导　　师： 邱学青

学科专业： H1701

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 该文以对氨基苯磺酸钠、苯酚和甲醛为主要原料合成氨基磺酸系高效减水剂,研究了绿色氨基磺酸系高效减水剂ASP的合成工艺.通过建立蒸馏-紫外光谱法和电位滴定法,快速、准确分析ASP中游离苯酚和甲醛.研究了反应物料配比、时间、PH值、温度及浓度等工艺参数对减水剂的分散性能及游离苯酚和甲醛的含量的影响.分子量对氨基磺酸系减水剂的物化性能及分散性能存在较大的影响.分子量在17500~42000范围内,分散与缓凝保坍性能较好,但泌水率也较高;分子量太小或太大,分散性能及缓凝性能均下降.储存温度、浓度、PH值、反应物料的配比等均影响减水剂的稳定性.研究ASP的减水作用机理表明,ASP属于非引气性的高效减水剂,在溶液中电离为聚合物大阴离子和钠离子,聚合物大阴离子在水泥颗粒表面的吸附使ξ-电位由-24.0MV上升到-48.0MV(减水剂浓度在0~20G/L),水泥颗粒间静电斥力增大;尽管ASP在水泥颗粒表面的吸附量和ξ-电位绝对值均比萘系减水剂FDN小,但ASP含有较多极性支链,在水泥颗粒表面的吸附层厚度约为FDN的5倍,立体空间位阻较大;同时ASP分子中的磺酸基、羟基和氨基,亲水性强,可在水泥颗粒表面形成厚的溶剂化层,增强了水泥颗粒间的润滑作用,使ASP具有很强的减水分散作用.由于ASP在水泥颗粒表面吸附产生的静电排斥、空间位阻作用及厚的溶剂化层,阻碍了水泥颗粒间的凝聚.吸附后ASP残余浓度较高,ξ-电位较稳定;同时由于ASP含有的-OH、-NH<,2>、-SO<,3><'->能与水化产生的CA<'2+>形成不稳定的络合物,抑制水化硅酸盐CSH和CA(OH)2结晶体的形成,从而抑制水泥初期水化.故ASP表现出良好的缓凝保坍性能.ASP较强的缓凝作用和良好的分散作用,使水泥水化结晶体生长更完整,混凝土结构密实,抗压强度高.ASP减水率及混凝土抗压强度高,且坍落度损失小,但价格较高,混凝土保水性差,限制了其应用范围.通过研究ASP与木素磺酸盐系列减水剂及FDN的配伍规律,ASP通过与一定比例的改性木钙GCL1-3A及水溶性高分子配伍,成功研制了绿色改性氨基磺酸系高性能减水剂ASM.混凝土减水率为22.4﹪,ASM减水率虽较ASP有所下降,但混凝土工作性能得到明显改善,掺0.6﹪ASM的砂浆泌水率仅为2.3﹪,而0.5﹪掺量ASP的砂浆泌水率为12.4﹪ASM具有较强的缓凝保坍性能,2H流动度损失仅为12.1﹪;混凝土28D抗压强度比为139.6﹪,而相同掺量FDN的28D抗压强度比为121.3﹪.ASM能满足配制高性能混凝土的需要.通过改性有利于扩大氨基磺酸高效减水剂在高性能混凝土中的应用.

关 键 词： 氨基磺酸 高效减水剂 混凝土 合成 作用机理

分 类 号： [TQ423 TU428.042.2]

领　　域： [化学工程] [建筑科学] [建筑科学]