保坍型聚羧酸减水剂的合成及吸附动力学研究

保坍型聚羧酸减水剂的合成及

吸附动力学研究

王福涛1，刘东1，曾超1，兰聪1，陈景1，潘远凤2

（1.中建西部建设西南有限公司，四川成都

610052；2.广西大学化学化工学院，广西南宁

530004）

摘要：以丙烯酸、烯丙醇聚氧乙烯醚（TPEG）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为原料，合成

PCE-2400、PCE-3100和交联型EGD-PCE-3100保坍型聚羧酸减水剂。采用红外光谱（FTIR）、凝胶色谱（GPC）、电荷密度和总有机碳（TOC）分析仪，对减水剂分子结构和吸附量进行表征。用拟一级和拟二级动力学方程研究减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为。结果表明，EGD-PCE-3100、PCE-3100和PCE-2400的吸附过程符合拟一级动力学，EGD-PCE-3100和PCE-3100的饱和吸附量和吸附速率较PCE-2400低。交联型EGD-PCE-3100和PCE-3100具有较好的保坍和施工性能。

关键词：聚羧酸减水剂；丙烯酸酯；缓释；吸附动力学中图分类号：TU528.042+.2

文献标识码：A

文章编号：1001-702X（2019）05-0001-06

Studyonsynthesisandadsorptionkineticsofslumpretentionpolycarboxylicsuperplasticizer

WANGFutao1，LIUDong1，ZENGChao1，LANCong1，CHENJing1，PANYuanfeng2

（1.ChinaWestConstructionSouthwestGroupCo.Ltd.，Chengdu610052，China；2.SchoolofChemistryandChemicalEngineering，GuangxiUniversity，Nanning530004，China）

Abstract：PCE-2400，PCE-3100andcross-linkedEGD-PCE-3100slumpretentionpolycarboxylatesuperplasticizerwas

synthesizedusinghydroxyethylmethylacrylate（HEMA）andethyleneglycoldimethacrylate（EGDMA），acrylicacid（AA）andisoprenylcharacterizedbyFTIR，GPC，ChargeDensityandTotalOrganicCarbon（TOC）.Theadsorptionbehaviorofsuperplasticizeroncementparticlesurfacewasstudiedbypseudo-first-orderandpseudo-second-ordermodelkineticequations.TheresultsshowedthattheadsorptionprocessofEGD-PCE-3100，PCE-3100andPCE-2400wasinaccordancewithpseudo-first-orderadsorptionofPCE-2400.Thecross-linkedEGD-PCE-3100andPCE-3100havegoodcollapseandconstructionperformance.

oxypoly（ethyleneglycol）ether（TPEG）asmonomers.Themolecularstructureandadsorptioncapacityofthesuperplasticizerwas

kineticequation，andthesaturatedadsorptioncapacityandadsorptionrateofEGD-PCE-3100andPCE-3100werelowerthanthat

Keywords：polycarboxylatessuperplasticizers，acrylate，slowrelease，adsorptionkinetics

0引言

颗粒中依靠羧基和聚氧乙烯链提供静电吸附和空间斥力作用，从而实现水泥颗粒的良好分散性。由于水泥持续水化，新拌混凝土流动性随时间延长而不断下降。尤其在夏季高温环境工况下，混凝土的流动性损失加剧。新拌混凝土的长时间保坍性能对预拌混凝土的长距离运输、夏季高温浇筑、大体积混凝土、超长混凝土结构等都具有重要的工程实际意义[4]。工程中一般使用葡萄糖酸钠、白糖等缓凝剂通过抑制水泥水化来控制混凝土流动性经时损失，但这往往会延长混凝土凝结时间和降低早期强度等。有报道采用二次添加PCE的方法来保持混凝土长时间流动性[5]。目前，通过直接改变PCE分子结构来提高混凝土保坍性能逐渐成为研究热点。混凝土坍落度损失的主要原因有：（1）水泥浆体黏度增大。随水化的进行，浆体晕耘宰月哉陨蕴阅陨晕郧酝粤栽耘砸陨粤蕴杂

聚羧酸减水剂（PCE）作为第三代的高效减水剂，具有掺量低、减水率高、分子可设计性强等特点备受青睐[1-3]。PCE分子是以聚丙烯酸为主链，接枝不同长度聚氧乙烯（PEO）侧链的梳状分子结构。通过静电作用吸附到水泥颗粒表面，在水泥基金项目：国家自然科学基金项目（21466005）收稿日期：2018-07-19；修订日期：2018-09-03

作者简介：王福涛，男，1991年生，四川成都人，助理工程师。地址：四川省眉山市彭山区青龙镇青龙大道143号中建商品混凝土眉山新材料有限公司，E-mail：wangfutao619@163.com。

·1·王福涛袁等院保坍型聚羧酸减水剂的合成及吸附动力学研究中自由水减少，自由水发挥的“润滑剂”作用降低；（2）减水剂的消耗；（3）浆体中水分蒸发和气泡逸出[6-8]。保坍型聚羧酸系减水剂根据作用形式可分为3种：羧基保护型、交联型和两性型。羧基保护型由丙烯酸酯类单体共聚引入到PCE分子链段中，通过降低PCE分子结构初始电荷密度降低吸附和酯基水解实现混凝土保坍。交联型聚羧酸减水剂的分子尺寸一般较大，不易吸附在具有层状结构的黏土上，因此降低对黏土的敏感性[9-12]。张新民等[13]设计合成了双层梳型聚羧酸系保坍剂，其吸附方式为架桥式吸附，这种减水剂吸附能力低于普通型减水剂，因此在浆体残留较多，水解出与梳型聚羧酸系减水剂结构类似的较小分子，从而吸附到水泥颗粒表面再次发生分散作用[14-15]。聚羧酸减水剂在水泥的高盐、高pH值环境下其本身构象受到高浓度Ca2+的影响会倾向于蜷缩，从而降低其吸附和分散能力[6]。在主链上引入阳离子单体后可降低减水剂对无机盐离子的敏感性，主要是由于提高减水剂分子伸展构象的保持时间，从而提高减水剂的保坍性能[16-18]。本研究通过单因素试验讨论共聚单体异戊烯醇聚氧乙烯醚和甲基丙烯酸羟乙酯合成聚羧酸保坍型超塑化剂，对比不同分子质量聚醚大单体合成的保坍型PCE和交联型PCE分析保坍型超塑化剂的缓释机理。并分别用拟一级和拟二级动力学方程对保坍型PCE在水泥颗粒表面的吸附动力学进行研究。1

1.1

试

（1原材料

验

）合成原材料异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG-2400、TPEG-3100）：工业级，联泓新材料有限公司；丙烯酸（AA）：工业级，万华化学集团股份有限公司；甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）、巯基乙酸（TGA）、抗坏血酸（VC）：均为分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；30%H2O2和30%NaOH（：2）工性业能级测试，四川材料产。水泥：峨胜P·O42.5水泥；砂：河砂，细度模数为2.6~2.9；碎石：粒径10~20mm（G1）、粒径20~40mm（G2）；保坍型聚羧酸减水剂（ZJ-1）、减水型聚羧酸减水剂（ZJ-2）：固含量50%，中建商品混凝土眉山新材料有限公司；市售保坍型聚羧酸减水剂（PCE-1）：固含量50%，科之杰新材料集团有限公司。1.2

（1保坍型聚羧酸减水剂的制备

）在500mL四口烧瓶中加入一定量的大单体和水，搅拌使之溶解。（2）A料的配制：取一定量AA和HEMA于定量的去离子水中。B料的配制：取一定量的VC和TGA溶解于·2·新型建筑材料

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去离子水中。（3）待烧瓶内温度稳定在25益后，将一定量的H2O2加入四口瓶中，待搅拌均匀后，将A、B料通过蠕动泵匀速滴加。A、B料滴加时间分别为90min和150min，滴加完毕后熟化1h。熟化后向瓶内加入30%NaOH调pH值至6.5依0.5，得在到最佳固含工量为艺条件50%下的分保坍别型合聚羧酸成PCE-2400母液（PCE、PCE-3100）。和1.3

EGD-PCE-3100性能测试与表征

（交联剂EGDMA占单体总质量的1%）。（1）水泥净浆流动度测试：按照GB/T8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行，水胶比为0.29，减水剂折固掺量为0.15%。（2）混凝土试验：按照GB/T8076—2008《混凝土外加剂》，GB/TGB/T5008050081——20162002《《普普通通混凝土混凝土拌力合学性物性能能试验试验方法方法》标准》测试及凝土的性能。C30混凝土配合比（kg/m3）为：m（水泥）颐m（砂）混颐m（石）颐m（水）=350颐930颐960颐174。采用PCE-1、ZJ-1与合成保坍型聚羧酸减水剂进行对比试验，外加剂按m（减水剂ZJ-2）颐m0.18%（保坍型减水剂）越6颐4进行复配，复配外加剂折固掺量为（。3）红外光谱分析：将聚羧酸减水剂酸化至pH值=5依1后，用MD44-3.5KD透析袋透析，对纯化后的减水剂进行真空干燥。试样采用KBr压片法使用傅里叶红外光谱（Nexus470，Nicolet，美凝国）胶色谱，测试分范围析：采为用400~4000凝胶色谱（cm-1。（4）1515型，Water，美国）测试合成的保坍型聚羧酸减水剂的分子质量及分子质量分布，试验选用waters2414示差检测器及Breeze软件采集和分析系统。色谱采用UltrahydrageTM根色谱柱串联，流动相为0.1mol/L250NaNO和UltrahydrageTM500两柱温25益。3，流速0.8mL/min，（5）电荷密度的测试：纯化后PCE的阴离子电荷密度采用粒子电荷检测器PCD03pH（MutekAnalytic，Herrsching，德国）进行测试。将合成后的PCE进行碱性（pH值=13）处理，通过测量不同时间电荷密度的变化，可得到PCE中酯基的水解程度。（6）吸附量测试：减水剂在水泥颗粒表面的吸附量采用有机碳（TOC）总分析仪（岛津TOC-VCPH，日本）进行测试。将一定浓度的PCE溶液与一定量水泥充分混合，置于离心管中，采用TDL-40B离心机在8500r/min下，离心5min，取上层清液过0.45滋m的微孔滤膜，取滤液稀释至适当浓度后进行TOC测吸附动力量。学测试：在装有机械搅拌的1000mL四口瓶中，加入质量浓度为100mg/L的减水剂溶液500mL，然后加入5g王福涛袁等院保坍型聚羧酸减水剂的合成及吸附动力学研究

基准水泥后开始计时。在规定的时间间隔内取样，取样后置于离心管中离心，过滤后稀释到一定浓度进行TOC测试。2

2.1

结果与讨论

保持侧链密度对减水剂分散性的影响

n（AA）颐n（HEMA）=4颐6、TGA占单体总质量的0.4%、H链接枝2O2占单体总质量的0.58%，反应起始温度为25益。讨论侧密度[n（TPEG-3100）:n（AA+HEMA）=1颐曾（曾=3.0、3.5、4.0、4.5、5.0）]对聚羧酸减水剂保坍性能的影响，结果见图1。图1侧链密度对减水剂分散性的影响

由图1可知，随n（TPEG）颐n（AA+HEMA）的增大，减水剂的分散性先提高后降低。当侧链密度为1颐4.5时，分散保持性最优，在2耀3h时净浆流动度无明显损失。当侧链密度较大及酸醚比较低时，羧基数量过少及侧链之间发生相互缠绕，降低吸附作用和空间斥力作用，从而降低减水剂的分散性能和分散保持性能；当侧链密度较低及酸醚比较大时，空间位阻作用降低，同时羧基密度过高导致分子构象卷曲，过量的羧基被卷曲的分子埋没，从而使减水剂的分散和分散保持性降低。因此，只有当侧链密度和羧基含量合适及侧链较为舒展发挥较大的空间位阻和静电斥力作用时，才能使保坍性能最优。2.2

保持侧链HEMA密用量对减水剂分散性的影响

度n（TPEG-3100）颐n（AA+HEMA）=1颐4.5，TGA、H2O2用量和初始反应温度与2.1节相同。讨论n（AA）颐n（HEMA）对聚羧酸减水剂分散性的影响，结果见图2。图2

HEMA用量对减水剂分散性的影响

由图2可见，随HEMA用量的增加，2h水泥净浆流动度先增大后减小。当n（AA）颐n（HEMA）=3颐7时，减水剂的分散保持性较好，在2耀3h时净浆流动度无明显损失。在水泥浆体的碱性环境下，酯基逐步水解释放出羧酸根吸附到水泥颗粒表面，从而达到分散水泥颗粒的效果，使得减水剂后期具有较好的分散性。当n（AA）颐n（HEMA）=5颐5时，聚合物中羧基含量高、电荷密度大，使吸附速率加快、初始分散效果好，但分散保持性差；增大HEMA用量，致使羧基含量减少，减弱静电吸附作用，相当一部分减水剂分子游离在溶液中，使分散保持性提高；但HEMA2.3

初始反应温度对减水剂分散性的影响用量太多时，HEMA自聚倾向增加，减弱分散保持能力。固定n（TPEG-3100）颐n（AA+HEMA）=1颐4.5，n（AA）颐n（HEMA）越3颐7，TGA和H2O2用量同2.1节。初始反应温度对聚羧酸减水剂分散性的影响见图3。图3

初始反应温度对减水剂分散性的影响

由图3可见，初始反应温度为25益时，减水剂的分散保持性较好。主要是因为随温度的升高，溶液中引发剂自由基数量增大，聚合反应速率不断增大，从而转化率增大，当反应温度过高时，引发剂自由基数量过大，易导致体系发生交联以及聚合反应不完全，降低减水剂分散保持能力。2.4

固定H2O初始2用量对减水剂分散性的影响

反应温度为25益，n（TPEG-3100）颐n（AA+HEMA）和TGA用量同2.3节。H2O2用量对聚羧酸减水剂分散性的影响见图4。图4

H2图4表明，当HO2用量对减水剂分散性的影响

剂的分散保持性较好2，O在2用量为单体总质量的0.58%时，减水2耀3h时净浆流动度无明显损失。随晕耘宰月哉陨蕴阅陨晕郧酝粤栽耘砸陨粤蕴杂

·3·王福涛袁等院保坍型聚羧酸减水剂的合成及吸附动力学研究氧化剂用量的增加，保坍性能先提高后降低。当H0.2%散性和分散保持性大大下降。氧化2O剂2用量为低时，和引0.8%发速时率分较低，自由基聚合不完全，形成的聚合物用分子量较质量较高，在水泥中吸附速率快且吸附量较大，一个分子会吸附到多个水泥颗粒上导致絮凝；当H2O2用量过多时，引发剂浓度较大且自由基增长速率过大，所形成的聚合物分子质量低，减弱水泥颗粒表面减水剂的空间位阻效应。2.5

固定TGAH2用量对减水剂分散性的影响

O2用量为单体总质量的0.58%，TGA、n（TPEG-3100聚羧酸减水剂分）颐n（AA+HEMA散性的）用量影响和见图初始反应5。温度同2.3，TGA用量对图5

TGA用量对减水剂分散性的影响

由图5可见，TGA用量为单体总质量的0.6%时，合成减水剂的分散保持性最佳。当TGA用量太少时，聚合物分子主链较长使一个分子吸附到多个水泥颗粒，产生絮凝效果，减弱分散作用；当TGA用量太多时，分子主链较短，减弱静电斥力和空间位阻作用。2.6

性能比较

PCE-3100尧PCE-2400和EGD-PCE-3100的

上述试验表明，TPEG-3100合成聚羧酸保坍型减水剂的最佳条件为：n（TPEG）颐n（AA+HEMA）=1颐4.5，n（AA）颐n（HEMA）越3应颐7温度，H2O252和TGA用量分别为单体总质量的0.58%和0.60%，反益。在该工艺条件下分别合成PCE-3100、PCE-2400和EGD-PCE-3100（交联剂占单体总质量的1%），大单体分子质量及交联剂对减水剂分散性的影响见图6。图6大单体分子质量及交联剂对减水剂分散性的影响·4·新型建筑材料

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由图6可以看出：（1）掺减水剂水泥净浆流动度随时间的延长呈先增大后减小。与PCE-2400相比，PCE-3100分散保持性能较好。这主要是吸附在水泥颗粒表面的PCE-3100较PCE-2400能够提供更大的空间斥力，PCE-3100较PCE-24002400原有。聚梳3合型h物电荷密度低，在水泥颗粒表明吸附慢于PCE-结构后EGD-PCE-3100被交联，随时间无的损失延长其，主要酯基是逐交联步水剂的解加释入放使出羧基和梳状结构，使减水剂的分散性和分散保持性较好。2.7

红外光谱分析（见图7）图7TPEG-3100和合成减水剂的红外光谱

由图7可见，TPEG-3100的特征吸收峰3447cm-1处，强而宽的吸收为缔合—OH的伸缩振动峰，2887cm-1处为饱和碳C—H的伸缩振动峰，1651cm-1处出现了C=C非共轭伸缩振动峰，1467cm-1处的饱和碳弯曲吸收峰证明了—CH，1114cm-1处为聚合物长侧链中C—O—C的伸缩振2的存在动峰。对比TPEG-3100、PCE-3100、EGD-PCE-3100的谱图，仍保留了原料中官能团的峰，同时出现1730cm-1处C=O的伸缩振动峰，1114cm-1处出现较强的吸收峰，说明酯基的存在，合成了目标产物。而聚合物中仍出现1651cm-1处的吸收峰，表明存在未反应完全的C=C官能团。2.8

分凝胶色谱别将PCE-2400（GPC、）PCE-3100分析

和EGD-PCE-3100放入pHGPC值分为析13，水的NaOH解1h溶液后的中水样品分解1别h，标将记水为解PCE-2400-1前后样品进行PCE-3100-1h和EGD-PCE-3100-1h，结果见图8和表1。h、图8保坍型聚羧酸减水剂的GPC图谱

王福涛袁等院保坍型聚羧酸减水剂的合成及吸附动力学研究

表1

减水剂编号Mn（/g/mol）水解前

水解1h保坍型聚羧酸减水剂水解前后的性能参数

PDI水解前水解1h水解前电荷密度（/ueq/g）水解1h水解2h水解3h单体残留率

/%

Mw（/g/mol）水解前水解1hPCE-2400PCE-3100

5348400900613004944500574009006861600572001.281.28EGD-PCE-31007830020064743008001.29由图8和表1可知，3种减水剂的分子质量大小为：EGD-PCE-3100>PCE-3100>PCE-2400体残留率较低。EGD-PCE-3100的分子，分子质量质最量分大，主要布适是中，由于单交联剂的加入将原有的梳型结构进行交联，增大聚合物的聚合度。2.9

聚羧酸减水剂的分合成减水剂的吸附散性性能

能与其在水泥颗粒表面的吸附行为密切相关。在25益下，分别讨论水泥颗粒对PCE-2400、PCE-3100级动力学方、EGD-PCE-3100程进行动力学拟合的吸附。拟合方性能程分。采别用如拟式一（级1）和、式拟二（2）所示[19]：Q原kt=Qe1（1-e1t）（1）式中：Qt———t时刻吸附量，mg/g；Qe1———平衡吸附量，mg/g；k1———吸附拟一级速率常数，min-1，k1可用来计算初始吸附速率。Qt=1+t（2）tkQ2Qe式中：k2e222———拟二级速率常数，g/（mg·min）；Qe2———平衡吸附量，mg/g。保坍型聚羧酸减水剂在碱性条件下酯基水解，水解后逐渐吸附到水泥表面。水解后电荷密度发生变化，随时间的延长，水泥开始逐步水化，其水泥水化物的孔间隙可能容易包覆部分减水剂。分别将PCE-2400、PCE-3100、EGD-PCE-3100置于pH值=13的NaOH溶液中分进行水解处理，水解时间分别为1、2、3h。将水解后的减水剂以0.15%（折固）掺入水泥浆中，测试表面吸附量，以分析水解处理对减水剂吸附行为的影响。保坍型PCE在水泥颗粒表面的吸附动力学曲线见图9。从图9可看出，PCE-2400、PCE-3100和EGD-PCE-3100在水泥颗粒表面的吸附平衡时间均为30min，PCE在水泥颗粒表面的吸附量随时间的延长先增大后达到平衡。PCE-3100和EGD-PCE-3100的吸附量均小于PCE-2400，这主要是由PCE-2400作用。根据的电实荷密测吸附度最量大，Q（e易与exp）水、计泥表面算吸附的量Ca2+产生静电吸附Q（ecal）和线性相关系数R2得出，水泥对PCE-2400、PCE-3100和EGD-1.291.297641216164022181.305204358347461228103717456.6815848.127.68（a）拟一级吸附；（b）拟二级吸附

图9

保坍型PCE在水泥颗粒表面的吸附动力学曲线

PCE-3100力学参数如的表吸附动力2所示。学过程符合拟一级动力学方程，吸附动表2

水泥颗粒吸附保坍型PCE的动力学拟合参数

拟一级动力学拟二级动力学样品Qe渊exp冤Qe1渊cal冤k1R2

Qe2渊cal冤

k2

R2

PCE-2400PCE-3100

1.9171.769

1.8961.7510.4390.9951.973EGD-PCE-31001.5931.5780.4210.3960.9941.7950.7640.9990.9941.6090.4680.3380.999d0.999由表2可见，3种合成保坍性聚羧酸减水剂中以EGD-PCE-3100水解时间对保坍的吸附量和吸附型聚羧酸减水剂速率最小。吸附性能的影响见图10。图10水解时间对保坍型聚羧酸减水剂吸附性能的影响

由图10可见，未水解PCE-3100、EGD-PCE-3100的吸附量明显低于PCE-2400，这与表1的电荷密度规律一致。吸附量随减水剂碱性处理时间的延长而增大，这主要是酯基在碱性条件下逐步水解成羧基，使聚合物的电荷密度增加，聚合物晕耘宰月哉陨蕴阅陨晕郧酝粤栽耘砸陨粤蕴杂

·5·王福涛袁等院保坍型聚羧酸减水剂的合成及吸附动力学研究在水泥表面吸附量增加[20]。EGD-PCE-3100的吸附量和电荷密度比PCE-3100的小，这主要是EGD-PCE-3100将原有的梳状结构交联使交联后的聚合物分子尺寸较大所致。对比表1和图10可得出，在pH值=13的碱性条件下水解1h、2h和3h的PCE-2400、PCE-3100和EGD-PCE-3100的吸附量小于未水解样品在水泥颗粒中连续吸附1h、2h和3间h的的延长吸附，量。部分水主要泥是开采始用水连化续，水取样泥水进行化产动力物比学表面积研究时大，随时和有机矿物相的形成致使吸附量增加。2.10

混凝土应用性能表3

混凝土（见表试3）配结果

坍落度/mm

扩展度/mm

抗压强度/MPa

减水剂编号

初始

2h初始2h3d7d28dZJ-123021054543020.730.9PCE-2400PC-124032.741.3PCE-3100

235225235

24057024556050055022.831.844.925057056058021.5EGD-PCE-310023059522.423.633.445.632.946.246.7从表3可见，不同减水剂在相同掺量下，混凝土的初始坍落度变化不大，但2h时掺ZJ-1和市售保坍型减水剂PC-1的混凝土均存在损失过快，而掺入PCE-2400、PCE-3100、EGD-PCE-31003100>PCE-3100>PCE-2400>的混凝土无损失d市售，PC-1>ZJ-1保坍性排序，为：且试EGD-PCE-块3、2.11

抗压强度均高于掺ZJ-1和市售保坍型减水剂PC-1。7、28由于保坍保坍型聚羧酸减水剂的作用型聚羧酸减水剂大共聚过机理

程中HEMA酯类单体的引入，降低了聚合物的电荷密度，致使聚合物在水泥颗粒表面初始吸附量较小，因此初始分散性能下降；然而在水泥浆体的高碱性条件下酯基逐步水解释放羧基，使聚合物逐步吸附到水泥颗粒和水化产物表面，达到分散水泥颗粒，保持或提高混凝土的流动性。EGD-PCE-3100的保坍效果优于PCE-3100聚羧酸电荷密和PCE-2400度较低和分子，主要尺寸是其梳状结构较大，不易的吸附在交联使保坍水泥颗粒型及水化产物的表面上。PCE-3100的电荷密度较PCE-2400低，其水泥浆体中PCE-3100残留量大于PCE-2400，但PCE-3100颗粒表面后的提供侧链长度的空间斥力大于PCE-2400大于PCE-2400且水解后，因吸附到而其保坍水泥性优于PCE-2400。3结论

（1）采用TPEG-3100合成PCE-3100的最佳工艺条件·6·新型建筑材料

圆园19援5

为：n（TPEG）颐n（AA）颐n（HEMA）=1颐1.35颐3.15，H总质量0.58%和0.60%，初始反应2O温度2和TGA用量分别为单体25益、反应时间2h。混凝土试配结果表明，在相同掺量下，掺PCE-3100损失、。EGD-PCE-3100混凝土的2h扩展度和坍落度基本无（2）在水泥浆体的高碱环境中，PCE-2400、PCE-3100、EGD-PCE-3100中的羧基密度和电链段荷密中酯度基均不断增大，水解其电生成羧基，荷密度顺序导致为聚PCE-合物2400>PCE-3100>EGD-PCE-3100体中不断水解，使减水剂在水泥颗粒表面。由于酯的基吸附在高量碱增性水大，泥抵浆消由于水泥水化作用导致的流动性经时损失，表现出缓释行为。（3）水泥颗粒对PCE-2400、PCE-3100和EGD-PCE-3100的吸附过程符合拟一级动力学方程，吸附平衡时间为30min。3率种最保坍小。型减水剂中以EGD-PCE-3100的吸附量和吸附速参考文献：

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-typeofsuperplasticizer

theadsorption

（下转第24页）

李殿权院功能组分对预应力孔道压浆剂工作性能的影响

表5

塑性膨胀剂对压浆剂性能的影响

水。采用比表面积大、标准稠度用水量高的水泥时，减水剂的掺量范围变大、敏感性降低。（2）保水剂淀粉醚具有掺量范围适中，能有效提高浆液稳定性的作用，当其掺量为0.10%耀0.17%时，浆液具有良好的稳定性。（3）塑性膨胀剂是提供孔道压浆材料微膨胀的关键组分，其用量宜控制在0.33%耀0.67%。自由泌水率/%流动度/s自由膨胀率/%塑性膨胀

剂用量/%出机30min60min24h3h（钢丝间）3h24h0.000.170.330.500.670.7714.515.714.315.314.115.614.015.414.315.514.115.216.116.116.216.016.516.30000000000000.10-0.70.51.11.82.93.20.50.81.72.2参考文献：

[1]

注：压浆剂配方为：m（粉煤灰）颐m（膨胀剂）颐m（微珠）颐m（可再分散乳胶粉）颐m（淀粉醚）颐m（减水剂）=333颐450颐172颐6.0颐1.2颐33。

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胀剂用量从0增加到0.77%时，孔道压浆材料的3h自由膨胀率从0增加到2.2%，而24h自由膨胀率则从-0.7%增加到3.2%。因此，要符合JTG/TF50—2011对微膨胀的要求，必须现过量的膨胀。[2][3][4][5]

添加塑性膨胀剂这一功能组分，但应严格控制其用量，防止出3结语

（1）压浆剂的使用必须根据水泥品种的差异，确定减水剂的用量，保证孔道压浆材料具有良好流动性的同时无自由泌蒉

（上接第6页）

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·24·新型建筑材料圆园19援5