耐粘土聚羧酸超塑剂的合成与性能研究

《Journal of Applied Polymer Science》：Synthesis and Performance Study of Clay-Resistant Polycarboxylate Superplasticizer

针对高粘土系统中聚羧酸减水剂性能退化问题，本研究创新性地采用HPEG与TPEG复合合成PCE-HT，并引入HEMAP制备抗粘土PCE-KN。通过流变学、吸附性、微观结构等实验证明，HEMAP的磷酸酯基团有效抑制粘土吸附，显著提升减水剂在粘土环境下的分散性能及混凝土力学表现。

　　

摘要

全球城市化的加速导致天然砂和砾石资源日益稀缺，这使得在混凝土中大规模使用替代材料（如机制砂和再生骨料）成为行业共识。然而，这些材料通常含有适量的粘土矿物，这些粘土矿物会强烈吸附聚羧酸超塑化剂（PCEs），从而严重降低其分散性能。这一技术难题至今仍未得到充分解决。为了解决这一问题，本研究打破了传统的仅使用一种聚醚大单体合成PCE的方法，而是采用甲基丙烯酰聚氧乙烯醚（HPEG）和异戊烯基聚氧乙烯醚（TPEG）的创新组合体系，通过水相自由基聚合反应制备常规PCE（PCE-HT）。在此基础上，引入2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯（HEMAP）作为抗粘土功能单体，制备出抗粘土PCE（PCE-KN）。通过测试水泥浆流动性、ζ电位、吸附量、蒙脱石（MMT）层间距离、混凝土工作性及力学性能，并结合水化产物的微观形态表征，比较了PCE-HT和PCE-KN的性能差异。结果表明，通过分子设计引入磷酸酯基团显著提升了PCE在高粘土体系中的性能，并有效缓解了由于粘土吸附引起的性能下降。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。