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聚羧酸减水剂因其减水率高、掺量低、保坍性好、分子结构可设计性强、生产过程环保等优势,在混凝土工程中应用广泛。早强型聚羧酸减水剂能够促进水泥水化,缩短水泥凝结时间,提高混凝土早期强度,可加速预制混凝土制品模板周转,提高经济效益,应用前景广泛,是国内外研究热点之一。本文以早强型聚醚大单体(QX-M)和丙烯酸(AA)为主要原材料,在氧化还原引发剂体系下,采用水溶液自由基聚合的方法,制得了早强型聚羧酸减水剂PA。为了与PA进行对比分析,实验以普通聚醚单体(203)和丙烯酸为主要原材料合成了普通聚羧酸减水剂PN。通过水泥净浆流动度实验研究两种聚羧酸减水剂的最佳合成条件:n(AA):n(QX-M)=6,丙烯酸投料(底料占总丙烯酸量)50%;n(AA):n(203)=5,无热源聚合,反应时间为3h,反应结束保温30min。另外,论文还考察了具有早强功能的小分子单体丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)对聚羧酸减水剂早强性能的影响。实验通过固含量测试、减水率测试、水泥净浆流动度测试对所合成的聚羧酸减水剂进行匀质性测试;通过凝胶渗透色谱(GPC)测试、红外光谱分析、X射线衍射分析和扫描电镜分析对合成的聚羧酸减水剂进行分子表征和微观分析;通过凝结时间测试、砂浆抗压强度测试、混凝土抗压强度测试以及水化热测试研究合成的聚羧酸减水剂的应用性能及其作用机理。基于以上研究实验对早强型聚羧酸减水剂的早强机理进行了初步分析。实验结果表明:无论AM和AMPS以何比例掺加,各龄期试块的抗压强度均不如掺加合成的早强型聚羧酸减水剂的试块抗压强度高。掺加按不同酸醚比合成的早强型聚羧酸减水剂的试块的抗压强度比呈先减小后增大再减小的规律,当酸醚比为6时,试块的1天、3天、7天龄期的抗压强度比均达到最大值,此时掺有自制早强型聚羧酸减水剂的试样1天抗压强度比提高23%,3天抗压强度比提高21%,7天抗压强度比提高17%。自制早强型聚羧酸减水剂(PA)在早强方面表现出了优异性能。掺有自制早强型聚羧酸减水剂的试样的凝结时间对比空白样,初凝时间延长59min,终凝时间缩短33min;对比掺普通聚羧酸减水剂的样品,初凝时间延长22min,终凝时间缩短27min。因此试验自制早强型聚羧酸减水剂在延长初凝时间的同时缩短终凝时间,更适合预制混凝土的施工要求。实验合成的早强型聚羧酸减水剂PA的早强机理分析表明:早强型聚羧酸减水剂和普通聚羧酸减水剂对水泥的初期水化均有一定的延缓作用,而早强型聚羧酸减水剂的延缓较小。自制早强型聚羧酸减水剂不只是促进水泥水化,更主要是因为能够有效的控制水泥初期的剧烈水化,使水泥初期水化能够稳定进行,形成致密的水化产物,减少试样孔隙结构,从而提高早期强度。