一種含硅減水劑的制備及配方考察

田曉芳

關(guān)鍵詞：有機(jī)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(dòng)，防沉降等前期加工性能，現(xiàn)在在節(jié)能減排的大前提下，外加劑的使用越來(lái)越受到行業(yè)內(nèi)的重視。而現(xiàn)有的外加劑也都有著功能單一，適用范圍不夠的問(wèn)題。因此制備一種功能全面，適用范圍廣泛的外加劑越來(lái)越成為行業(yè)內(nèi)的共識(shí)。[1]

本文以常用的羧酸減水劑為基本結(jié)構(gòu)，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(duì)外加劑的性能進(jìn)行了測(cè)試。

1 試驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)原料

1.2特種單體的合成過(guò)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(yīng)釜內(nèi)，通入循環(huán)的二氧化硫氣體并保證釜內(nèi)正壓不低于0.05Mpa，開始攪拌加熱，在105℃下反應(yīng)4h后降溫，當(dāng)溫度小于40℃時(shí)，向其中通入置換的高純氮?dú)猓㈥P(guān)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(guò)硫酸鉀，并升溫設(shè)定為80℃，當(dāng)溫度上升到78℃時(shí)撤去加熱并將剩下的MAA及AA在2～3h內(nèi)全部滴完，同時(shí)保持溫度范圍在80℃±5℃。反應(yīng)完成后保溫2h降溫到40℃并調(diào)整PH值到8左右并加入剩余水即可。[2][3]

1.4分析實(shí)驗(yàn)

按照GB/T8077-2000<混凝土外加劑的勻質(zhì)試驗(yàn)方法>進(jìn)行流動(dòng)性試驗(yàn)，并測(cè)定凝固時(shí)間，加水量，抗折強(qiáng)度，泌水性。

2 測(cè)試分析

2.1單體類型對(duì)材料水溶性的影響

通過(guò)選擇不同的單體及配比進(jìn)行合成了測(cè)定合成后的外觀狀態(tài)，并在-20～60的交變環(huán)境下放置7天，每天一個(gè)循環(huán)。具體結(jié)果如上表。

由表中可以發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定性較好的是2#、3#說(shuō)明DSi-R107加入量過(guò)多會(huì)影響整體的溶解性能，這主要是應(yīng)為其作為有機(jī)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(duì)材料建減水性能的影響

按照GB/T8077-2000<混凝土外加劑的勻質(zhì)試驗(yàn)方法>的微塌落法測(cè)試水泥-硅灰凈漿流動(dòng)值，水泥270g，硅灰30g，減水劑添加量0.05%，測(cè)試用微塌度圓錐模高60mm，底面直徑60mm，頂圓直徑36mm，進(jìn)行流動(dòng)性試驗(yàn)，

由上表的測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，3#的強(qiáng)度與流動(dòng)值都是最高的，同時(shí)加水量卻比較低。應(yīng)該說(shuō)相較于其他幾種配對(duì)對(duì)于硅灰的分散有更高的效率。根據(jù)分析主要是應(yīng)為Dsi-R107與硅灰表面除了物理吸附以外還有一定的化學(xué)吸附作用，提高了減水劑在無(wú)機(jī)材料表面的吸附作用，提高了減水劑的使用效能。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)我們可以確定3#的配比為最好的配方組成。

結(jié)論

合成了一種含含硅的大單體，同時(shí)利用此大單體合成了一種含硅減水劑。

對(duì)此減水劑的單體配比進(jìn)行了分析確定了3#配比的配方不管是加水量、流動(dòng)值、凝固時(shí)間都比其他配比要好，同時(shí)材料的水溶性及穩(wěn)定性也更好。

參考文獻(xiàn)

[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.