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【混凝土科技獎(jiǎng)】低敏感多功能化型超塑化劑關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

作者:admin 發(fā)布日期:2021/5/17 關(guān)注次數(shù): 二維碼分享

2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)已經(jīng)啟動(dòng),歡迎業(yè)內(nèi)企事業(yè)單位及從業(yè)人員,持續(xù)關(guān)注協(xié)會(huì)官方公眾號(hào)【混凝土科技獎(jiǎng)】的相關(guān)信息。


2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)

混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?技術(shù)革新類

獲獎(jiǎng)項(xiàng)目展示

 

2020年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)工作于20206月啟動(dòng),至12月圓滿完成。報(bào)名期間共收到有效申報(bào)項(xiàng)目61項(xiàng)。經(jīng)過專家評(píng)審委員會(huì)的初評(píng)及終評(píng),共計(jì)39個(gè)項(xiàng)目獲獎(jiǎng),包括一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)15項(xiàng)、三等獎(jiǎng)22項(xiàng),其中“科技進(jìn)步類”13項(xiàng)、“基礎(chǔ)理論類”2項(xiàng)、“技術(shù)革新類”24項(xiàng)。

 二等獎(jiǎng)項(xiàng)目:低敏感多功能化型超塑化劑關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

 

主要完成單位:科之杰新材料集團(tuán)有限公司、科之杰新材料集團(tuán)福建有限公司、廈門市建筑科學(xué)研究院有限公司

 

主要完成人:鐘麗娜、方云輝、柯余良、陳國榮、林艷梅、蔣卓君、賴華珍

  

項(xiàng)目概況

 

聚羧酸系超塑化劑作為建筑外加劑的重要組成部分,具有以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):摻量低、減水率高、增強(qiáng)效果好、水泥適應(yīng)性廣、坍落度損失小。近年來天然砂石的匱乏以及國家對(duì)礦石資源和環(huán)境保護(hù)不斷強(qiáng)化的形勢下,混凝土組分的復(fù)雜化、結(jié)構(gòu)的多樣化、服役環(huán)境的嚴(yán)酷化導(dǎo)致混凝土的性能控制越來越難,技術(shù)需要越來越高,傳統(tǒng)的聚羧酸系超塑化劑已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代混凝土生產(chǎn)的需求。

 

本項(xiàng)目通過聚合物模塊化設(shè)計(jì)與分子修飾技術(shù),采用與丙烯酸競聚率更匹配的有高雙鍵保留率、高活性的乙烯醚類大單體,并引入不飽和酸、不飽和磷酸酯、不飽和羧酸酯或不飽和兩性季磷鹽、微交聯(lián)助劑等物質(zhì),微交聯(lián)制備具有基團(tuán)堿激發(fā)多級(jí)釋放機(jī)制的低敏感多功能化型超塑化劑,突破了聚羧酸系超塑化劑在工程應(yīng)用過程出現(xiàn)的敏感性問題,對(duì)解決目前存在的超塑化劑與膠凝材料適應(yīng)性差,坍落度經(jīng)時(shí)損失快,和易性差、離析、泌水等問題具有重要意義,達(dá)到提高我國混凝土整體質(zhì)量的目的。

 

本項(xiàng)目研發(fā)目的在于:①通過聚合物模塊化設(shè)計(jì)與分子修飾技術(shù),創(chuàng)建聚合物空間新構(gòu)象,合理控制聚合物的電荷分布與長短側(cè)鏈的接枝密度;同時(shí)減少聚醚側(cè)鏈擺動(dòng)的空間阻力,提高聚醚側(cè)鏈的包裹性和纏繞性,使聚羧酸高性能減水劑具有更高的適應(yīng)性,尤其對(duì)于砂石料品質(zhì)差、含泥量高的情況效果顯著。②通過功能可控設(shè)計(jì)方法,引入具有堿激發(fā)釋放作用的微交聯(lián)結(jié)構(gòu),使聚合物具有更好的抗插層作用和分散性能,降低混凝土出現(xiàn)離析或坍落度損失快等現(xiàn)象。③運(yùn)用高效自由基反應(yīng)速率及高效自由基轉(zhuǎn)化率控制技術(shù),在低溫復(fù)合氧化還原引發(fā)體系下共聚,提高生產(chǎn)效率。④優(yōu)化小試、中試合成生產(chǎn)設(shè)備,解決低溫合成溫度不可控問題,減少能源消耗,降低生產(chǎn)成本。

 

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

 

1.通過聚合物模塊化設(shè)計(jì)與分子修飾技術(shù),創(chuàng)建聚合物空間新構(gòu)象,提高聚合物的適應(yīng)性。采用高活性雙鍵的乙烯醚類大單體,并引入不飽和酸、不飽和磷酸酯、不飽和羧酸酯或不飽和兩性季磷鹽等物質(zhì),合理控制聚合物的電荷分布與長短側(cè)鏈的接枝密度;同時(shí)由于聚醚大單體分子中的雙鍵為一取代結(jié)構(gòu),進(jìn)一步減少了聚醚側(cè)鏈擺動(dòng)的空間阻力,使得聚醚側(cè)鏈的擺動(dòng)更加自由,從而提高聚醚側(cè)鏈的包裹性和纏繞性,因此聚羧酸系超塑化劑具有更高的適應(yīng)性,尤其對(duì)于砂石料品質(zhì)差、含泥量高的情況效果顯著。

 

2. 制備微交聯(lián)聚合物,創(chuàng)建基團(tuán)堿激發(fā)多級(jí)釋放機(jī)制,提高抗泥性能和緩釋效果。采用功能可控設(shè)計(jì)方法,引入不飽和微交聯(lián)助劑等,在聚羧酸減水劑分子結(jié)構(gòu)中引入具有堿激發(fā)釋放作用的微交聯(lián)結(jié)構(gòu),使得聚合物具有更大的空間位阻,更好的抗插層作用和分散性能;微交聯(lián)助劑的水解速度比不飽和酯的水解速度慢,在堿性條件下可逐漸釋放出分散基團(tuán),形成基團(tuán)堿激發(fā)多級(jí)釋放機(jī)制,提高緩釋性,能大大降低混凝土出現(xiàn)離析或坍落度損失快等現(xiàn)象。

 

3.運(yùn)用活性可控自由基聚合技術(shù),提升產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。運(yùn)用高效自由基反應(yīng)速率及高效自由基轉(zhuǎn)化率控制技術(shù),采用與丙烯酸競聚率更匹配的有高雙鍵保留率、高活性的乙烯醚類大單體,在低溫復(fù)合氧化還原引發(fā)體系作用下,共聚反應(yīng)更接近理想共聚,反應(yīng)溫度更低,不飽和小單體的滴加時(shí)間更短可以大幅縮短反應(yīng)時(shí)間和降低反應(yīng)溫度,提高生產(chǎn)效率。

 

應(yīng)用效果

 

該項(xiàng)目研究成果在國內(nèi)建設(shè)工程中得到成功應(yīng)用,產(chǎn)品應(yīng)用于配制清水混凝土、高耐久性混凝土、頂升泵送混凝土等高性能混凝土以及普通混凝土。在民用建筑方面已在福建、廣東、廣西、江西、陜西、河南、云南、四川、重慶、貴州等省份的多家攪拌站中成功應(yīng)用。該項(xiàng)目成果可以替代國外的產(chǎn)品,突破國外技術(shù)封鎖,改變目前聚羧酸系超塑化劑產(chǎn)品單一局面,推進(jìn)我國混凝土技術(shù)的發(fā)展。

 

 

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