【正文】 質(zhì)量要求越來(lái)越高。二十世紀(jì)80年代以聚羧酸系為代表的第三代高效減水劑的問(wèn)世使高性能混凝土的應(yīng)用達(dá)到了嶄新的高度，促進(jìn)了我國(guó)混凝土新技術(shù)的發(fā)展，并為我國(guó)預(yù)拌混凝土工業(yè)的迅速發(fā)展和普及提供了良好的技術(shù)保障[12]。減水劑是混凝土外加劑中最重要的一個(gè)品種，可以單獨(dú)使用，也可與其它功能性組分復(fù)配成復(fù)合外加劑，用來(lái)改善新拌和硬化混凝土等性能。本課題減水劑最終效果可使水泥1h前后擴(kuò)展度17/18到24/24，水泥水化熱放熱峰成功被推遲數(shù)小時(shí)，用水摻量下降20％，減水效果良好。通過(guò)對(duì)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(shí)驗(yàn)，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。本課題首先研究制備了一系列分散及保持性能良好的普通聚羧酸減水劑作為基礎(chǔ)體系，并通過(guò)對(duì)羧酸根離子保護(hù)與釋放機(jī)理的研究及實(shí)驗(yàn)，在此體系的基礎(chǔ)上確定以羧酸二甲酯為主要緩釋組分，進(jìn)而對(duì)該緩釋體系進(jìn)行優(yōu)化，最終得到性能優(yōu)良的緩釋型聚羧酸高效減水劑。沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)論文 沈陽(yáng)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(jí) 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(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?；炷潦┕r(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(guò)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ABSTRACTThe 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 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(guó)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(shí)驗(yàn)方法…………………………………………………12 實(shí)驗(yàn)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(kāi)始，美國(guó)等國(guó)家已經(jīng)開(kāi)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(wèn)題一直是困擾工程施工的難題，特別是長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸會(huì)導(dǎo)致混凝土坍落度損失過(guò)大，影響混凝土的工作性。通過(guò)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(zhǎng)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。 緩釋型減水劑是通過(guò)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(guò)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?；瘜W(xué)型緩釋則是通過(guò)化學(xué)鍵的斷裂來(lái)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(guò)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。 聚羧酸系減水劑的發(fā)展 從全國(guó)摻外加劑混凝土的總水平來(lái)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(guó)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。其發(fā)展速度非?？欤?，見(jiàn)圖1。 聚羧酸高效減水劑在應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)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?jié)B等性能優(yōu)良，但其施工應(yīng)用中也存在著一定問(wèn)題，其中主要是原材料的影響，主要有[7]：（1） 水泥細(xì)度的影響。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)水泥的細(xì)度大幅度降低時(shí)，混凝土外加劑的用水量將大幅度減少。而且這種離析通常發(fā)生在減水劑摻量較高的高強(qiáng)度等級(jí)混凝土中。C3A對(duì)減水劑的吸附活性較強(qiáng)，因此C3A含量高的水泥對(duì)外加劑適應(yīng)性較C3A含量低的水泥差，當(dāng)水泥中C3A的含量較高時(shí)，表現(xiàn)為混凝土對(duì)外加劑的需求量大；反之，則