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1、基于分子量分级的 聚羧酸系高性能减水剂的研究左彦峰中国建筑科学研究院 2012年6月1主要内容一、研究背景二、基本思路与主要技术路线三、主要研究内容四、总结2研究背景3研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结 聚羧酸系高性能减水剂（PC)发展迅速； 但在我国目前的技术条件下，在混凝土生 产过程中，原材料和环境等波动大，往往 造成聚羧酸系高性能减水剂与混凝土其它 原材料不相容的问题，表现为减水率降 低、坍落度损失增大；4研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结5 目前常用的改善PC相容性的方法为复配法 ，化学改性法、载体法、微胶囊法和后掺 法等因成本和技术等原因未能得到推
2、广。研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结基本思路与技术路线6研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结7研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结不饱饱和羧羧酸不饱饱和聚醚醚自由基聚合歧化、偶合终终止具有一定 的分子量 分布含有不同 分子量的 共聚物的 混合物8研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结膜分离性能研究新型聚羧羧酸系高性能减水剂剂应应用研究主要研究内容9研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结 聚羧酸系高性能减水剂分离组分（以下简 称分离组分）的性能研究； 新型聚羧酸系高性能减水剂的应用技术研 究10研究背景基本思路与技术
3、术路 线线主要研究内容总结总结11研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结聚羧羧酸系高性能减水剂剂分离组组分的性能研究各分离组组分的分散性研究水泥对对其相容性的影响矿矿物掺掺合料对对其相容性的影 响细细骨料含泥量对对相容性的影响各组组分对对混凝土工作性和力学性能的影响聚羧羧酸系减水剂剂母液的分离12研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结聚羧羧酸系高性能减水剂剂分离组组分的性能研究各分离组组分的分散性研究水泥对对其相容性的影响矿矿物掺掺合料对对其相容性的影 响细细骨料含泥量对对相容性的影响各组组分对对混凝土工作性和力学性能的影响聚羧羧酸系减水剂剂母液的分离13研究背景基
4、本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结膜分离设备样品母液F1F2F3F4MW（Da）10790021570079160285703751MWMN 2.0852.2891.9151.0491.39814研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结聚羧羧酸系高性能减水剂剂分离组组分的性能研究各分离组组分的分散性研究水泥对对其相容性的影响矿矿物掺掺合料对对其相容性的影 响细细骨料含泥量对对相容性的影响各组组分对对混凝土工作性和力学性能的影响聚羧羧酸系减水剂剂母液的分离15研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结母液中，分子量逐 渐渐增加，分散性先 增后降母液中，分子量逐 渐渐
5、增加，分散性保 持能力先增后降16研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结聚羧羧酸系高性能减水剂剂分离组组分的性能研究各分离组组分的分散性研究水泥对对其相容性的影响矿矿物掺掺合料对对其相容性的影 响细细骨料含泥量对对相容性的影响各组组分对对混凝土工作性和力学性能的影响聚羧羧酸系减水剂剂母液的分离17研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结母液F1F2F3F418研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结母液F1F2F319研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结聚羧羧酸系高性能减水剂剂分离组组分的性能研究各分离组组分的分散性研究水泥对对其相容性的影
6、响矿矿矿矿物物物物掺掺掺掺合料合料合料合料对对对对其相容性的影其相容性的影其相容性的影其相容性的影 响响响响细细骨料含泥量对对相容性的影响各组组分对对混凝土工作性和力学性能的影响聚羧羧酸系减水剂剂母液的分离20研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结21研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结22研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结聚羧羧酸系高性能减水剂剂分离组组分的性能研究各分离组组分的分散性研究水泥对对其相容性的影响矿矿物掺掺合料对对其相容性的影 响细细细细骨料含泥量骨料含泥量骨料含泥量骨料含泥量对对对对相容性的影响相容性的影响相容性的影响相容性的影
7、响各组组分对对混凝土工作性和力学性能的影响聚羧羧酸系减水剂剂母液的分离23研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结24研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结母液F1F2F3F425研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结聚羧羧酸系高性能减水剂剂分离组组分的性能研究各分离组组分的分散性研究水泥对对其相容性的影响矿矿物掺掺合料对对其相容性的影 响细细骨料含泥量对对相容性的影响各各各各组组组组分分分分对对对对混凝土工作性和力学性能的影响混凝土工作性和力学性能的影响混凝土工作性和力学性能的影响混凝土工作性和力学性能的影响聚羧羧酸系减水剂剂母液的分离26研究背景基本
8、思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结时间母液F1F2F3F4坍落度/扩展度（cm）初始22/5222/5321/5222/57不流1h18/4517/4020/4916/38不流2h不流16/18/36不流不流表3.7 坍落度/扩展度（cm）小分子的组组分 （F3）更有利 于抗压压强度的 增长长27新型聚羧羧酸系高性能减水剂剂的应应用技术术研究研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结性能研究温度敏感性在不同强度等级级混凝土中的应应用工程应应用28新型聚羧羧酸系高性能减水剂剂的应应用技术术研究研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结性能研究温度敏感性在不同强度等级级混
9、凝土中的应应用工程应应用29研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结序号试验项目标准要求实测值单项评定一等品合格1甲醛含量（折固），%，0.050.03合格2氯离子含量（折固），%，0.60.10合格3总碱含量（折固），%，153合格4减水率，%，251828一等品5泌水率比，%，607040一等品6含气量，%，6.05.0合格71h坍落度保持值，mm，150160合格8凝结时间差，min +120+150合格9抗压强度比，%，3d155135160一等品7d145125150一等品28d130120140一等品1028d收缩率比，%，10012085一等品11对钢筋的锈蚀作用对钢
10、筋无锈蚀作用无合格备注减水剂掺量为水泥重量的1.0%表3.8 检测结果（JG/T223）30研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结项目编号折固掺量（%）W/C初始坍落度（cm）1h坍落度（cm）减水率（%）抗压强度（MPa）/抗压强度比（%）3d 7d 28d基准/0.7219.8/12.52/10019.39/10029.03/100母液0.200.5520.016.824.022.15/17723.71/12240.09/138PC150.200.5121.817.628.423.14/18428.71/14839.67/137萘系0.90.6020.017.816.815.
11、89/12719.89/10328.69/99表3.9 新型聚羧酸系高性能减水剂的性能（GB8076-2008)项目编号折固掺量（%）坍落度/扩展度（cm）抗压强度(MPa)初始1h3d7d28d母液0.2221.6/6016.5/5134.3444.0063.36PC150.2221.5/6420.0/5328.5144.7262.41萘系1.018.0/40.9353.9972.4731表3.10 C50混凝土的配制试验结果研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结32新型聚羧羧酸系高性能减水剂剂的应应用技术术研究研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结性能研究温度敏
12、感性在不同强度等级级混凝土中的应应用工程应应用33研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结21283534新型聚羧羧酸系高性能减水剂剂的应应用技术术研究研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结性能研究温度敏感性在不同强度等级级混凝土中的应应用工程应应用35研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结项目液体掺量（%）坍落度/扩展度（cm）初始1hC20（PC15）0.822.0/49.019.0/34.0C20（萘系）1.220.0/41.017.0/28.0C25（PC15）0.822.5/44.015.5/25.0C25（萘系）1.424.0/55.017.
13、0/30.0C30（PC15）0.824.0/56.017.0/25.0C30（萘系）1.523.0/57.018.0/26.0C35（PC15）1.024.5/64.024.5/60.0C35（萘系）1.724.5/66.022.0/42.0C40（PC15）1.225.0/66.025.0/65.0C40（萘系）2.026.0/63.024.0/48.0C45（PC15）1.225.0/65.025.5/65.0C50（PC15）1.226.0/68.026.0/68.036新型聚羧羧酸系高性能减水剂剂的应应用技术术研究研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结性能研究温度敏感性
14、在不同强度等级级混凝土中的应应用工程应应用37研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结坍落度（mm）抗压强度（MPa）初始30min60min3d7d28d20020019045.153.263.5 表3.14 T型梁用C55混凝土的工作性及其不同龄期的力学性能坍落度（mm）抗压强度（MPa）初始30min60min3d7d28d22021020035.043.761.0表3.16 双线箱梁用C50混凝土的工作性及其不同龄期的力学性能 机理分析38研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结侧链较少羧基较多侧链对羧 基的包裹 性差易于吸附吸收分散性差改善侧链对 羧基包 裹太
15、强吸附较困难分散性差分散性得到提高尺寸小侧链数量少总结39研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结 总体上，聚羧酸系高性能减水剂中，分子 量较小的部分对水泥的分散性和相容性较 差，分子量增加后，性能提高，分子量继 续增加后，性能反而略有下降； 聚羧酸系高性能减水剂中，小分子量部分 对砂含泥量敏感，分子量较大部分不敏感 ，但分子量增加一定程度后，反而增加了 敏感性；40研究背景基本思路与技术术路 线线主要研究内容总结总结 小分子量部分对混凝土抗压强度贡献较大 ； 制备了一种聚羧酸系高性能减水剂，与市 售聚羧酸系高性能减水剂产品相比，具有 减水率较高、坍落度保持好、对环境温度 不敏感等优势，采用该减水剂在工程中进 行了应用，取得了良好的效果。4142
