【正文】 2020年 6月 10日 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 摘要 隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，工程應(yīng)用中對(duì)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)。緩釋型聚羧酸高效減水劑具有緩慢釋放其分散作用的特性，可以達(dá)到使混凝土的流動(dòng)性逐漸增大的效果，既能防止新拌混凝土的泌水，又能確保混凝土施工時(shí)具有良好的工作性能，并且可以避免高溫運(yùn)輸造成的混凝土坍落度損失過快現(xiàn)象，保證了混凝土的工作性能、力學(xué)性能和良好的耐久性能，是符合特殊施工要求的新型聚羧酸減水劑。 采用紅外光譜等檢測(cè)方法對(duì)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(duì)反應(yīng)配比及反應(yīng)條件對(duì)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。證明實(shí)驗(yàn)制備的緩釋型聚羧酸高效減水劑在應(yīng)用中具有良好的緩 釋效果。 關(guān)鍵詞： 緩釋；聚羧酸減水劑；羧酸衍生物；水解 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 ABSTRACT The requriment of the super plasticizer applied in construction increases with the development of construction industry, new super plasticizers was studied to meet various construction requirements and application characteristics. The slowrelease polycarboxylic acid based super plasticizer offers a slow release of it’s dispersion actions to achieve the effect that the flowability of the concretee increases gradually. It can both prevent the bleeding of the fresh concrete, ensure the operating property and avoid the evaporation 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 reaction system with good dispersion and flowability retain properties first. Through the study and experiments on the protection and releasing mechanisms for carboxylic acid ions,it selected dimethyl itaonate as the releasing ponent, And then optimized the system 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 anic carbon adsorpt and laser multiangle scattering etc..The test results make the adsorption process clear, and analysised relationship between the molecular weight, molecular weight distribution of the objective slowrelease super plasticizers. The test for different cement adaptability, saturated content and concrete slump and 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 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 目錄 第 一 章 緒論 ??????????????????????????? 1 課題背景 ????????????????????????? 1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r ?????????????????????? 2 聚羧酸減水劑的發(fā)展 ???????????????????? 2 聚羧酸高效減水劑在應(yīng)用過程中存在的問題?????????? 2 聚羧酸系減水劑的系列化發(fā)展趨勢(shì) ????? ????????? 4 聚羧酸高效減水劑的吸附機(jī)理研究?????????????? 6 聚羧酸減水劑在水泥顆粒表面的吸附?????????????? 6 聚羧酸減水劑主要基團(tuán)對(duì)吸附的影響 ?????????????? 7 聚羧酸高效減水劑與水泥顆粒的相互作用 ?????????? 8 靜電斥力作用 ??????????????????????? 8 空間位阻作用 ??????????????????????? 9 聚羧酸減水劑對(duì)水泥水化的 影響???????????????? 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(shí)驗(yàn)方法 ???????????? ??? ???? 12 實(shí)驗(yàn)原料 ?????????????????????????? 12 測(cè)試方法 ????????????????????????? 12 附量的測(cè)定方法 ??????????????????? 12 水泥水化熱的測(cè)定方法 ????????? ??????? 13 第三章 緩釋型聚羧酸高效減水劑合成工藝研究 ????????? 14 緩釋型聚羧酸減水劑的研究與制備 ???????????? 14 緩釋方法的選擇 ???????????????????? 14 交聯(lián)型聚羧酸高效減水劑的研究與制備 ??????????? 15 分子內(nèi)反應(yīng)型聚羧酸減水劑的研究與制備 ????????? 15 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 緩釋型聚羧酸減水劑合成機(jī)理分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ??????? 15 不同羧酸酯的影響 ?????????????????? 17 甲基丙烯酸磺酸鈉的影響 ??????????????? 19 雙氧水濃度變化對(duì)水泥流動(dòng)性的的影響 ???????? 20 減水劑 反應(yīng) 時(shí)間變化對(duì)水泥流動(dòng)性的影響 ??????? 21 減水劑 反應(yīng) 溫度對(duì)于減水效果的影響 ????????? 21 減水劑 PH 和 水泥流動(dòng)性的關(guān)系 ??????????? 22 丙烯基羧酸二甲酯緩釋型聚羧酸減水劑的制備 ???????? 23 丙烯基羧酸二甲酯均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ????????????? 23 本章 小結(jié) ?????? ????????????????? 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 吸附量的測(cè)定 ????? ????? ?????????????? 25 水泥水化熱的測(cè)定 ?????? ??? ?????? ???????? 25 本 章小結(jié)????????????????????????? 26 第五章 緩釋型聚羧酸減水劑應(yīng)用性能研究 ????????????? 27 混凝土實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ?????????????????????? 27 飽和摻量對(duì)水泥凈漿流動(dòng)性的影響 ????? ?????????? 27 砂漿減水率測(cè)定 ??????????????????????? 27 凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定 ??????????????????????? 28 本章小結(jié)?????????????????????????? 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 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 1 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。二十世紀(jì) 60 年代萘磺酸甲醛縮合物和三聚氰胺系高效減水劑的研制成功，將混凝土減水劑行業(yè)引入到了快 速發(fā)展時(shí)代，此后，氨基磺酸鹽系、脂肪系高效減水劑相繼研發(fā)并廣泛應(yīng)用到工程中。現(xiàn)在混凝土減水劑已經(jīng)逐步成為優(yōu)質(zhì)混凝土必不可少的材料。 但是由于優(yōu)質(zhì)砂石資源的減少和混凝土成分的復(fù)雜性 [3]，在預(yù)拌混凝土工業(yè)中， 新拌混凝土的坍落度損失問題一直是困擾工程施 工的難題，特別是長時(shí)間的運(yùn)輸會(huì)導(dǎo)致混凝土坍落度損失過大，影響混凝土的工作性。通過增加減水劑用量或者施工前加減水劑重塑混凝土可以使混凝土恢復(fù)較好的工作性能，但在攪拌初期加大減水劑的用量會(huì)造成混凝土的離析、泌水，破壞了混凝土的均勻性，使得混凝土各部分的強(qiáng)度存在差異，降低了混凝土的抗折抗壓強(qiáng)度；并且在氣候炎熱時(shí)，長時(shí)間的運(yùn)輸會(huì)造成拌合水的蒸發(fā)，降低混凝土的水灰比。施工前加水重塑混凝土不但會(huì)提高混凝土的水灰比，也會(huì)增加混凝土的含氣量降低混凝土的抗?jié)B性。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 2 緩釋型減水劑是通過物理或化學(xué)的方式控制減水劑分子對(duì)水泥顆粒的分散 作用進(jìn)程，在一定時(shí)間內(nèi)使減水劑分子對(duì)水泥顆粒的分散作用持續(xù)、緩慢進(jìn)行。 此外，緩釋型減水劑可以配制在水利大壩工程中等采用的微坍落度混凝土， 由此可以降低碾壓混凝土骨料分離、層間結(jié)合薄弱、容易形成微小滲漏通道的不足，達(dá)到良好的抗拉、抗剪切、抗凍等性能。物理型緩釋主要通過擴(kuò)散和滲透作用實(shí)現(xiàn)，通常是把減水劑與填料混合形成顆粒狀，在使用時(shí)依靠顆粒的緩慢溶解釋放出減水劑組分，達(dá)到緩慢釋放的目的。化學(xué)型緩釋則是通過化學(xué)鍵的斷裂來實(shí)現(xiàn)其緩釋效果。分子內(nèi)反應(yīng)型緩釋減水劑的分子中一般含有酰胺基、酰酐、酯此類能在堿性環(huán)境下水解為羧酸等親水型的基團(tuán)，在逐漸的水解反應(yīng)過程中這些親水的基團(tuán)持續(xù)地對(duì)水泥顆粒進(jìn)行吸附、分散。 本課題所研究的緩釋型聚羧酸減水劑是在現(xiàn)有聚羧酸系高效減水劑的基礎(chǔ) 上進(jìn)行的化學(xué)修飾。 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)論文 3 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 聚羧酸系減水劑的發(fā)展 從全國摻外加劑混凝土的總水平來看 ,摻外加劑混凝土的總量不到 50%,與日本、歐美等發(fā)達(dá)國家的 75%～ 90%相比差距較大 [4]。高性能減水劑在配制高強(qiáng)度混凝土和高耐久性混凝土?xí)r，與較其他減水劑具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和較高的性價(jià)比。高性能減水劑包括聚羧酸系減水劑、氨基羧酸系減水劑以及其他能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求的減水劑。 2020 年國內(nèi)年產(chǎn)量已達(dá) 萬噸，其發(fā)展速度非常快，占減水劑總量的 %，見圖 1。 聚羧酸高效減水劑在應(yīng)用過程中存在的問題 聚羧酸高效減水劑 與萘系高效減水劑相比坍落度損失小、抗收縮、抗