檸檬酸減水劑的合成研究

江西省萍鄉市聯友建材有限公司，江西 萍鄉 337000

1 概序

近年來，隨著工程規模不斷擴大，科技水平不斷提高，有特殊功能要求的重要建筑的不斷出現，如摩天大樓、超大跨橋梁、高速鐵路及巨型水利樞紐工程的建設等，要求混凝土必須具有更高的強度、更好的耐久性、更優的穩定性。減水劑是構成高性能混凝土是重要組分之一，減水劑可以使混凝土在使用過程中減少其用水量，并提高其使用耐久性，提高保塌性，提高強度［1］。羧酸系高性能減水劑具有摻量低、減水率高、保塌性能好、等優點，成為國內外混凝土減水劑研究開發重點。但目前市場上現有的聚羧酸減水劑均存在一些不足，水泥適應性差，對含泥量較高的混凝土出現保塌性不足的缺陷，因減水率高出現離析·泌水現象以及不同材料相容性不好，和易性差等問題。因此研究新型聚羧酸減水劑勢在必行。

2 試驗部分

2.1 原材料

乙二醇、丙烯酸、山梨醇、催化劑對甲苯磺酸、阻聚劑對羥基笨甲醚、異戊烯聚氧乙烯醚（TPEG）、引發劑過硫酸銨、鏈轉移劑巰基丙酸、VC

2.2 試驗方法

2.2.1 山梨醇丙烯酸酯的檸檬酸的合成

在反應釜中，按配比加入乙二醇·山梨醇·丙烯酸·催化劑·和阻聚劑·攪拌均勻后加熱到100℃，反應6 小時，然后降溫到50℃，再加入一定比例的檸檬酸，然后繼續升溫至100℃，反應8 小時。最后得到黃色粘稠液體即為山梨醇丙烯酸酯的檸檬酸，其中乙二醇、丙烯酸、山梨醇之間的摩爾比為1：2.2：1聚羧酸減水劑的合成取聚醚大單體和水加入四口燒瓶攪拌升溫溶解，達到設定溫度后加入過硫酸銨，并同時加滴A 液（丙烯酸、山梨醇丙烯酸酯的檸檬酸）2 小時，和B 液（鏈轉移劑、VC）2.5h，保溫反應1.5h，得到聚合物，然后用堿性物質調整pH 值在6.0-7.0 的范圍內，得到溶液為山梨醇丙烯酸酯的檸檬酸聚羧酸減水劑。

3 試驗結果

3.1 山梨醇丙烯酸酯的檸檬酸的用量

在聚羧酸減水劑合成中山梨醇丙烯酸酯的檸檬酸替代部分丙烯酸來平衡減水劑及保坍功能，試驗按照GB/T8077-2012《混凝土外加劑均質性試驗方法》對凈漿流動進行測定，水泥為基準水泥，表1 列出了不同山梨醇丙烯酸酯的檸檬酸用量凈漿流動度。

表1 聚羧酸高性能減水劑檢測結果

3.2 引發劑用量

研究中選用的引發劑為過硫酸銨，酸醚比為3.3：1，次磷酸鈉用量為聚醚用量的1.2%，反應溫度為50±2℃，考察引發劑用量對減水性能的影響。實驗數據如下：

圖1 引發劑用量對減水劑的影響

由圖1 可知，隨著過硫酸銨用量的增加，水泥凈漿流動度的初始減水率出現先增大后減小的現象，引發劑的用量達到一定量之后將增大聚羧酸減水劑的分子量分布，分子量分布越不均勻導致減水效果下降［2］。

3.3 鏈轉移劑用量

固定酸醚比為3.3：1，過硫酸銨用量為聚醚用量的1%，反應溫度為50±2℃，觀察鏈轉移劑減水率的影響。實驗數據如下：

圖2 次磷酸鈉用量對減水劑的影響

由圖2 可知，隨著次磷酸鈉的量的增大，減水劑的初始減水率呈上升趨勢，當次磷酸鈉與聚醚質量比超過1.3：1 時，隨著次磷酸鈉用量的增加，對減水劑的初始減水率影響不大，但減水劑的坍損性能反而下降。

3.4 混凝土性能

按照GB876-2008《混凝土外加劑》標準，設計混凝土配合比：水泥：砂：小石：大石為3.6：12.8：5.99：8.99，對實驗樣品進行與公司普通的LY-5*減水劑對照，性能見表2.

表2 混凝土性能

從表2 可以看出，實驗樣品無論是在含泥量低還是高含泥量中都有較高減水率和坍落度保持優異性能，特別是在較高含泥量條件下優勢更明顯，有良好的適應性和和易性［3］。

4 結論

合成檸檬酸聚羧酸減水劑，在山梨醇丙烯酸酯的檸檬酸中，乙二醇、丙烯酸山梨醇、山梨醇之間的摩爾比為1：2.2：1 前提下合成檸檬酸聚羧酸減水劑在混凝土含泥量較大的地材情況下有優異的適應性，無泌水現象，良好的和易性。