粉末聚羧酸減水劑及其在干粉砂漿中的應(yīng)用

楊曉峰，王虎群，熊衛(wèi)鋒，陳慶林

（1. 岳陽東方雨虹防水技術(shù)有限責(zé)任公司，岳陽 414009；

2. 北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司，北京 101309）

粉末聚羧酸減水劑及其在干粉砂漿中的應(yīng)用

楊曉峰1，王虎群2，熊衛(wèi)鋒2，陳慶林1

（1. 岳陽東方雨虹防水技術(shù)有限責(zé)任公司，岳陽 414009；

2. 北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司，北京 101309）

本文簡單介紹了幾種粉末聚羧酸鹽減水劑的合成工藝、制粉方法、性能檢測及應(yīng)用情況。采用甲基烯基聚氧乙烯醚、（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯磺酸鈉、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等，在一定的工藝條件下進(jìn)行聚合，制備得到聚羧酸減水劑溶液，再采用專門設(shè)備進(jìn)行了粉劑的制備，并將該粉劑同市售同類產(chǎn)品進(jìn)行了應(yīng)用性能對比。

聚羧酸減水劑；粉劑；合成；砂漿添加劑；混凝土

21 世紀(jì)初，特別是 2005 年以來，聚羧酸高性能減水劑在我國的應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展[1]。隨著混凝土工業(yè)的迅速發(fā)展，利用混凝土外加劑來改善混凝土性能逐漸得到人們的重視。聚羧酸鹽減水劑是近幾年來國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，它在混凝土的應(yīng)用中具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，比如在摻量低時(shí)能使混凝土具有好的流動(dòng)性；在低水灰比時(shí)具有低粘度和相對好的坍落度保持性等[2]。

但是，目前聚羧酸鹽減水劑大部分以液體的形式在市場上銷售，對于長距離運(yùn)輸顯然不經(jīng)濟(jì)，且無法應(yīng)用于干粉砂漿如自流平砂漿、高強(qiáng)灌漿料、保溫砂漿、抹面砂漿、瓷磚粘結(jié)砂漿等方面。另外，隨著 2013 年全國霧霾區(qū)域和時(shí)間的急劇增加，對混凝土及砂漿施工領(lǐng)域環(huán)保方面也提出了更嚴(yán)格的要求，為了適應(yīng)市場的需求，經(jīng)過研發(fā)人員的不懈努力、成功開發(fā)出了聚羧酸鹽減水劑粉劑 CR-P800（標(biāo)準(zhǔn)型）、CR-P801（早強(qiáng)型）和 CR-P802（緩凝型）系列產(chǎn)品，將粉劑溶于水后就能還原成水劑，且性能不受影響。其不但可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸（可以出口），還可以以較低摻量代替萘系、三聚氰胺系等其他減水劑應(yīng)用于各種砂漿類產(chǎn)品，有良好的市場前景。

1 粉末聚羧酸減水劑的制備

1.1 原料

甲基烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酸酯或馬來酸酐（酯）、甲基丙烯磺酸鈉、巰基乙酸、巰基丙酸、過硫酸銨、氫氧化鈉等。

1.2 工藝

在聚氧乙烯醚的水溶液中采用一定方式加入丙烯酸、丙烯酸酯或馬來酸酐（酯）和甲基丙烯磺酸鈉，用過硫酸銨作為引發(fā)劑，巰基乙酸或巰基丙酸作為鏈轉(zhuǎn)移劑，在 20～60℃進(jìn)行聚合反應(yīng)，所述的引發(fā)劑在 90～180min 加完，反應(yīng)完成后，用氫氧化鈉溶液中和到 pH=8～9，得到 40% 的聚羧酸減水劑母液 CR-P100 和 CR-P100A。

將制得的聚羧酸鹽減水劑水劑母液 CR-P100、CR-P100A通過離心噴霧干燥機(jī)進(jìn)行噴霧干燥等特殊工序，最后經(jīng)過過篩（預(yù)防措施）即得到自身流動(dòng)性能優(yōu)異、具有滑爽手感的聚羧酸鹽減水劑粉劑 CR-P800 和 CR-P802，且長期存放不粘結(jié)、不結(jié)塊。

1.3 與市場同類產(chǎn)品性能對比

1.3.1 產(chǎn)品外觀對比

對比結(jié)果見表 1。

將自制粉末聚羧酸減水劑 CR-P800、CR-P802 市售同類產(chǎn)品進(jìn)行外觀及抗吸潮性對比，由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，自制粉末聚羧酸減水劑 CR-P800 和 CR-P802 外觀及抗吸潮情況優(yōu)異。

表 1 自制粉劑與市場同類產(chǎn)品物理性能對比

1.3.2 產(chǎn)品工作性能對比

工作性能對比見表 2。

表 2 水泥凈漿流動(dòng)度

將自制粉末聚羧酸減水劑 CR-P800、CR-P802 市售同類產(chǎn)品進(jìn)行水泥凈漿流動(dòng)度性能對比，從以上數(shù)據(jù)中得知：CRP800 具有極強(qiáng)的分散性，CR-P802 具有較強(qiáng)的分散性，且工作性保持能力均較為突出。

2 在干粉砂漿中的應(yīng)用

2.1 在自流平砂漿中的應(yīng)用

采用我公司研制的水泥自流平砂漿母料（除去原有分散劑），分別加入等量的不同廠家的粉末聚羧酸高性能減水劑進(jìn)行工作性能對比，具體結(jié)果見表 3。

表 3 自流平中應(yīng)用結(jié)果

以 CR-P800 為基準(zhǔn)找出減水劑摻量為 1.5‰，做出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上，可以看出 CR-P800 與 BASF2651F 產(chǎn)品都達(dá)標(biāo)，但BASF 產(chǎn)品減水率略高，在此摻量下有些輕微泌水、沉降。其他產(chǎn)品在此摻量下無法滿足要求，需提高摻量。

2.2 在灌漿料中的應(yīng)用

采用某客戶研制的灌漿料母料（除去原有分散劑），分別加入等量的不同廠家的粉末聚羧酸高性能減水劑進(jìn)行工作性能對比，具體結(jié)果見表 4。

表 4 灌漿料中應(yīng)用結(jié)果

以 CR-P800 為基準(zhǔn)找出減水劑摻量為 1.0‰，做出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上，可以看出 CR-P800、CR-P802 與三瑞 SD-600P-F產(chǎn)品都達(dá)標(biāo)，其中 CR-P800 減水率更高但損失較快，CRP802 和三瑞 SD-600P-F 減水率小但損失慢。其他廠家粉劑減水劑初始流動(dòng)度都還不錯(cuò)，但工作性保持時(shí)間不長，30min后基本不流。

2.3 在壓漿劑中的應(yīng)用

采用某客戶研制的壓漿料母料（除去原有分散劑），分別加入等量的不同廠家的粉末聚羧酸高性能減水劑進(jìn)行工作性能對比（TB/T3192-2008），具體結(jié)果見表 5。

表 5 在壓漿劑中應(yīng)用結(jié)果

根據(jù)客戶提供原壓漿劑實(shí)驗(yàn)配比，并在多次實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上找到減水劑合適摻量及合適水膠比，以及壓漿料中水泥與壓漿劑的比例。以 CR-P800 為基準(zhǔn)做出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上，可以看出 CR-P800、CR-P802 與 BASF2651F 產(chǎn)品滿足標(biāo)準(zhǔn)，但BASF 產(chǎn)品減水率大，有些泌水。

3 結(jié)論

通過將自制的粉末聚羧酸高性能減水劑同市售的國內(nèi)外同類產(chǎn)品進(jìn)行了性能對比和模擬應(yīng)用對比，結(jié)果表明自制CR-P800 產(chǎn)品具有極強(qiáng)的分散性，可以主要應(yīng)用于自流平砂漿領(lǐng)域和灌漿料領(lǐng)域。CR-P802 則可主要應(yīng)用于灌漿料領(lǐng)域和壓漿劑領(lǐng)域。

[l] 王小兵，付強(qiáng)善，陳紅根．粉體聚羧酸減水劑的制備[J]．新型建筑材料，2011(7): 58-60．

[2] 李國云，張?zhí)垼煤辏龋埕人猁}減水劑的合成與性能研究[J]．化學(xué)工程師，2008(9): 57-59．

[3] 傅雁．核心添加劑——干粉砂漿的 CPU[J]．商品砂漿科學(xué)與技術(shù)，2011．

［通訊地址］湖南省岳陽市云溪區(qū)云溪工業(yè)園 岳陽東方雨虹防水技術(shù)有限責(zé)任公司（414009）

楊曉峰（1985—）本科，從事混凝土外加劑及其應(yīng)用近 6 年，主要從事聚羧酸高性能減水劑的研究開發(fā)與應(yīng)用。