一種含硅減水劑的制備及配方考察

田曉芳

關鍵詞：有機硅；羧酸減水劑；硅灰；分散劑

混凝土中的外加劑是一種混凝土中特有的外加劑，其主要起到減水，提高流動，防沉降等前期加工性能，現在在節能減排的大前提下，外加劑的使用越來越受到行業內的重視。而現有的外加劑也都有著功能單一，適用范圍不夠的問題。因此制備一種功能全面，適用范圍廣泛的外加劑越來越成為行業內的共識。[1]

本文以常用的羧酸減水劑為基本結構，并配以一定的改性單體，合成了一種適用性廣泛的外加劑，并對外加劑的性能進行了測試。

1 試驗

1.1實驗原料

1.2特種單體的合成過程

將自制的甲氧基乙烯基二甲基硅烷（后面成為DSi）與500cps的羥基封端聚硅氧烷（后面稱為R107）按比例加入反應釜內，通入循環的二氧化硫氣體并保證釜內正壓不低于0.05Mpa，開始攪拌加熱，在105℃下反應4h后降溫，當溫度小于40℃時，向其中通入置換的高純氮氣，并關掉二氧化硫，通氣10min后，放料即可。

1.3外加劑的合成

向釜中加入底水200g，按配方加入部分MAA、AA、和全部speg及全部自制單體，攪拌升溫到50℃，等單體完全溶解后，保溫5min并向其中投入過硫酸鉀，并升溫設定為80℃，當溫度上升到78℃時撤去加熱并將剩下的MAA及AA在2～3h內全部滴完，同時保持溫度范圍在80℃±5℃。反應完成后保溫2h降溫到40℃并調整PH值到8左右并加入剩余水即可。[2][3]

1.4分析實驗

按照GB/T8077-2000<混凝土外加劑的勻質試驗方法>進行流動性試驗，并測定凝固時間，加水量，抗折強度，泌水性。

2 測試分析

2.1單體類型對材料水溶性的影響

通過選擇不同的單體及配比進行合成了測定合成后的外觀狀態，并在-20～60的交變環境下放置7天，每天一個循環。具體結果如上表。

由表中可以發現，穩定性較好的是2#、3#說明DSi-R107加入量過多會影響整體的溶解性能，這主要是應為其作為有機硅材料特有的憎水性使材料的溶解性下降引起的。

2.2單體對材料建減水性能的影響

按照GB/T8077-2000<混凝土外加劑的勻質試驗方法>的微塌落法測試水泥-硅灰凈漿流動值，水泥270g，硅灰30g，減水劑添加量0.05%，測試用微塌度圓錐模高60mm，底面直徑60mm，頂圓直徑36mm，進行流動性試驗，

由上表的測試可以發現，3#的強度與流動值都是最高的，同時加水量卻比較低。應該說相較于其他幾種配對對于硅灰的分散有更高的效率。根據分析主要是應為Dsi-R107與硅灰表面除了物理吸附以外還有一定的化學吸附作用，提高了減水劑在無機材料表面的吸附作用，提高了減水劑的使用效能。

根據以上實驗我們可以確定3#的配比為最好的配方組成。

結論

合成了一種含含硅的大單體，同時利用此大單體合成了一種含硅減水劑。

對此減水劑的單體配比進行了分析確定了3#配比的配方不管是加水量、流動值、凝固時間都比其他配比要好，同時材料的水溶性及穩定性也更好。

參考文獻

[1] Oertel T，Helbig U，Hutter F，et al. Influence of amorphoussilica on the hydration in ultra-high performance concrete[J].Cement and Concrete Research，2014，58： 121-130.

[2] Bagheri A，Parhizkar T，Madani H，et al. The influence ofdifferent preparation methods on the aggregation status of py-rogenic nanosilicas used in concrete [J].Materials andStructures，2013，46（1-2）： 135-143.

[3] Kong D Y，Du X F，Wei S，et al. Influence of nano-silicaagglomeration on microstructure and properties of the harden-ed cement-based materials[J].Construction and BuildingMaterials，2012，37： 707-715.