建筑材料论文
摘 要： 在不同搅拌速度，不同搅拌形式条件下，研究搅拌对聚羧酸减水剂分散性的影响。在试验方法及实验原材料不变的前提下，结果表明转速固定在250r/min时，搅拌形式采用双层斜叶桨式，聚羧酸减水剂分散性最佳。
关键词 : 搅拌速度;搅拌形式;分散性;
传统混凝土以水、水泥、砂和石为原材料制备的，而现代混凝土是加入矿物掺合料和化学外加剂的六组分[1,2]。聚羧酸高性能减水剂可以有效提高混凝土拌合物的工作性，聚羧酸减水剂是新时代背景下提出的一种全新高性能减水剂[3,4]。聚羧酸高性能减水剂也将成为高性能混凝土不可或缺的组分之一[5]。
由于聚羧酸高性能减水剂在实际应用过程优点比较多，所以已经渐渐成为现阶段以及未来很长一段时间，整个行业的主要发展方向。聚羧酸高性能减水剂在实际使用时的优势特点已经受到了全世界范围内的普遍认可。特别是在如今的高铁、隧道、桥梁等各种不同类型的大型工程项目建设中，已经实现高质量的应用[6,7,8]。
聚羧酸高性能减水剂合成搅拌的目的是使各组分均匀分布，达到宏观或微观上的匀质性，提高混合料各个组分参与运动轨迹和运动次数的交叉频率[9]，随着混凝土搅拌速度的提高和搅拌形式的更改，聚羧酸减水剂的分散效果并没有进一步增加[10]，本研究主要探讨搅拌对聚羧酸减水剂分散性的影响。
1 、实验材料及分析方法
1.1 、实验原材料
异戊烯基聚氧乙烯醚单体（TPEG）：辽宁奥克化学股份有限公司；丙烯酸（AA）：卫星石化；丙烯酸聚醚磷酸酯、还原剂：科之杰新材料集团浙江有限公司；过氧化氢（27.%）：苏州市岚昱化工有限公司；巯基丙酸：上海鲁瑞精细化工有限公司；水：去离子水。
1.2 、试验方法
PCE-1聚羧酸减水剂合成：四口烧瓶中加入一定量的TPEG固体和水，搅拌并升温至25℃，加入一定量的过氧化氢，缓慢滴加还原剂、巯基丙酸、AA，反应3h，加液碱中和，得到含量为40%的PCE-1聚羧酸减水剂。
1.3 、搅拌说明
搅拌容器为6L圆柱形容器，底部直径为16cm，高度为30cm，不同搅拌桨直径都为9cm。
2 、实验结果与讨论
2.1、 聚羧酸减水剂合成搅拌方式对其分散性能的影响
在试验方法及实验原材料不变的前提下，搅拌速度固定在250r/min，改变搅拌形式，分别采用涡轮式、框式、双层斜叶桨式、锚式、推进式和单层斜叶桨式这6种不同的搅拌形式，不同搅拌形式下制得聚羧酸减水剂，分别测量初始净浆流动度和60min净浆流动度。（见图1)
图1 聚羧酸减水剂合成搅拌方式对其分散性能的影响
由图1可以看出，初始净浆流动度随着不同搅拌形式的改变而改变，60min净浆流动度趋势基本与初始净浆流动度一致，采用双层斜叶桨式的聚羧酸减水剂初始净浆流动度是最大的，测量值为210mm，采用双层斜叶桨式的聚羧酸减水剂60min净浆流动度是最大的，测量值为205mm，由此可以认为：在同一条件下，采用涡轮式、框式、双层斜叶桨式、锚式、推进式和单层斜叶桨式这6种不同的搅拌形式，双层斜叶桨式制得的聚羧酸减水剂具有更好的分散性能。
2.2 、双层斜叶推进式搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
在试验方法及实验原材料不变的前提下，搅拌形式采用双层斜叶推进式，搅拌速度分别设定为100r/min、150r/min、175r/min、200r/min、225r/min、250r/min、275r/min、300r/min、和400r/min，不同搅拌速度下制得聚羧酸减水剂，分别测量初始净浆流动度和60min净浆流动度。（见图2)
图2 双层斜叶推进式搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
由图2可以看出，初始净浆流动度和60min净浆流动度随着搅拌速度的改变而改变，总体趋势为先上升，达到峰值后开始下降，当转速为250r/min时，初始净浆流动度和60min净浆流动度达到峰值，测量值分别为213mm和208mm。
2.3、 涡轮式桨搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
在试验方法及实验原材料不变的前提下，搅拌形式采用涡轮式，搅拌速度分别设定为100r/min、150r/min、175r/min、200r/min、225r/min、250r/min、275r/min、300r/min、350r/min和400r/min，不同搅拌速度下制得聚羧酸减水剂，分别测量初始净浆流动度和60min净浆流动度。（见图3)
图3 涡轮式桨搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
由图3可以看出，初始净浆流动度和60min净浆流动度随着搅拌速度的改变而改变，总体趋势为先上升，达到峰值后开始下降，当转速为300r/min时，初始净浆流动度和60min净浆流动度达到峰值，测量值分别为212mm和203mm。
2.4、 推进式桨搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
在试验方法及实验原材料不变的前提下，搅拌形式采用推进式，搅拌速度分别设定为100r/min、150r/min、175r/min、200r/min、225r/min、250r/min、275r/min、300r/min、325r/min 400r/min和500r/min，不同搅拌速度下制得聚羧酸减水剂，分别测量初始净浆流动度和60min净浆流动度。（见图4)
图4 推进式桨搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
由图4可以看出，初始净浆流动度和60min净浆流动度随着搅拌速度的改变而改变，总体趋势为先上升，达到峰值后开始下降，当转速为325r/min时，初始净浆流动度和60min净浆流动度达到峰值，测量值分别为212mm和203mm。
2.5、 框式桨搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
在试验方法及实验原材料不变的前提下，搅拌形式采用框式，搅拌速度分别设定为100r/min、150r/min、200r/min、225r/min、250r/min、275r/min、300r/min、325r/min、400r/min和500r/min，不同搅拌速度下制得聚羧酸减水剂，分别测量初始净浆流动度和60min净浆流动度。（见图5)
由图5可以看出，初始净浆流动度和60min净浆流动度随着搅拌速度的改变而改变，总体趋势为先上升，达到峰值后开始下降，当转速为400r/min时，初始净浆流动达到峰值，测量值为212mm，当转速为350r/min时，60min净浆流动度达到峰值，测量值为205mm。
2.6 、锚式桨搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
在试验方法及实验原材料不变的前提下，搅拌形式采用锚式，搅拌速度分别设定为100r/min、175r/min、200r/min、250r/min、275r/min、300r/min、325r/min、350r/min、375r/min、400r/min和500r/min、不同搅拌速度下制得聚羧酸减水剂，分别测量初始净浆流动度和60min净浆流动度。（见图6)
图5 框式桨搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
图6 锚式桨搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
由图6可以看出，初始净浆流动度和60min净浆流动度随着搅拌速度的改变而改变，总体趋势为先上升，达到峰值后开始下降，当转速为400r/min时，初始净浆流动达到峰值，测量值为212mm，当转速为375r/min时，60min净浆流动度达到峰值，测量值为203mm。
2.7 、单层斜叶推进式桨搅及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
在试验方法及实验原材料不变的前提下，搅拌形式采用单层桨式，搅拌速度分别设定为100r/min、150r/min、200r/min、250r/min、275r/min、300r/min、325r/min、350r/min、400r/min、500r/min和600r/min，不同搅拌速度下制得聚羧酸减水剂，分别测量初始净浆流动度和60min净浆流动度。（见图7)
由图7可以看出，初始净浆流动度和60min净浆流动度随着搅拌速度的改变而改变，总体趋势为先上升，达到峰值后开始下降，当转速为400r/min时，初始净浆流动度和60min净浆流动度达到峰值，测量值分别为209mm和192mm。
图7 单层斜叶推进式搅拌及速度对聚羧酸减水剂分散性能的影响
3、 结语
搅拌速度过慢使聚羧酸减水剂合成过程中的原材料分散不匀，聚羧酸减水剂分散性能降低；适当提高搅拌速度及改善搅拌形式使聚羧酸减水剂合成物中材料分散均匀，聚羧酸减水剂分散性能较大提高；过快的搅拌速度增大含气量，反应影响聚羧酸减水剂分散性能。
参考文献
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