抗泥型聚羧酸减水剂研究及应用进展论文，抗泥剂多少钱一吨

本文综述了近10年来国内外防污聚羧酸高效减水剂的研究方法。其中包括两种主要方法：聚羧酸分子结构的优化和牺牲剂的配制。同时介绍了防泥聚羧酸减水剂在混凝土行业中的研究进展，并对该领域当前存在的问题以及未来研究方向提出了建议。

减水剂是混凝土行业中使用的外加剂，可以减少搅拌过程中的用水量，同时保持砂浆流动性和混凝土坍落度。随着混凝土工业的发展，减水剂不断得到发展和完善，其发展历史已有：多年。第一代减水剂是以木质素磺酸盐为代表的普通减水剂。用于造纸工业，成本低，但减水率小于10%，不单独使用，通常与其他减水剂配合使用。第二代减水剂是高效减水剂，通常为萘基和氨基磺酸基，与第一代减水剂相比，减水率提高了10%，但减水率仍然停滞不前。混凝土损耗较高，限制了其发展和应用。第三代减水剂是以聚羧酸减水剂（PCE）为代表的高性能减水剂。与其他减水剂相比，该类减水剂用量少，减水率高，与其他成分相容性好，不引起离析或泌水，聚羧酸分子强度高，易于使用。它具有许多优点，例如。灵活、绿色、环保、无污染等。

近年来，随着建筑业的快速发展，日本的砂石资源日趋紧缺，不少矿工在泥浆较多的山河中开采，其中含有大量泥浆。传统PCE对骨料中含泥量敏感，而粘土削弱了PCE中的水泥分散性，降低砂浆流动性，加速混凝土坍落度损失，导致PCE在建筑领域的发展受到限制。在实际建筑工程中，常常采用增加减水剂用量来减少粘土的负面影响，但这不仅显着增加了成本，而且影响了混凝土的工作性能。本文回顾了近10年来国内外四氯乙烯的研究进展，从优化聚羧酸分子结构、与牺牲剂共混等角度总结了四氯乙烯的防污原理，并提出了一些建议，现将其介绍如下：给你。聚羧酸减水剂的研究及本人的建议。

1 聚羧酸分子结构的优化

PCEs是高性能减水剂。主链是吸附在水泥表面的羧基分子，侧链是空间位阻基团，使水泥颗粒水化并聚集。粘土具有由硅铝酸盐组成的插层结构，具有高表面能，趋于稳定以降低其自身表面能，并且趋于吸引减水剂和小分子抑制剂。此外，由于粘土的网络结构，PCE侧链基团中的氧原子与粘土层之间的水分子形成氢键，该氢键将PCE插入粘土层中，耗散体系的能量。减水剂。

图1是PCE分子插层在蒙脱土层之间的示意图。如果减水剂被土壤吸附，则会减少混凝土搅拌中使用的有效成分，降低减水剂的利用率。可见粘土的存在对PCE的性能影响较大，但为了抑制粘土对PCE的负面影响，需要对聚羧酸的分子结构进行设计，目前有以下三种方法目前正在使用：正在考虑积分。 通过增加聚羧酸分子的空间位阻大小并引入阳离子活性基团合成无PEO侧链的PCE，制备两性PCE。

1.1 增加聚羧酸分子的空间位阻

常规聚羧酸分子具有由羧基和聚氧乙烯（PEO）侧链组成的梳状结构，空间位阻很小，PEO侧链很容易与蒙脱铝酸盐层结合形成PCE。它被吸附在粘土层之间。传统的PCE 仅包含PEO 侧链。科学研究人员从主链结构开始开发出一种新的聚羧酸分子。通过增加聚羧酸分子的空间位阻，PCE 变得难以插入粘土夹层中。我们从根本上减少了四氯乙烯含量的损失，解决了因四氯乙烯含量增加而导致成本增加的问题。增加聚羧酸分子的空间位阻的方法有很多，但目前研究最多的方法是在侧链上接枝大基团或在聚羧酸分子中引入长侧链。

Xu等以-环糊精（-CD）、MA--CD、丙烯酸（AA）、异戊二烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）、甲基丙烯酸磺酸钠（SMAS）为单体，通过这种新型PCE对蒙脱石的吸附能力较低，-CD引起的空间位阻阻碍了聚羧酸分子在蒙脱石表面的吸附。国内有人用-环糊精修饰聚羧酸分子，合成了抗泥浆PCE。孙慎梅等人设计合成了三种侧链带有不同-环糊精基团的抗泥PCE。结果发现，蒙脱石对侧链含有-环糊精基团的四氯乙烯的吸附能力较小，水泥浆流动性的副作用明显减弱，混凝土抗压强度的下降得到缓解。 Liu等人通过将季戊四醇引入到聚羧酸分子中合成了星形减水剂SPCE，但其密集的支链产生了巨大的空间位阻效应，PEO侧链在粘土中形成了插层结构，阻碍了进入。无论是在分子链中引入体积大的基团还是引入长链段，其本质都是为了增加聚羧酸分子链的空间位阻。

1.2 引入阳离子活性基团制备两性PCE

由于传统的四氯乙烯可以通过悬垂的环形链很容易地掺入粘土插层结构中，因此粘土杂质的存在阻碍了四氯乙烯分散最有害的水泥颗粒蒙脱石的能力。粘土是一种粘性塑性硅酸盐层，其膨胀的晶格结构影响混凝土的流动性。这是因为在水性环境中，分子链变得极其伸长并体积膨胀，为聚羧酸分子提供插入空间。如果聚羧酸分子本身的空间位阻不足以抵抗粘土的吸附，可以通过在PCE中引入阳离子活性基团，有效抑制PCE在粘土上的优先吸附来制备两性PCE。 PCE的阳离子基团抑制粘土的膨胀，但粘土中插层之间的间距很窄，不足以为PEO侧链提供插入空间，因此PCE无法渗透到粘土内部，你不能。聚羧酸分子尺寸的增大是从聚羧酸分子本身开始的，由于分子本身结构的变化，它们不再能够优先吸附粘土，而是吸附在水泥颗粒表面，导致用水量下降，显着改善。 -还原剂。

马永贵等人以次磷酸钠、AMPS、马来酸酐、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、四甲基氟化铵、丙烯酸为反应单体，在引发剂和链转移剂的作用下，合成了TX-606抗泥PCE，具有高水分含量。即使含泥量高，破碎率也高，抗压强度、抗弯强度也高。 Li等人制备了一种使用3-(2-甲基丙烯酰氧基)-乙基-二甲基-丙烷-1-磺酸盐(DMAP)和两亲性聚羧酸共聚物(APC)的方法。新型PCE的流动性、吸附性、zeta电位和X测试线衍射表明，该PCE可以有效抑制聚羧酸分子在粘土上的优先吸附。李晓东等人将二甲基二烯丙基氯化铵引入聚羧酸分子中，合成了新型抗泥PCE，其对水泥颗粒分散性好，减水率高达30%，工程应用时仍保持高性能。粘土含量为4%时的减缩率。

1.3 无PEO侧链PCE的合成

四氯乙烯含有两种必需成分：一是羧基官能团，对水泥颗粒有吸附作用，二是侧链基团，能产生位阻作用或静电斥力。 PEO侧链通常用作PCE的侧链，但PEO侧链的最大缺点是它们容易与粘土的铝硅酸盐层结合，降低PCE的分散性。除了通过增加聚羧酸分子的空间位阻来合成两性PCE外，还有一种方法是改变聚羧酸分子侧链的结构，用其他基团取代PEO侧链，以促进对水的吸附还原剂.有效.在粘土表面。 Lei等人用甲基丙烯酸和甲基丙烯酸羟烷基酯（烷基=乙基、丙基和丁基）合成了带有羟烷基侧链的PCE。一系列分散、吸附和X射线衍射实验表明，减水剂吸附在粘土表面，没有嵌入层状结构，对粘土表现出较低的敏感性。 Xing等人通过在聚羧酸分子中引入叔氨基制备了一种新型PCE，仅吸附在粘土表面，具有良好的抗泥性能。影响。

2 PCE与牺牲剂结合使用

当PCE用于含泥骨料时，粘土和水泥颗粒都会吸附减水剂，但粘土对减水剂的吸附能力远大于水泥颗粒，这是非常有害的。影响减水剂的利用率和混凝土性能。除了PCE的分子设计之外，抑制粘土负面影响的另一种方法是添加一些优先与粘土颗粒相互作用的添加剂，并且这些添加剂分子能够优先填充和吸附在截面之间。虽然这些添加剂被称为牺牲剂，不具有抗污泥性能，但与减水剂配合使用时，可以显着改善粘土对聚羧酸减水剂分散性能的影响。从化学结构和组成来看，牺牲剂主要包括有机阴离子、有机阳离子、有机中性和无机盐牺牲剂。

2.1 有机阳离子牺牲剂

许多有机阳离子牺牲剂的分子结构中都含有铵离子基团，据报道带正电荷的牺牲剂很容易被蒙脱土吸附和插层。常用的小分子添加剂如四甲基氯化铵仅在粘土插层期间优先被吸附。如果所使用的阳离子牺牲剂的结构中含有疏水性分子链，则牺牲剂将进入粘土插层。疏水结构可以进一步阻止水分子的进入。它不会进入粘土内部。此外，当含有疏水性侧链的牺牲剂吸附到粘土颗粒的表面上时，还可以减少粘土颗粒对水分子的吸附。通过减少粘土对水分子的消耗，体系中存在更多的游离水，从而延缓了水泥搅拌初期的水化，显着改善混凝土的和易性，减少减水剂的使用量。鞠浩波等人将阳离子基团引入聚乙烯阴离子单体中，合成了含有疏水侧链的小分子阳离子牺牲剂。结果表明，与未加挡泥板的蒙脱石砂浆相比，合成挡泥板的砂浆流动度在5、30和60 min时分别为270、185和165 mm，砂浆孔隙率降低了39.6%，第7天和第28天分别增加34.7%，机械强度增加27.7%。这种含有疏水侧链的阳离子牺牲剂的加入，可以有效抑制粘土的吸水能力，显着提高聚羧酸系高效减水剂在含泥工况下的工作性能，可见拌和混凝土的机械强度可以得到显着改善。

2.2 有机阴离子牺牲剂

由于骨料中的粘土矿物带负电，因此优选具有阳离子基团的粘土抑制剂；然而，如果使用阳离子粘土抑制剂，则可能与带负电荷的聚羧酸盐减水剂发生沉淀，并且容易产生絮凝物。常用的有机阴离子牺牲剂包括硬脂酸钠和对氨基苯磺酸钠。当有机阴离子牺牲剂与PCE结合使用时，它们主要通过范德华力和静电力吸附到粘土水泥和粘土颗粒的表面。另外，由于与高分子PCE相比，硬脂酸钠是低分子物质，因此优先吸附在粘土颗粒和水泥颗粒的表面，阻止PCE分子与粘土的接触，减少PCE的消耗。 Tan等将葡萄糖酸钠与PCE联合使用，发现葡萄糖酸钠的抗污泥效果与其用量密切相关。虽然一起使用时没有防泥效果，但当葡萄糖酸钠的质量分数超过0.2%时，就出现明显的防泥效果。钟志强将硬脂酸钠和PCE混合，测量砂浆流动性和浆体流动性，发现硬脂酸钠含量为0.075%时，抗泥浆性能最好，初期水泥干净，我发现了一些东西。初始水泥砂浆流动度分别提高19和31 mm，30 min和60 min净浆时间损失率分别降低2.8%和6.1%。

2.3 有机中性牺牲剂

常用的有机中性阴离子牺牲剂是聚乙二醇（PEG），在含泥浆料的搅拌过程中，PEG优先吸附在粘土颗粒层间，导致粘土对水分的吸附，从而抑制和降低冲击力。系统对聚羧酸、酸性减水剂和自由水消耗的影响。但PEG的分子量需要控制在一定范围内，如果分子量太小，其与粘土的相互作用就会受到限制，无法充分发挥维持砂浆流动性的作用。如果太大，会影响聚羧酸高效减水剂的空间位阻。 Tan等人研究了PEG存在下的聚羧酸减水剂的抗泥浆性能，并通过XRD、有机碳分析仪、泥浆流动性等测试研究了PEG-PCEs-蒙脱石的三元性能。对蒙脱石具有优先吸附和插层作用，PCE分子只能吸附在蒙脱石表面，吸附机理如图2所示。

朱红蛟等将PEG与聚羧酸减水剂联合使用，当PEG分子量为1000、负载量为0.1%时，通过FTIR检测，PEG对粘土负效应的改善效果最为明显， XRD.显示通过。有机碳（TOC）等试验阐明了PEG作为抗粘土剂抑制粘土负面影响的机理，因此，与PCE相比，PEG优先吸附在粘土表面，形成一层层。表明它可以插入之间同时，PEG可抑制粘土因吸水而膨胀。

2. 4. 无机盐牺牲剂

某些无机盐可以用作辅助防泥剂的原因如下： 无机盐解离产生的阳离子压缩粘土矿物的双电层，降低粘土矿物的电势，减少四氯乙烯的吸附。粘土矿物的分子；粘土矿物通过吸附钙、镁离子而带正电，并且容易与无机盐牺牲剂解离产生的阴离子结合，形成沉淀，导致粘土形成四氯乙烯分子，减少吸附；无机盐牺牲剂具有与粘土的硅氧四面体相似的结构，通过范德华力吸附在粘土表面，减少粘土对PCE分子的吸附。常用的无机盐牺牲剂有无水偏硅酸钠、磷酸三钠、氯化钾、无水氯化钙等。陆涛将KCl与PCE结合使用，在含2%粘土的骨料中添加不同比例的KCl，达到了4.1%~10.2%的防泥效果，并用其提高了水泥砂浆的效能。有效提高流动性，与未来水泥砂浆不相容，流失时间增加30分钟。钟志强等人在粘土存在下分别使用无水偏硅酸钠、磷酸三钠、氯化钾、无水氯化钙与四氯乙烯，其数据表明无水偏硅酸钠的补充防泥效果最好。事实证明确实如此。

3 结论

抗泥聚羧酸系减水剂是针对日本及海外许多地区的砂石质量恶化而推出的第三代减水剂的改进产品，其原因是泥浆阻力降低。虽然原料中含有一定的粘土含量，但仍具有良好的分散能力，不影响四氯乙烯的减水能力。目前，优化聚羧酸分子的主要方法包括（1）增加聚羧酸分子的空间位阻；（2）引入阳离子活性基团制备两性PCE；（3）制造不含PEO侧链的PCE。例子包括： 「综合。」当添加牺牲剂并与PCE结合使用时，粘土优先吸附到牺牲剂上。常用的牺牲剂有：四种类型的牺牲剂：有机阴离子、有机阳离子、有机中性和无机盐。由于混凝土广泛应用于不同领域，未来发展趋势良好，对此进行详细研究必将有助于PCE在预拌混凝土中的广泛应用。然而，仍有许多问题需要解决。首先，我国国土面积广阔，各个地区砂石的性质不同，含泥量也不同，所以在采用多种成型工艺生产抗泥PCE时，不能一概而论。即使是同一种类型的防泥浆，不同地区的砂石浆料的防泥性能也有所不同。基于现有技术，我们首先在特定地区进行了粘土和水的适应性试验。基于此，我们进行了还原剂合成工艺的调整。其次，要特别注意抗泥PCE与机制砂和水泥的相容性，但在常规聚羧酸分子的分子设计过程中引入一些特殊基团后，抗泥性能确实有所提高。与其他成分的相容性可能会受到影响，此外，添加牺牲剂配制控泥剂和PCE时，还必须考虑牺牲剂与其他成分的相容性。第三，为了节省成本和简化改进过程，聚羧酸分子的优化可以与牺牲剂的使用相结合，或者可以组合使用牺牲剂。