一种含硅减水剂的制备及配方考察

田晓芳

关键词：有机硅；羧酸减水剂；硅灰；分散剂

混凝土中的外加剂是一种混凝土中特有的外加剂，其主要起到减水，提高流动，防沉降等前期加工性能，现在在节能减排的大前提下，外加剂的使用越来越受到行业内的重视。而现有的外加剂也都有着功能单一，适用范围不够的问题。因此制备一种功能全面，适用范围广泛的外加剂越来越成为行业内的共识。[1]

本文以常用的羧酸减水剂为基本结构，并配以一定的改性单体，合成了一种适用性广泛的外加剂，并对外加剂的性能进行了测试。

1 试验

1.1实验原料

1.2特种单体的合成过程

将自制的甲氧基乙烯基二甲基硅烷（后面成为DSi）与500cps的羟基封端聚硅氧烷（后面称为R107）按比例加入反应釜内，通入循环的二氧化硫气体并保证釜内正压不低于0.05Mpa，开始搅拌加热，在105℃下反应4h后降温，当温度小于40℃时，向其中通入置换的高纯氮气，并关掉二氧化硫，通气10min后，放料即可。

1.3外加剂的合成

向釜中加入底水200g，按配方加入部分MAA、AA、和全部speg及全部自制单体，搅拌升温到50℃，等单体完全溶解后，保温5min并向其中投入过硫酸钾，并升溫设定为80℃，当温度上升到78℃时撤去加热并将剩下的MAA及AA在2～3h内全部滴完，同时保持温度范围在80℃±5℃。反应完成后保温2h降温到40℃并调整PH值到8左右并加入剩余水即可。[2][3]

1.4分析实验

按照GB/T8077-2000<混凝土外加剂的匀质试验方法>进行流动性试验，并测定凝固时间，加水量，抗折强度，泌水性。

2 测试分析

2.1单体类型对材料水溶性的影响

通过选择不同的单体及配比进行合成了测定合成后的外观状态，并在-20～60的交变环境下放置7天，每天一个循环。具体结果如上表。

由表中可以发现，稳定性较好的是2#、3#说明DSi-R107加入量过多会影响整体的溶解性能，这主要是应为其作为有机硅材料特有的憎水性使材料的溶解性下降引起的。

2.2单体对材料建减水性能的影响

按照GB/T8077-2000<混凝土外加剂的匀质试验方法>的微塌落法测试水泥-硅灰净浆流动值，水泥270g，硅灰30g，减水剂添加量0.05%，测试用微塌度圆锥模高60mm，底面直径60mm，顶圆直径36mm，进行流动性试验，

由上表的测试可以发现，3#的强度与流动值都是最高的，同时加水量却比较低。应该说相较于其他几种配对对于硅灰的分散有更高的效率。根据分析主要是应为Dsi-R107与硅灰表面除了物理吸附以外还有一定的化学吸附作用，提高了减水剂在无机材料表面的吸附作用，提高了减水剂的使用效能。

根据以上实验我们可以确定3#的配比为最好的配方组成。

结论

合成了一种含含硅的大单体，同时利用此大单体合成了一种含硅减水剂。

对此减水剂的单体配比进行了分析确定了3#配比的配方不管是加水量、流动值、凝固时间都比其他配比要好，同时材料的水溶性及稳定性也更好。

参考文献

[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.