劑占有的市場(chǎng)份額在不斷擴(kuò)大。在市場(chǎng)普及率不斷提高的同時(shí)，聚羧酸減水劑對(duì)骨料中泥的敏感性問題不斷凸顯，成為其技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的主要瓶頸之一。本文通過總結(jié)現(xiàn)有抗泥型聚羧酸減水劑的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析存在的問題，并提出了進(jìn)一步研究的方向。
1 關(guān)于抗泥型聚羧酸減水劑的學(xué)術(shù)研究
1.1 國(guó)內(nèi)關(guān)于抗泥性聚羧酸減水劑的研究
砂石資源隨著我國(guó)混凝土行業(yè)的不但發(fā)展顯得越來越匱乏，相應(yīng)引起的是混凝土用骨料質(zhì)量的不斷降低(具有較高的泥沙含量)，能夠產(chǎn)生較大的影響對(duì)于摻入聚羧酸減水劑的混凝土而言，給混凝土結(jié)構(gòu)帶來了嚴(yán)重的質(zhì)量問題。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)粘土礦物(混凝土骨料含泥的主要成分)與聚羧酸減水劑的相互作用的研究從未止步，其主要內(nèi)容有：粘土礦物對(duì)摻聚羧酸減水劑水泥凈漿、砂漿及混凝土性能的影響規(guī)律、改善粘土中礦物質(zhì)對(duì)于聚羧酸減水劑性能的影響以及粘土對(duì)于聚羧酸減水劑的吸附作用等研究。
王子明等對(duì)不同粘土礦物對(duì)聚羧酸減水劑應(yīng)用性能的影響進(jìn)行了對(duì)比性研究。在其研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于砂漿流動(dòng)性能的影響來說，高嶺土相較于膨潤(rùn)土能產(chǎn)生的影響要小。通過TOC 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明粘土礦物質(zhì)和水泥對(duì)聚羧酸減水劑的吸附力強(qiáng)度效果顯著，水泥對(duì)聚羧酸減水劑的吸附力只有膨潤(rùn)土吸附力的十分之一。但是隨著時(shí)間的不斷增加，對(duì)于聚羧酸減水劑的吸附量水泥呈不斷增長(zhǎng)的勢(shì)態(tài)，而粘土礦物質(zhì)在吸附開始就呈現(xiàn)平衡狀態(tài)。運(yùn)用 TOC 對(duì)聚羧酸減水劑進(jìn)行測(cè)試得知，對(duì)聚羧酸減水劑具有較輕吸附能力的是絹云母、高嶺石以及長(zhǎng)石。
馬保國(guó)等對(duì)泥土和水泥以及水體系中聚羧酸減水劑通過 TOC 對(duì)吸附量、減水劑濃度、吸附時(shí)間進(jìn)行研究，同時(shí)分析了減水劑吸附熱以及吸附模型，對(duì)聚羧酸減水劑在泥土顆粒表面以及在水泥中的吸附特性進(jìn)行探討。提出：隨著時(shí)間的不斷增加，對(duì)于聚羧酸減水劑的吸附量泥土和水泥會(huì)呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的勢(shì)態(tài)，到最后呈現(xiàn)出一種平衡的勢(shì)態(tài)。以此同時(shí)， 水泥比泥土的吸附量小，水泥凈漿的流動(dòng)度在水泥摻入 0.5% 的聚羧酸減水劑就會(huì)大大降低;聚羧酸減水劑的吸附在一定程度上符合溫吸附模型的指標(biāo)，泥土和水泥呈現(xiàn)出 10.1mg/g 以及 3.7mg/g 的減水劑飽和吸附量;由于吸附是一個(gè)放熱的過程。隨著溫度的增加，對(duì)聚羧酸減水劑的吸附量泥土和水泥呈現(xiàn)出減小勢(shì)態(tài)。
楊勇等對(duì)蒙脫土對(duì)聚羧酸減水劑的分散性影響進(jìn)行了研究，從動(dòng)態(tài)吸附以及靜態(tài)吸附兩個(gè)行為方面入手。其研究結(jié)果表明：對(duì)水泥進(jìn)行蒙脫石摻入，會(huì)明顯降低聚羧酸減水劑對(duì)水泥的分散能力。聚羧酸減水劑濃度越高蒙脫石吸附量越大， 相反同比下降。蒙脫石之所以對(duì)聚羧酸減水劑吸附量較大是因?yàn)槊擅撌瘧乙褐泻猩倭康臍溲趸}。在水泥濾液中，聚羧酸減水劑在蒙脫土上的吸附量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過于在蒸餾水中的吸附量。站在二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的角度來看，蒙脫土對(duì)聚羧酸減水劑的吸附過程完全迎合。
廖國(guó)勝等比較了粘土中的蒙脫土、伊利石、高嶺石等粘土礦物成分對(duì)聚羧酸減水劑的吸附能力，通過對(duì)礦物晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析得出粘土吸附聚羧酸減水劑分子的作用機(jī)理：粘土礦物晶體單元格內(nèi)發(fā)生類質(zhì)晶置換只因?yàn)榫w內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定所致，礦物晶體單元內(nèi)部也因此有了永久性負(fù)電荷的存在。為了達(dá)到電荷平衡的狀態(tài)，大量的陽離子會(huì)被礦物晶體兩端吸附。帶有陰離子官能團(tuán)的聚羧酸減水劑分子在滿足一定條件的情況下會(huì)被晶體兩端的這些陽離子大量吸附。
王林則就粘土礦物對(duì)聚羧酸減水劑性能的影響進(jìn)行研究，并對(duì)兩者之間的互相作用機(jī)理進(jìn)行了探究，并提出了有效的改善措施。該研究發(fā)現(xiàn)聚羧酸減水劑的分散性能會(huì)受粘土的影響，粘土礦物自身的分子結(jié)構(gòu)決定著影響程度的大小。而對(duì)聚羧酸減水劑影響最大的是蒙脫土。對(duì)于粘土礦物抵抗力較強(qiáng)的是側(cè)鏈較短以及酸醚較低的聚羧酸減水劑。聚羧酸減水劑的抗粘土性能不如脂肪族減水劑。溶液中無機(jī)鹽離子的濃度以及PH 值會(huì)對(duì)粘土礦物與聚羧酸減水劑之間的相互作用產(chǎn)生影響， 而改善粘土礦物與聚羧酸減水劑之間相互作用的只有粘土穩(wěn)定劑、陰離子與陽離子表面的活性劑以及硅酸鈉。吸附在粘土礦物表面的粘土穩(wěn)定劑能夠有效降低其吸水膨脹，對(duì)粘土礦物吸附聚羧酸減水劑起到阻止作用。通過進(jìn)行 XRD 測(cè)試證實(shí)了粘土礦物層間會(huì)進(jìn)入聚羧酸減水劑側(cè)鏈被，通過氫鍵作用聚羧酸減水劑可以在粘土礦物層間錨固。
徐鵬對(duì)粘土對(duì)聚羧酸減水劑的吸附行為進(jìn)行了深入研究，其研究結(jié)果表明：在隨著溫度的升高，聚羧酸減水劑在粘土中吸附量呈上升趨勢(shì);適當(dāng)提高聚羧酸減水劑的 pH 值，可以降低粘土對(duì)其的吸附。詹洪等用HPEG、丙烯酸(AA)、乙 - 丙烯酰氨基 - 乙 - 甲基丙烯磺酸鈉(AMPS)和烯丙基三甲基氯化銨(TM)等單體制備了一種抗泥型聚羧酸減水劑， 可以明顯抵抗骨料中的泥對(duì)混凝土性能的影響。葛欣等研究了泥土對(duì)不同結(jié)構(gòu) PC 的吸附規(guī)律，通過分子設(shè)計(jì)、合成和吸附試驗(yàn)得出短主鏈(減小酸醚比)、短側(cè)鏈有助于提高聚羧酸減水劑的抗泥效果。巨浩波制備了一種具有陰離子表面活性的抗泥劑，與聚羧酸減水劑共用具有良好效果，含蒙脫土的砂漿和混凝土的拌合物性能得到提高，同時(shí)膠砂強(qiáng)度也提高了 27.7%。
吳華明、汪永和、張志勇通過利用接枝共聚物構(gòu)效關(guān)系以及現(xiàn)代分子裁剪技術(shù)，研制出一種新型接枝共聚物超塑化劑，其具備很強(qiáng)的減水率，并且對(duì)于骨料含泥量有很高容忍度。通過對(duì)接枝聚合物較大比例的引入長(zhǎng)聚醚側(cè)鏈來確保有較大的空間位阻。
綜上文獻(xiàn)分析：骨料中過量的含泥量會(huì)顯著降低混凝土拌合物性能和聚羧酸減水劑的分散性能，其吸附機(jī)理主要包括：1)粘土自身吸水膨脹導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性能降低;2)粘土通過范德華力、金屬離子與 RCOO- 的鰲合作用、靜電吸附等作用力對(duì)聚羧酸分子的吸引。影響吸附的主要因素有：pH 值、溫度、無機(jī)鹽等。而對(duì)改善抗泥性能的措施的研究主要是增加聚羧酸減水劑用量、加入犧牲劑減小粘土對(duì)減水劑分子的吸附等方面。
1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
對(duì)與聚羧酸減水劑的研究國(guó)內(nèi)外都有很多學(xué)者在進(jìn)行，并且在粘土對(duì)聚羧酸減水劑產(chǎn)生影響原因的認(rèn)識(shí)基本一致，都人物大量的聚羧酸減水劑被粘土所吸附，減少了漿體中有效減水劑分子，使混凝土的和易性受到影響。而國(guó)外也有大量的學(xué)者對(duì)聚羧酸減水劑和粘土之間的互相作用進(jìn)行了充分的研究。
20 世紀(jì) 90 年代美國(guó)的一些學(xué)者對(duì)粘土和聚羧酸減水劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大分子聚合物會(huì)被粘土層吸附，這些大分子聚合物就包括聚羧酸減水劑分子;日本也有學(xué)者對(duì)于粘土礦對(duì)減水劑的吸附作用進(jìn)行也研究實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)粘土?xí)x擇性的吸附聚羧酸減水劑，并且比水泥的吸附力要強(qiáng)。粘土?xí)?yōu)先吸附聚羧酸減水劑，將在漿體中呈分散狀態(tài)的減水劑分子數(shù)量有效減少;而 Plank教授也認(rèn)為聚羧酸減水劑會(huì)被粘土劇烈的吸收， 吸附強(qiáng)度較于水泥顆粒要強(qiáng)上要明顯很多，粘土與水泥之間是存在一定的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的，粘土對(duì)于聚羧酸減水劑的吸附力要強(qiáng)，因此會(huì)優(yōu)先進(jìn)行吸附，從而將漿體中有效分散的減水劑分子進(jìn)行減少，并且通過 TOC 結(jié)合 X 射線進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)減水劑分子會(huì)被吸附到泥土礦物質(zhì)的內(nèi)部。而 Sakai教授進(jìn)行粘土礦物的水泥凈漿流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：蒙脫石對(duì)聚羧酸減水劑的分散性很強(qiáng)，一點(diǎn)點(diǎn)的蒙脫石就會(huì)是漿體的粘度開始明顯變大;在不同的粘土礦物中，蒙脫石對(duì)于聚羧酸減水劑的吸附能力最強(qiáng)，水泥對(duì)聚羧酸減水劑的吸附量?jī)H僅能夠達(dá)到蒙脫石對(duì)聚羧酸減水劑吸附量的五分之一。L.Coppola等教授通過講究可溶性粘土對(duì)于不同性質(zhì)的減水劑性能提出：聚羧酸減水劑的性能很受其影響，幾乎沒有受到影響的只有萘系減水劑。還有日本的 Daiki Atarsshi對(duì)蒙脫石對(duì)聚羧酸減水劑以及萘系減水劑的吸附研究中提出，蒙脫石結(jié)構(gòu)中能夠吸附聚羧酸減水劑分子。
2012 年第十屆國(guó)際混凝土外加劑會(huì)議則提出了以下幾個(gè)研究方向：
1)聚乙二醇 2000 可作為泥吸附的犧牲劑，緩解泥對(duì)聚羧酸減水劑的吸附;
2)聚羧酸減水劑分子中加入丙烯酸羥基脂也能夠使聚羧酸減水劑對(duì)水泥的敏感性降低;
3)磷酸基， 硅醇基，陽離子單體等結(jié)構(gòu)引入聚羧酸減水劑分子中，可以提高聚羧酸減水劑對(duì)水泥的吸附能力并且有效提高減水率，同事降低對(duì)泥的敏感性;
4)含硅烷基的聚羧 PCE-Si(OEt)3 在堿性條件下水解成 PCE-Si(OEt)3-X(OH)X，水解可以在幾分鐘內(nèi)完成，硅烷醇和水泥水化產(chǎn)物 C-S-H 表面的硅烷醇縮合，這種羧酸減水劑和水泥表面的強(qiáng)烈的化學(xué)鍵合力比物理吸附要強(qiáng)的多，可以改變聚羧酸對(duì)水泥的物理吸附變成化學(xué)吸附;
5)甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羥烷基酯類聚羧酸中并沒有 PEO 只鏈的存在，同時(shí)分散性優(yōu)越，并不敏感泥含量的大小。
2 存在的主要問題
(1) 阻泥劑的使用范圍有限。目前已有阻泥劑工業(yè)化產(chǎn)品，受限于較高的價(jià)格，一般的外加生產(chǎn)復(fù)配企業(yè)很少使用。
(2) 抗泥型聚羧酸功能母液鮮有工業(yè)產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)研究者開發(fā)的具有抗泥功能的聚羧酸減水劑的生產(chǎn)成本往往比一般聚羧酸產(chǎn)品高，功能母液生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化。
(3) 國(guó)內(nèi)學(xué)者多把研究方向集中于改善聚羧酸減水劑抵抗泥吸附性能方面，開發(fā)的新產(chǎn)品對(duì)膠凝材料的適應(yīng)性驗(yàn)證方面的工作往往被忽略，進(jìn)一步制約了新產(chǎn)品的廣泛使用。
3 建議關(guān)注的研究方向
通過以上分析，筆者認(rèn)為國(guó)內(nèi)的研究開發(fā)方向應(yīng)更加側(cè)重于改善聚羧酸減水劑對(duì)膠凝材料的吸附性能方面：
(1) 通過在聚羧酸分子中引入不同的官能團(tuán)，并測(cè)定其在膠凝材料中的吸附量，建立官能團(tuán)與吸附量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。主要官能基團(tuán)包括：羧基、甲氧基、酯基、醚基、磺酸基、胺基、硅烷基、硅醇基、磷酸基等?；诟鞴倌軋F(tuán)的吸附性能選擇合適的官能團(tuán)組合，制備經(jīng)濟(jì)合理的高性能聚羧酸減水劑產(chǎn)品。
(2) 調(diào)整聚羧酸分子結(jié)構(gòu)，分析主側(cè)鏈的長(zhǎng)度對(duì)吸附性能的影響。
(3) 通以上基礎(chǔ)研究，建立吸附量與分子結(jié)構(gòu)關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)，并據(jù)此生產(chǎn)不同功能的聚羧酸母液，以滿足不同材料的使用需求，又具有一定的經(jīng)濟(jì)性。
本文資源來自《江西建材》，旨在交流信息分享技術(shù)，如有侵權(quán)，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間予以刪除處理。
淺談抗泥型聚羧酸高性能減水劑發(fā)展現(xiàn)狀 最新評(píng)論:
熱線：13520382660
手機(jī)：13520382660(微信)
QQ：27642206
郵箱：27642206@qq.com
地址：北京房山區(qū)琉璃河肖場(chǎng)村北區(qū)44號(hào)
電話：13520382660
QQ：27642206
掃描打開手機(jī)官網(wǎng)
