| 然而,既有研究多采用的市售有机聚丙烯酸类保水剂,其在海洋、盐渍土等严苛的高盐(如富含Cl-,Na十)、高碱((pH值>12),合环境中,耐侵蚀性能严重不足,且在孔隙溶液中极易发生被动释水行为,显著削弱其内养护效能。盐溶液中的离子产生渗透压,导致保水剂所吸收的水分被“挤出”,显著降低其吸水能力。同时,阳离子与保水剂结构中的负电荷基团相互作用,减少了静电排斥力,使聚合物网络收缩,进一步减少了可容纳水分的空间;另一方面,水泥及碱激发胶凝体系孔隙液特有的高碱性,极易引发保水剂梭基水解甚至链断裂,破坏聚合物网络结构稳定性。此外,基于内养护的碱激发砂浆的收缩控制与耐久性能提升的机制尚未明确。基于此,本研究采用水溶液聚合法,通过优化设计参数制备淀粉接枝/硅藻土改性聚丙烯酸(保水剂),继而系统研究不同保水剂掺量对碱激发粉煤灰一矿渣砂浆流变特性、抗压强度发展及收缩、耐久性能的调控规律。碱激发剂为碳酸钠(Na2C03)、硫酸钠困a2S04),硅酸钠困a202Si02)固体粉末。细骨料为天然河砂。试验用水均为自来水。外掺料为活性氧化镁(Mg0)平均颗粒粒径为5Im接枝/改性保水剂制备的分析纯化学助剂为:可溶性淀粉(CizHzzWlSS)、丙烯酸(C3Hq2rAA).氢氧化钠困aOH)、过硫酸铰(HgN20gS2APS),硅藻土((Si02DE),N,N,一亚甲基双丙烯酞胺(CH1oN202MBA)。利用自由基聚合机制,可以通过接枝反应将AA引入到其他聚合物骨架上。SS由直链和支链组成,其分子链富含极性轻基,赋予SS良好的亲水性和高效的吸水能力。通过接枝改性,不仅可以增加材料表面的亲水基团多样性,提高吸水效率,还能利用SS作为高分子骨架,增强聚丙烯酸保水剂的凝胶刚度与稳定性。另一方面,DE具有较大的比表面积和强吸附性,能够吸附部分盐离子,增大网络内外的渗透压,提高保水剂的耐盐性。同时,DE表面的硅轻基可通过酷化反应接枝到聚丙烯酸链上,增强凝胶的强度。保水剂的反应制备原理如图la所示。基于该设计思路,本研究在加热条件下,APS引发剂分解产生硫酸根自由基,夺取SS中轻基的氢生成硫酸氢根,引发AA单体聚合生成聚丙烯酸链自由基,链自由基浓度增加,聚丙烯酸链上的梭基密度随之增大。DE表面的硅轻基与聚丙烯酸链上的梭基发生酷化反应的概率升高,增强了两者之间的结合。由于强相互作用,聚丙烯酸链自由基经历链终止反应。在MBA交联剂的作用下,形成具有三维网络结构的超吸水性聚合物,化学合成工艺如图1b所示。通过前期预实验确定变量范围,探究保水剂在丙烯酸/淀粉质量比(2一8)、丙烯酸/硅藻土质量比(5一15)、引发剂APS用量(相对于单体AA质量的0.05%一0.25%)、交联剂MBA用量(相对于AA单体质量的.1%-1%)等因素作用下的保水一释放性能,合成配合比见表2。试验对照组为未改性的市售聚丙烯系保水剂(CG)。http://www.xinglongchem.net |