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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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基于响应面法的聚羧酸减水剂优化合成及应用研究
Optimization synthesis and application research of polycarboxylate superplasticizer based on response surface method
2023年第12期
聚羧酸减水剂;pH值;胶凝体系;响应面试验
Polycarboxylate superplasticizer; pH value; Cementitious system; Response surface test
2023年第12期
10.19761/j.1000-4637.2023.12.001.07
逄鲁峰1,2,安昊文1,3,*,孙立刚2,黄凌苗2,庞伟琪2,赵 勇2
1.山东建筑大学 土木工程学院,山东 济南 250100;2.山东华迪建筑科技有限公司,山东 济南 251400;3.日照城投建设集团有限公司,山东 日照 276800

逄鲁峰1,2,安昊文1,3,*,孙立刚2,黄凌苗2,庞伟琪2,赵 勇2

逄鲁峰,安昊文,孙立刚,等.基于响应面法的聚羧酸减水剂优化合成及应用研究[J].混凝土与水泥制品,2023(12):1-7.

PANG L F,AN H W,SUN L G,et al.Optimization synthesis and application research of polycarboxylate superplasticizer based on response surface method[J].China Concrete and Cement Products,2023(12):1-7.

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摘   要:以乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)为大单体,丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为小单体,以双氧水与抗坏血酸作为氧化还原体系,巯基乙醇与次磷酸钠(NaH2PO2)作为链转移剂,合成了聚羧酸减水剂PC-220。通过单因素试验确定了最佳反应参数为底釜pH=5、滴加时间1 h。基于响应面设计方法建立了二次多项式回归方程,以石膏净浆流动度与水泥净浆流动度为响应值,进行响应面优化后,确定了酸醚比为4.24,NaH2PO2用量为0.33%,AMPS用量为0.66%。优化后掺PC-220的石膏净浆流动度相对误差为1.3%、水泥净浆流动度相对误差为0.8%,表明响应面优化可行。应用结果表明,合成的PC-220在水泥基灌浆料与石膏自流平中的使用效果优于PC-530与PC-570。 Abstract: Polycarboxylate superplasticizer PC-220 was synthesized from ethylene glycol monovinyl polyethylene glycol ether (EPEG) as large monomer, acrylic acid (AA), 2-acrylamide-2-methylpropyl sulfonic acid (AMPS) as small monomer, hydrogen peroxide and ascorbic acid as redox system, mercaptoethanol and sodium hypophosphate(NaH2PO2) as chain transfer agent. The optimum reaction parameters were determined by single factor test, with pH=5 of bottom kettle and adding time 1 h. The quadratic polynomial regression equation was constructed based on the response surface design method. The response surface optimization was carried out to determine the acid-ether ratio of 4.24 with the net slurry fluidity of gypsum and cement as the response values. The dosage of NaH2PO2 was 0.33% and AMPS was 0.66%. After optimization, the relative error of the fluidity of gypsum slurry mixed with PC-220 is 1.3%, and the relative error of cement slurry fluidity is 0.8%, indicating that response surface optimization is feasible. The application results show that the use effect of synthesized PC-220 in cement-based grouting materials and gypsum self-leveling is better than those of PC-530 and PC-570.
英文名 : Optimization synthesis and application research of polycarboxylate superplasticizer based on response surface method
刊期 : 2023年第12期
关键词 : 聚羧酸减水剂;pH值;胶凝体系;响应面试验
Key words : Polycarboxylate superplasticizer; pH value; Cementitious system; Response surface test
刊期 : 2023年第12期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2023.12.001.07
文章编号 :
基金项目 :
作者 : 逄鲁峰1,2,安昊文1,3,*,孙立刚2,黄凌苗2,庞伟琪2,赵 勇2
单位 : 1.山东建筑大学 土木工程学院,山东 济南 250100;2.山东华迪建筑科技有限公司,山东 济南 251400;3.日照城投建设集团有限公司,山东 日照 276800

逄鲁峰1,2,安昊文1,3,*,孙立刚2,黄凌苗2,庞伟琪2,赵 勇2

逄鲁峰,安昊文,孙立刚,等.基于响应面法的聚羧酸减水剂优化合成及应用研究[J].混凝土与水泥制品,2023(12):1-7.

PANG L F,AN H W,SUN L G,et al.Optimization synthesis and application research of polycarboxylate superplasticizer based on response surface method[J].China Concrete and Cement Products,2023(12):1-7.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:以乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)为大单体,丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为小单体,以双氧水与抗坏血酸作为氧化还原体系,巯基乙醇与次磷酸钠(NaH2PO2)作为链转移剂,合成了聚羧酸减水剂PC-220。通过单因素试验确定了最佳反应参数为底釜pH=5、滴加时间1 h。基于响应面设计方法建立了二次多项式回归方程,以石膏净浆流动度与水泥净浆流动度为响应值,进行响应面优化后,确定了酸醚比为4.24,NaH2PO2用量为0.33%,AMPS用量为0.66%。优化后掺PC-220的石膏净浆流动度相对误差为1.3%、水泥净浆流动度相对误差为0.8%,表明响应面优化可行。应用结果表明,合成的PC-220在水泥基灌浆料与石膏自流平中的使用效果优于PC-530与PC-570。

Abstract: Polycarboxylate superplasticizer PC-220 was synthesized from ethylene glycol monovinyl polyethylene glycol ether (EPEG) as large monomer, acrylic acid (AA), 2-acrylamide-2-methylpropyl sulfonic acid (AMPS) as small monomer, hydrogen peroxide and ascorbic acid as redox system, mercaptoethanol and sodium hypophosphate(NaH2PO2) as chain transfer agent. The optimum reaction parameters were determined by single factor test, with pH=5 of bottom kettle and adding time 1 h. The quadratic polynomial regression equation was constructed based on the response surface design method. The response surface optimization was carried out to determine the acid-ether ratio of 4.24 with the net slurry fluidity of gypsum and cement as the response values. The dosage of NaH2PO2 was 0.33% and AMPS was 0.66%. After optimization, the relative error of the fluidity of gypsum slurry mixed with PC-220 is 1.3%, and the relative error of cement slurry fluidity is 0.8%, indicating that response surface optimization is feasible. The application results show that the use effect of synthesized PC-220 in cement-based grouting materials and gypsum self-leveling is better than those of PC-530 and PC-570.

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(1)通过单因素确定nAA∶nEPEG=4.0,NaH2PO2用量为0.28%,AMPS用量为0.65%,底釜pH值为5,b料滴加时间为60 min ,采用EPEG大单体合成的PC-220效果最佳。单因素试验确定nAA∶nEPEG、NaH2PO2用量、AMPS用量对于石膏和水泥胶凝体系的影响较大,可进行响应面分析。
(2)以水泥净浆流动度和石膏净浆流动度为响应值,通过对二次方程优化得出最佳的配比为nAA∶nEPEG=4.24、NaH2PO2用量为0.33%、AMPS用量为0.66%。石膏净浆流动度预测值与实测值的相对误差为1.3%,水泥净浆流动度预测值与实测值的相对误差为0.8%,响应面优化理想。
(3)经过响应面优化的PC-220与PC-530、PC-570在灌浆料与石膏基自流平砂浆中的使用效果对比可知,PC-220的减水性、保坍性能优异。

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逄鲁峰,安昊文,孙立刚,.基于响应面法的聚羧酸减水剂优化合成及应用研究[J].混凝土与水泥制品,2023(12):1-7.

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