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TPEG 聚醚对聚羧酸减水剂性能的影响

来源:石家庄市海森化工有限公司  日期:2016-08-13 09:00:00  属于:产品技术
文章摘要:随着国家重大工程的不断开工建设,各类型高性能聚羧酸减水剂越来越多地应用到工程建设中。为更好地满足工程需要,国内聚羧酸减水剂经历了由聚酯型聚羧酸减水剂向聚醚型聚羧酸减水剂的转变过程。聚醚型聚羧酸减水剂又从最初的丙烯醇聚醚(简称APEG聚醚)发展到目前的异戊烯醇聚醚(简称TPEG聚醚)
随着国家重大工程的不断开工建设,各类型高性能聚羧酸减水剂越来越多地应用到工程建设中。为更好地满足工程需要,国内聚羧酸减水剂经历了由聚酯型聚羧酸减水剂向聚醚型聚羧酸减水剂的转变过程。聚醚型聚羧酸减水剂又从最初的丙烯醇聚醚(简称APEG聚醚)发展到目前的异戊烯醇聚醚(简称TPEG聚醚)。聚羧酸减水剂的每一步发展都有其独特的性能和特点,但相比而言,采用TPEG聚醚制备的聚羧酸减水剂不仅兼具了APEG聚醚减水剂生产工艺简单的特点,同时对水泥有更好的适应性、混凝土坍落度损失更小,尤其是夏季高温时性能尤为突出。因而越来越多的聚醚生产厂家和聚羧酸生产单位将目光转向了TPEG聚醚。一夜之间,TPEG聚醚如雨后春笋般在全国遍地开花,除几大聚醚生产厂外,相对较小规模的聚醚生产厂也层出不穷。由于各个生产单位所采用的生产设备、催化剂技术、管理水平等存在有一定的区别,造成聚醚的品质千差万别。各个生产单位的TPEG聚醚都能满足国家标准的规定,但由于聚醚品质的内在差别,同一个工艺条件,能制备出性能优异的聚羧酸减水剂的往往只有寥寥数家可以满足要求。对聚羧酸减水剂的生产和应用带来诸多不便。本文根据目前市场聚醚情况,选取采用五种不同厂家生产的TPEG聚醚在同一条件下制备聚羧酸减水剂,考察TPEG聚醚本身的内在品质以及其对聚羧酸减水剂性能的影响。

TPEG 聚醚 聚羧酸减水剂性能的影响
1实验内容
1.1实验原材料
TPEG聚醚性能指标有国家相关标准见表1;聚醚结构式如下:
丙烯酸,工业级;顺丁烯二酸酐,工业级;引发剂A;促进剂B、C;分子量调节剂D;32%NaOH溶液,工业级;去离子水。

1.2试验仪器及设备
四口玻璃烧瓶、温度计、搅拌器、滴加装置、电热套、氮气导管
1.3合成工艺
将去离子水投入带有搅拌器、温度计、滴加装置和氮气导管的四口玻璃烧瓶内,投入一定量的顺丁烯二酸酐搅拌直至完全溶解,按比例投入TPEG聚醚,升温至58℃~65℃,通入N2,加入引发剂A的水溶液,搅拌5min后开始滴加丙烯酸水溶液和由促进剂B、C与分子量调节剂D组成的水溶液,丙烯酸水溶液滴加3h(其中前1.5h滴加总量的三分之一,后1.5h滴加总量的三分之二),B、C与D水溶液均匀滴加3.5h。滴加完毕后保温反应45min,加水稀释,用32%NaOH溶液调节物料pH值为6.0~6.5,即得40%聚羧酸减水剂母液
1.4产品测试
水泥:铜陵海螺PO.42.5、宁国海螺PO.42.5、金峰PO.42.5、南方绍洋PO.42.5、基准水泥PO.42.5;对水泥的适应性测试:聚羧酸减水剂母液掺量为水泥质量的0.5%,考察其净浆流动度以及净浆流动度经时损失;
混凝土性能测试:测试混凝土配合比:C:S:G大:G小=7.2:15.0:12.3:7.7。聚羧酸减水剂母液掺量为水泥质量的0.5%。
2结果与讨论
分别选取五种不同厂家生产的TPEG聚醚,如表1。从样品分析数据来看,除江苏XX化工公司生产TPEG聚醚分子量相对较小,不能满足JC/T-2033-2010要求外,其余各个厂家的TPEG聚醚均符合国家标准要求。分别采用以上5种TPEG聚醚在同一工艺条件下制备聚羧酸减水剂,所得产品依次记为PC-Ⅰ、PC-Ⅱ、PC-Ⅲ、PC-Ⅳ、PC-Ⅴ。.
2.1TPEG聚醚对聚羧酸减水剂适应性的影响
将所得聚羧酸减水剂母液PC-Ⅰ、PC-Ⅱ、PC-Ⅲ、PC-Ⅳ、PC-Ⅴ,分别采用铜陵海螺PO.42.5、宁国海螺PO.42.5、金峰PO.42.5、南方绍洋PO.42.5、基准水泥PO.42.5五种不同水泥在水灰比相同、同等温度和湿度条件下进行净浆流动度及其经时损失试验。

从图1~图5可以看出,五种TPEG聚醚所制备的聚羧酸减水剂在掺量、水灰比相同的情况下,在每种水泥中的净浆流动度及其经时损失有较大的区别,最高可达到250mm,且60min净浆流动度几乎无损失。采用浙江XX化工公司和江苏XX化工公司的TPEG聚醚所制备的聚羧酸减水剂性能较差。由此可见,虽然各个厂家生产的TPEG聚醚符合国家标准要求,但在相同的工艺条件下制备的聚羧酸减水剂性能差别较大。究其原因就是聚醚内在品质的差别。
2.2TPEG聚醚对聚羧酸减水剂混凝土性能的影响
水泥:铜陵海螺PO.42.5
依据GB8076-2008,掺量0.5%,在20℃条件下,考察不同TPEG聚醚所得的聚羧酸减水剂对混凝土坍落度大小、坍落度经时损失、含气量以及强度的影响。如表2。
由表2可以看出,采用不同TPEG聚醚所制备的聚羧酸减水剂对混凝土性能的影响有着较大的区别。前三种聚醚所制备的聚羧酸减水剂在应用过程中新拌混凝土性能比较稳定,坍落度经时损失小,含气量符合要求,强度稳步增长。而采用后两种TPEG聚醚所制备的聚羧酸减水剂在用水量相同的情况下,初始坍落度和扩展度远小于前三种,1h后坍落度损失明显,混凝土后期强度增长缓慢。
根据资料报道,不饱和聚醚内游离PEG含量的多少和聚醚分子量分布是造成混凝土含气量高低的主要原因之一,更进一步说明由于不同TPEG聚醚内在组分的不同,造成品质差别。
2.3所得减水剂母液粘度的测定
将所得PC-Ⅰ、PC-Ⅱ、PC-Ⅲ、PC-Ⅳ、PC-Ⅴ聚羧酸减水剂母液调整pH值、含量、温度完全相同的情况下,采用NDJ-5S数字式粘度计进行粘度测定,测试结果如表3。
从物料粘度可以看出,不同厂家TPEG聚醚在相同的工艺条件下,反应状态不同,所得物料粘度差别较大,间接反映出所得减水剂分子量的差别。可见,不同厂家、不同品质的聚醚给聚羧酸减水剂合成带来较大的影响。
3结论
(1)在相同的合成工艺条件下,采用符合国家标准的不同厂家的TPEG聚醚所制备的聚羧酸减水剂性能有明显差别。TPEG聚醚对聚羧酸减水剂的水泥适应性以及混凝土性能有较大的影响。
(2)在选择和使用TPEG聚醚的过程中,仅仅依照标准是不够的,需要根据合成工艺有针对性地选择适合工艺本身的聚醚。
(3)建议国家相关单位和聚醚生产企业,尽早建立更为完善的聚醚检测方法,找出不同厂家聚醚本身的内在区别,为用户提供更为广阔的选择空间。
 


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