在工程應(yīng)用中，由于各種原因，導(dǎo)致混凝土坍落度和擴(kuò)展度損失過快，混凝土在現(xiàn)場的流動性、施工性均不能滿足施工需要，給施工過程造成很大困難，遇到這種情況，工地和攪拌站往往通過調(diào)整混凝土配合比，增大外加劑摻量或是增大外加劑中緩凝劑用量來控制混凝土流動度損失。而這些措施，解決難度大、效果不理想，容易給現(xiàn)場施工造成混亂。針對這種現(xiàn)象，市場上出現(xiàn)了大量具有緩釋效果的保坍型減水劑，聚羧酸系減水劑的保坍性能與其分子結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。如分子的結(jié)構(gòu)組成分子中各個(gè)基團(tuán)的分布及摩爾分?jǐn)?shù)，相對分子質(zhì)量大小及其分布等，而這些都與減水劑的合成因素有很大關(guān)系。如原材料比、引發(fā)劑種類以及引發(fā)溫度、投料方式等。同時(shí)，目前市場上合成的緩釋型聚羧酸減水劑由于其低減水率的特性加大了其摻量，使得配制的預(yù)拌混凝土成本上升，緩釋型聚羧酸減水劑的市場推廣受到很大影響。
        本研究擬借鑒緩釋型聚羧酸減水劑合成技術(shù)
研究的思路!通過對其合成工藝的優(yōu)化在低溫下合成了一種緩釋型聚羧酸減水劑
1.試驗(yàn)
1.1原料
        異丁烯醇聚乙烯醚(HPEG)，工業(yè)級，相對分子質(zhì)量為2400，遼寧產(chǎn)。
        甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(MPEG)，工業(yè)級，相對分子量為2400，遼寧產(chǎn)。
        2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，分析純。
        馬來酸酐(MA)，分析純。國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。
        丙烯酸(AA)，分析純。成都產(chǎn)。
        α-甲基丙烯酸(α-AA)，分析純，成都產(chǎn)。
        過硫酸銨(APS)，工業(yè)級，上海產(chǎn)。
        巰基乙酸(TGA)，工業(yè)級，常州產(chǎn)。
        雙氧水(H2O2)，濃度30%，工業(yè)級。
        抗壞血酸(Vc)，分析純，深圳產(chǎn)。
        T-吊白塊(甲醛合次硫酸氫鈉)，分析純，濟(jì)南產(chǎn)，作為氧化劑。
        氫氧化鈉，工業(yè)級天津產(chǎn)。
        水泥P O 42.5級，拉法基產(chǎn)。
1.2緩釋型聚羧酸減水劑的制備
        向裝有攪拌器，滴液漏斗，回流冷凝器的三口圓底燒瓶中加入HPEG、MA、AMPS和水，升溫?cái)嚢枞芙猓捎貌煌味ǚ绞剑煌趸€原體進(jìn)行反應(yīng)，待反應(yīng)完全后冷卻至室溫，加入氫氧化鈉溶液中和至PH=6~7，得淺黃色透明液體，即為緩釋型聚羧酸系減水劑(PCE)。
2.減水劑性能測試試驗(yàn)方法
2.1固含量的測定
        按照GB/T8077-2012混凝土外加劑勻質(zhì)性
試驗(yàn)方法，進(jìn)行測定。
2.2 水泥凈漿流動度的測定
       按照進(jìn)GB/T8077-2012行測定，其中聚羧酸減水劑折固摻量均為0.18%。
3.試驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1   HPEG:MPEG摩爾比及AA:α-AA對PCE性能的影響。
        向裝有攪拌器、滴液漏斗、回流冷凝器的三口圓底燒瓶中加入HPEG、MA、AMPS和水，攪拌溶解，升溫至80℃后，連續(xù)滴加AA和APS(單體總量的2%)的混合溶液，3h滴完，并恒溫2h。試驗(yàn)結(jié)果見圖1。 

由圖1可見，隨著HPEG:MPEG摩爾比的減小，
水泥凈漿流動性及緩釋性能均呈現(xiàn)下降的趨勢，也就是說在此種反應(yīng)條件下HPEG比MPEG顯示出更好的減水性能。同時(shí)從圖1可以明顯看出，在此種合成體系下?lián)紸A時(shí)水泥凈漿流動性明顯要高于摻α-AA的。
3.2 不同投料方式對PCE性能的影響

        固定HPEG:AA:MA:AMPS摩爾比為1:3:1.5:0.1，

由圖2 可見，采用四種不同的滴定方式反應(yīng)時(shí)，滴定時(shí)間越長，水泥凈漿流動性越好，其中第三組滴定時(shí)間最長，其水泥凈漿流動性也最好。分析其原因，可能是反應(yīng)溫度相對較高，滴加時(shí)間相對較長的情況下，可以避免均聚及自聚!使合成的分子長短分布更均勻。
3.3    AMPS用量對PCE性能的影響

        固定HPEG:AA:MA摩爾比1:3:1.5為反應(yīng)溫度連續(xù)滴加 AA與APS的混合溶液，3h滴完，并恒溫2h在HPEG:AMPS摩爾比0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0下合成PCE。考察AMPS用量對 PCE性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

由圖3可見，摻入AMPS時(shí)緩釋效果明顯改善，且摻入摩爾比0.1時(shí)，水泥凈漿流動性及緩釋效
果最好。分析其機(jī)理可能是因?yàn)椋埕人嵯禍p水劑是由一種帶負(fù)電荷含羧基的單體聚合而成的，減水劑分子結(jié)構(gòu)中含有羥基、羧基、磺酸基、聚氧乙烯基等官能團(tuán)，一方面，主鏈吸附在水泥顆粒表面阻止顆粒與水接觸。高接枝密度的羧基、磺酸基提供靜電斥力，同時(shí)與鈣結(jié)合，形成穩(wěn)定的富鈣保護(hù)層，少量的羥基與裸露硅酸水合離子絡(luò)合，有效降低溶液中鈣、硅離子濃度，阻止離子的釋放,另一方面，聚氧乙烯基長側(cè)鏈、少量的羥基與水形成氫鍵，產(chǎn)生水膜立體保護(hù)和空間位阻效應(yīng)，大大增加了水化層的有效吸附理論也逐漸受到關(guān)注。根據(jù)作用不同F(xiàn)latt等把新拌合水泥體系中的高效減水劑分成了三部分:①水泥水化反應(yīng)消耗的部分，如形成有機(jī)礦物相膠束或者共沉淀的，起到改變水泥水化產(chǎn)物形貌特征的作用。②吸附到水泥顆粒表面的部分，起分散作用。③存留在溶液中隨時(shí)為吸附層補(bǔ)充消耗的高效減水劑，保持動態(tài)吸附平衡，因此它決定著高效減水劑有效吸附層的厚度，進(jìn)而決定著高效減水劑的分散效果。AMPS因?yàn)楹絮０坊谒嗟膲A性環(huán)境中可以進(jìn)一步水解，能更有效地補(bǔ)充被消耗的減水劑，從而達(dá)到緩凝的效果。 

4. 結(jié)論
        通過引入一種新的氧化劑，在低溫(25℃)條件下合成了一種緩釋型聚羧酸減水劑。
       緩釋型聚羧酸減水劑的最佳合成工藝為HPEG:AA:MA:AMPS摩爾比為1:3:1.5:0.1，吊白塊、TAG用量分別為單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.4%、0.4%，反應(yīng)溫度為25℃，在這種工藝下合成的緩釋型聚羧酸減水劑顯示出較好的減水性和緩釋性能。