湿拌砂浆稳塑剂的制备及性能研究

湿拌砂浆稳塑剂的制备及性能研究

0湿拌砂浆发展方向随着我国新型城市化的加快，市政基础建设和住宅的数量必然会大幅增加，建筑能耗在总能耗中所占比例较大。就当前国内形势来看,湿拌砂浆这一绿色建材的推广势在必行。而与发达国家相比,我国对湿拌砂浆的研究起步较晚,普及推广也较慢1测试1.1原材料1.1.1酯类、双酰氧乙基酯类4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚(VPEG)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(Z1)、丙烯酸羟丙酯(Z2)、醋酸乙烯酯(Z3)、4-乙烯基苯磺酸酯(Z4)、甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸单酯(Z5)、过硫酸铵、次磷酸钠、巯基乙醇(T1)、碳酸氢钠,均为市售工业级。1.1.2用于性能测试的材料(1)水泥:闽福牌P·O42.5R水泥,其比表面积为398m1.2a料和b料的制备先向反应器中加入一定量的4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚和水,温度控制在20～35℃,待聚醚完全溶解后,一次性加入过硫酸铵,10min后开始滴加A料和B料,A料为由丙烯酸(AA)、不饱和酯类单体、巯基乙醇(T1)和自来水组成的混合溶液,B料为由次磷酸钠和自来水组成的混合溶液。A料2h滴加完,B料130min滴加完。B料滴加完后,恒温反应0.5h,然后加入碳酸氢钠调整pH值为6～7,即得砂浆稳塑剂MS,含固量为50%。1.3建筑砂浆基本性能测试(1)砂浆的稠度、分层度、保水率、凝结时间参照JGJ70—2009《建筑砂浆基本性能的试验方法标准》进行测试。(2)红外光谱分析:将微量烘干后的稳塑剂与溴化钾共同研磨后压成薄片,采用美国Nicolet公司Avatar360型红外光谱仪进行测试。2结果的讨论与分析2.1不同酯类单体对湿拌砂浆性能的影响不饱和酯类小单体的引入是砂浆稳塑剂实现保塑的主要原因,酯类小单体引入的羧酸根是以酯基的形式存在,在接触水之后,逐步水解,释放出羧酸根,实现塑化性能的缓释。固定4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯基醚用量为100质量份,AA用量为大单体质量的12%(下同),酯类单体用量为大单体质量的1.5%,其他用量保持不变,研究不同酯类小单体对湿拌砂浆稳塑剂性能影响。控制砂浆的初始稠度为(90±10)mm,砂浆配合比如表1所示,砂浆稳塑剂复配配方如表2所示(下同)。研究不同酯类单体对湿拌砂浆性能的影响,结果如表3所示。从表3可见,在相同掺量下,采用不同的酯类小单体制备的砂浆稳塑剂,砂浆的各项性能指标有所不同,采用Z4和Z5酯类单体的效果较好,2h稠度的保持较好,不但没有损失甚至大于初始稠度,保水率均超过86%,好于其他3种的酯类单体,28d抗压强度方面,均高于其他类型的酯类单体。综合5种酯类单体的6项性能指标来看,采用Z4和Z5酯类单体时的各项指标均较好。2.2稳塑剂用量的影响保持合成工艺不变,研究酯类单体Z4和Z5用量对湿拌砂浆性能的影响,试验结果如表4所示。从表4可以看出,随着Z4和Z5用量的增加,2h稠度逐渐变大,但是,稳塑剂的减水率变小,当Z4和Z5用量为2.5%和3.0%时,需要提高稳塑剂的掺量,才能达到相同的初始稠度。另外,从保水率方面来看,当Z4和Z5用量为0.5%～2.0%时,保水率波动比较小,但是,随着用量的增大,保水率降低,出现了泌水现象,这是由于随着酯类单体用量的继续增加,在控制一定分子量的情况下,主链基团上含有的酯基增多,羧基减少,初始减水率降低,在遇到水之后,酯类基团水解释放出羧基基团,分散性能增加,导致出现泌水现象,保水率降低。因此,综合考虑,酯类单体Z4或Z5的用量控制在2%,具有更优异的性能。2.3红外光谱分析采用2%的酯类单体Z4进行稳塑剂合成,制备砂浆稳塑剂MS-11,对其结构进行表征,结果如图1所示。由图1可见,2872cm2.4机制砂配合比试验在龙岩某工程进行试验验证,采用MS-11作为湿拌砂浆稳塑剂,并复配少量的助剂,产品型号为KZJ-MS,对比试验采取等掺量的方法进行,现场使用细度模数为2.9的机制砂,其M10抹灰砂浆配合比为:m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(砂)∶m(水)∶m(外加剂)=230∶80∶1300∶280∶7.4,试验结果如表5所示。从表5可以看出,MS-11搭配一定量的助剂可以提高砂浆的保水率,试配过程中,湿拌砂浆施工性能好、易泵送,符合工程的技术要求。3甲基丙烯酰氧乙基桦德国酯类基苯磺酸酯体系的合成(1)砂浆稳塑剂中引入酯类单体,可以提高砂浆稳塑剂的保塑性能,其中,4-乙烯基苯磺酸酯和甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸单酯效果较好。(2)随着4-乙烯基苯磺酸酯和甲基丙烯酰氧乙基琥珀酸单酯用量的增加,稳塑剂的保塑性能提高,当用量为2%时,2h稠度最好,当继续增加用量时,砂浆出现泌水现象,因此,应控制酯类单体的用量,保持综合性能最佳。(3)采用4-乙烯基苯磺酸酯与丙烯酸和酯类单体、4-乙烯基苯磺酸酯等合成砂浆稳塑剂,并对合