【正文】 aporation of the mixing water caused by transport in hot weather. So the concrete may have a good workability, mechanics performance and , the slowrelease polycarboxylic acid based super plasticizer is a new type product that applys to special construction requirement.The study preparaed a basic polycarboxylic acid based super plasticizer reactionsystem with good dispersion and flowability retain properties first. Through the studyand experiments on the protection and releasing mechanisms for carboxylic acid ions,it selected dimethyl itaonate as the releasing ponent, And then optimized thesystem to get the objective slowrelease polycarboxylic acid based super plasticizer.The study characterized the structure and performance by adopting the method of inftared spectrum, total organic carbon adsorpt and laser multiangle scattering etc..The test results make the adsorption process clear, and analysised relationshipbetween the molecular weight, molecular weight distribution of the objective slowrelease super plasticizers.The test for different cement adaptability, saturated content and concrete slumpand mechanical property show the addition, workability and mechanical strength. The objective slowrelease super plasticizers perform good slowrelease function in application. This topic superplasticizer cement 1h before the final results can extend degrees 17/18 to 24/24, the exothermic peak heat of hydration of cement success was delayed for several hours, water dosage decreased by 20%, reducing the effect of water is good.Keywords: slowrelease, poly carboxylic acid based super plasticizer, carboxylic acid derivatives, hydrolyze目錄第一章 緒論 ………………………………………………………………………1 課題背景 …………………………………………………………………1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………………2……………………………………………………2…………………………2 ……………………………………4……………………………………6……………………………………6……………………………………7 …………………………8 ……………………………………………………………8 ……………………………………………………………9…………………………………………9 本課題的主要內(nèi)容………………………………………………………10 本課題的研究意義………………………………………………………11第二章 原材料與實驗方法…………………………………………………12 實驗原料……………………………………………………………………12…………………………………………………………………12…………………………………………………12…………………………………………13第三章 緩釋型聚羧酸高效減水劑合成工藝研究………………………14………………………………14……………………………………………………14……………………………15………………………15…………………15………………………………………………17………………………………………19……………………20…………………21………………………21……………………………22……………………23…………………………………23……………………………………………………………23第四章 緩釋型聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)表征及作用機(jī)理探討………………25………………………………………………………………25……………………………………………………………25…………………………………………………………………26第五章 緩釋型聚羧酸減水劑應(yīng)用性能研究…………………………………27…………………………………………………………27………………………………………27……………………………………………………………27……………………………………………………………28……………………………………………………………………28第六章 結(jié)論…………………………………………………………………30結(jié)論……………………………………………………………………………30致謝…………………………………………………………………………………33參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………34附錄一………………………………………………………………………………39附錄二………………………………………………………………………………44第一章 緒論 課題背景從上世紀(jì)30年代開始，美國等國家已經(jīng)開始在公路等工程上使用松香酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、硬脂酸皂等早期減水劑。采用紅外光譜等檢測方法對緩釋型聚羧酸高效減水劑分子進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)性能表征，明確了緩釋型聚羧酸高效減水劑的吸附進(jìn)程并對反應(yīng)配比及反應(yīng)條件對目標(biāo)減水劑的分子量和分子量分布的影響進(jìn)行了分析。沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 沈陽建筑 畢業(yè)論文 畢 業(yè) 論 文 題 目 緩釋型聚羧酸減水劑的合成與緩釋機(jī)理研究 學(xué)院專業(yè)班級 材料化學(xué)091班 學(xué) 生 姓 名 姜峰 性別 男 指 導(dǎo) 教 師 趙蘇 職稱 教授 2013年6月10日摘要隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，工程應(yīng)用中對減水劑的要求逐步提高,滿足不同施工要求及應(yīng)用特性的聚羧酸減水劑相繼研發(fā)。通過對不同水泥相容性、減水劑的飽和摻量、混凝土坍落度保持和力學(xué)性能實驗，明確了目標(biāo)緩釋型聚羧酸高效減水劑的摻量、工作性能和強(qiáng)度。減水劑是混凝土外加劑中最重要的一個品種，可以單獨使用，也可與其它功能性組分復(fù)配成復(fù)合外加劑，用來改善新拌和硬化混凝土等性能。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和建筑水平的提高，對混凝土質(zhì)量要求越來越高。通過在減水劑中復(fù)配緩凝組分是常用的控制混凝土坍落度損失的方法，但有時凝結(jié)時間過長也不能滿足工程施工的要求。采用緩釋型減水劑的混凝土在攪拌初期混凝土坍落度較小，但隨著時間的延長，混凝土的坍落度會隨之增大，緩釋型堿減水劑的這種特點不但可以保持預(yù)拌混凝土長時間運(yùn)輸后的坍落度，也可以避免高溫下長時間的運(yùn)輸造成的拌合水的蒸發(fā)。物理型緩釋作用受到顆粒分布和攪拌、溫度、混凝土配合比等因素的影響，實際使用存在一定困難。交聯(lián)緩釋型減水劑可以通過聚合反應(yīng)中直接引入多雙鍵的單體或?qū)⒁丫酆系拇蠓肿舆M(jìn)行微量交聯(lián)，也可通過羧基上的氧和金屬元素之間形成的配位鍵進(jìn)行離子交聯(lián)，與分子內(nèi)反應(yīng)型相同交聯(lián)緩釋也是通過分子在堿性環(huán)境下的水解釋放出具有分散效果的大分子，從而達(dá)到緩釋的效果。根據(jù)2007年外加劑協(xié)會統(tǒng)計結(jié)果，其中普通減水劑（折成固體計算），%；高效減水劑（折成固體計算），%[5]；高性能減水劑是比高效減水劑具有更高減水率、更好坍落度保持性能、較小干燥收縮，且具有一定引氣性能的減水劑。我國從2000年前后逐漸開始對高性能減水劑進(jìn)行研究[6]，近兩年以聚羧酸系減水劑為代表的高性能減水劑逐漸在工程中得到應(yīng)用。水泥的細(xì)度越高，其活性越高，同時水泥細(xì)度越高，其水泥顆粒對混凝土減水劑的吸附能力也越強(qiáng)，極大減弱了減水劑的減水效果。 （2）C3A含量的影響。此外，混凝土流動性對聚羧酸的摻量十分敏感。復(fù)配方面，聚羧酸系減水劑與無機(jī)鹽類外加劑相容性都較其他高效減水劑差，最好不要復(fù)配使用，與引氣劑的復(fù)配也是因為其摻量較少的緣故。北京工業(yè)大學(xué)的王子明教授提出了聚羧酸減水劑品種的系列化，即需要幾種性能特點分明的聚羧酸系聚合物，例如普通型、早強(qiáng)型和緩釋型來滿足工程中的不同施工要求和解決原材料與減水劑的適應(yīng)性問題[11]。通過摻加聚羧酸高效減水劑,增大了減水率,在水膠比相同的情況下既減少了用水量又節(jié)約了水泥用量。使用早強(qiáng)型聚羧酸減水劑可以將普通聚羧酸減水劑4～6小時的凝結(jié)時間降至大約2～3小時；并同時明顯提高混凝土的早期強(qiáng)度，縮短甚至取代預(yù)制件的蒸汽養(yǎng)護(hù)，使混凝土的凝結(jié)時間提前1h以上從而降低混凝土生產(chǎn)成本[26]，節(jié)約能源，使混凝土預(yù)制件的生產(chǎn)向著綠色化的方向發(fā)展[27]。 （3）緩釋型 緩釋型聚羧酸減水劑目前應(yīng)用還比較少，日本觸媒、德國巴斯夫相繼研發(fā)出了緩釋型聚羧酸減水劑，國內(nèi)也有企業(yè)對緩釋型減水劑進(jìn)行了一定的開發(fā)例如上海臺界、北京羅拉，另外西南科技大學(xué)也通過雙金屬氧化物制備出了緩釋型聚羧酸減水劑。 聚羧酸高效減水劑的吸附機(jī)理研究 吸附可以最簡單的定義為，一個體系中的一個組分在界面上的優(yōu)先濃集(即定位)，在一相或兩相中，一個或多個組分此處的局域（即界面）濃度與其本體相中的濃度是不同的。聚氧乙烯長側(cè)鏈的環(huán)氧乙烷聚合度為10時會在水中顯示出很強(qiáng)的溶解性，并且具有很好的表面活性劑性質(zhì)。 羧基里有兩個能生成氫鍵的基團(tuán)，一個是OH，一個是 C=O。外加劑同一分子里含有羧基主導(dǎo)官能團(tuán)的碳鏈和含有氧、氮非主導(dǎo)官能團(tuán)存在的碳鏈，具有生成分子內(nèi)氫鍵的充分必要條件[31]。羧酸根負(fù)離子作為錨固基團(tuán)吸附到水泥顆粒上，聚氧乙烯長側(cè)鏈的空間位阻效應(yīng)使水泥顆粒間進(jìn)一步地分散，從而使水泥漿體在一定時期內(nèi)保持較好的流動性能[32]?？臻g穩(wěn)定理論也稱為立體效應(yīng)或熵效應(yīng)，主要是指分散粒子表面上吸附某些高分子化合物，影響到粒子之間的更緊密地接觸，當(dāng)粒子表面涂層中含有聚合物分子時，在一定程度上時粒子失去自由活動，并相應(yīng)的降低其熵值。 聚羧酸減水劑對水泥水化的影響 據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，高效減水劑在水泥顆粒上吸附后通過如下一個或幾個方面對水泥起到分散塑化作用：①水泥顆粒表面吸附外加劑后使水泥顆粒帶有相同的負(fù)表面電位，表面電位絕對值增加，因為水泥顆粒表面產(chǎn)生的靜電斥力使固體顆粒分散；②外加劑吸附層產(chǎn)生的立體空間位阻作用使水泥顆粒分散；③破壞水泥漿體中的絮凝結(jié)構(gòu)，釋放處其中的水分使自由水量增加；④改變水化產(chǎn)物的形貌等有助于水泥混凝土流動性的改善；⑤攪拌水的表面張力減小引起水泥顆粒分散、引氣作用；⑥在水泥顆粒表面形成一層潤滑膜；⑦溶入到攪拌水的鈣離子被捕捉后，降低了鈣離子的濃度，抑制了阿里特的水化。當(dāng)顆粒與水接觸后在有晶格缺陷的部位立即發(fā)生水解，Ca2+與 SiO42溶解速度的不一致性導(dǎo) C3S 顆粒表面形成一個缺鈣富硅層。對于水化產(chǎn)物,都存在一定量的結(jié)合水,羥基羧酸鹽中的OH極易與結(jié)合水形成氫鍵,吸附于水化產(chǎn)物表面,抑制其生長,從而起到緩凝作用。混凝土的流動性也逐漸增大，在1~2小時內(nèi)達(dá)到最大的分散作用。因此，對于羧酸衍生物的選擇就成了本課題研究的重點。緩釋型凝土的這種性能可以解決預(yù)拌混凝土行業(yè)坍落度損失過大的問題，同時可以避高溫氣候條件下造成的拌合水的蒸發(fā)保證了混凝土具有優(yōu)良的工作性能、較高強(qiáng)度及良好的耐久性。TOC總有機(jī)碳吸附法是通過測定高水灰比水泥漿體中高效減水劑分子的剩余量來確定計算減水劑分子在水泥顆粒上的吸附量?？偺寂c無機(jī)碳之差值，即為總有機(jī)碳（TOC）。水灰比 W/C=4，準(zhǔn)確稱取 40g 水于燒杯中，加入減水劑（使其減水劑濃度和凈漿液相的濃度一樣），再加入 10g 的水泥攪拌，分別于 5min、30min、60min、90min、120min 取部分均勻漿體在高速離心機(jī)上以 6000r/min 的轉(zhuǎn)速離心分離 5min，再取其上部清夜稀釋 1000 倍