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 OPC的主要組分是硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)、鋁酸三鈣(C3A)和鐵鋁酸四鈣(C4AF)。水泥與水混合會發(fā)生一系列的水合反應(yīng)。但是，OPC的缺點是在水合反應(yīng)中屈服應(yīng)力明顯提高。

水泥漿是液體懸浮物，因此在水合過程中控制聚集對其施工性能非常重要[1,2]。

塑化劑廣泛用于建筑業(yè)以提高水泥的加工性能。近十年來，基于聚羧酸酯的塑化劑(PCEs)由于優(yōu)異的性能而用于新制備混凝土的改性。PCEs具有許多優(yōu)越之處，例如用量少、分散性好、制備過程無污染等，深入研究其性質(zhì)與應(yīng)用倍受關(guān)注[3,4]。

PCEs的性質(zhì)與分子量密切相關(guān)。PCEs是以陰離子聚合物為主鏈，醚為側(cè)鏈的梳狀共聚物。陰離子可吸附在水泥粒子表面，在水泥粒子間產(chǎn)生靜電排斥力。親水的醚側(cè)鏈則促使水泥粒子分離。

PCEs的分散性質(zhì)源于靜電排斥力和空間阻礙的雙重作用。迄今為止，無論是基礎(chǔ)研究還是工業(yè)生產(chǎn)都對PCEs的化學(xué)結(jié)構(gòu)改性進(jìn)行了廣泛的探索，其中大多數(shù)集中于改變電荷密度、側(cè)鏈長度、主鏈長度以及功能基團(tuán)組成[5]。

Lei和Plank以甲基丙烯酸和羥烷基甲基丙烯酸酯為原料合成了新型的PCE[6]。研究發(fā)現(xiàn)，即使有蒙脫土存在，該P(yáng)CE在水泥漿中也顯示出優(yōu)良的分散能力。

Lv等在主鏈和聚(乙二醇)(PEG)支鏈間采用不同的連接基合成了PCEs[7]。他們的結(jié)果顯示，該連接基對水泥漿和混凝土的性質(zhì)有重要影響。

Ren等設(shè)計了一系列梳狀兩性聚羧酸(APC)聚合物并將其用作水泥分散劑[8]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，APC分散劑在水泥中吸附離子而起到了錨定作用。APC也影響水合反應(yīng)，它延遲產(chǎn)生鈣礬石，影響結(jié)晶焓以及水合產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性。

樹枝狀增塑劑作用效果圖

樹枝狀大分子是一類含有中心核與發(fā)散支鏈的分子。由于獨特的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用前景，樹枝狀聚合物有不同的工業(yè)用途，如絮凝劑、增稠劑、穩(wěn)定劑和分散劑。

聚酰胺-胺(PAMAM)具有高度支化結(jié)構(gòu)，支化度隨代數(shù)提高，結(jié)構(gòu)高度幾何對稱，分子結(jié)構(gòu)精確，分子質(zhì)量可控。

雖然其合成需經(jīng)冗長和重復(fù)的反應(yīng)，但PAMAM是應(yīng)用最為廣泛的一類樹枝狀分子。此外，其整代數(shù)分子具有多個氨基，這進(jìn)一步擴(kuò)展了應(yīng)用范圍[9-10]。

G0-G2代PAMAM的結(jié)構(gòu)和PAMAM增塑劑前驅(qū)體的合成

廣州化學(xué)所，中國科學(xué)院大學(xué)和廣州科學(xué)院的 Hongwei Zhao等[11]人采用自由基聚合制備了一系列基于 PAMAM 的塑化劑—PAMAM DPCs (DPC0、DPC1、DPC2)。與 CPC 相比，DPCs 的分散性與分散穩(wěn)定性較好，可更多的吸附在水泥粒子上，這與水泥漿的優(yōu)良流動性有關(guān)。

樹枝狀增塑劑DPC0的合成

另外發(fā)現(xiàn)，在水泥漿中加入 DCPs，水合的早期會延遲和降低熱流峰。流變測試表明，加入 DPCs 能急劇降低水泥漿的聚集，促進(jìn)由固相向液體黏彈行為的轉(zhuǎn)變。在室溫水合3和7天，比較于純水泥樣品，水泥/DPC 樣品具有較高的抗壓強(qiáng)度。加入DPC 在水合早期雖有延遲效應(yīng)，但不影響后續(xù)水泥漿的抗壓強(qiáng)度。