1. 研究目的与意义（文献综述）

混凝土是当今使用最为广泛的建筑材料，尽管当前材料科学飞速发展，各种新材料层出不穷，但还没有任何一种新材料可以取代混凝土在人们生活中乃至人类文明中的重要地位。无论是民房、停车场等基础民用设施，还是公路、机场等大型公共设施，亦或是水利大坝等具有战略意义的军事设施都有混凝土的身影。但是随着社会的发展，需求的不断提升，传统的混凝土在某些问题上的不足逐渐被突显出来，例如水泥基材料的韧性差、耐久性差等问题^[1，2]。于是很多学者从不同的角度出发进行了多方面、多角度的探索，以求解决目前混凝土所面临的困境。有一部分学者企图从混凝土外加剂为研究的出发点，通过研究各种改性外加剂以求提高混凝土在各个方面的综合性能，其中便有对减水剂的改性。减水剂是混凝土中特有的一种外加剂，其主要作用主要表现在两个方面^[3，4]：

（1）在相同的水灰比下可以显著提高混凝土的流动性能，可以使其更适合于输运、泵送、浇铸。

（2）在相同的流动度下相对的减少了水的用量，减少了混凝土中除水化用水外富余自由水挥发散失留下的微小孔隙，显著增强其抗压强度。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的研究（设计）的目标：

本课题主要采用有机硅单体与甲基丙烯酸及甲基丙烯酸酯类单体进行三元共聚反应，合成有机硅修饰改性的聚羧酸高效减水剂；再尝试通过溶液反应和固相研磨两种方法使有机硅修饰改性后的聚羧酸高效减水剂嫁接在活性粉煤灰、石英砂、陶砂、硅灰等集料表面，用红外、NMR、电镜等手段^[15]表征其嫁接效果；最后对用有机硅修饰改性聚羧酸减水剂嫁接后的集料进行工作性能测试，测试其减水性能和对混凝土抗压强度的影响。

本课题的研究（设计）的基本内容：

（1）合成目标减水剂。

（2）嫁接处理。

A、原料前处理。

B、溶液反应。

C、研磨反应。

（3）样品检测、分析，工作性能测试。

A、流动性测试。

B、对净浆抗压强度的影响。

拟采用的技术方案及措施：

（1）参照Wei Fan等^[14,16,17]的方法，以甲基丙烯酸（MAA）、聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯（MAPEG）、3 -（三甲氧基硅基）丙基甲基丙烯酸酯为单体（MAPTMS），以4,4-偶氮双(4-氰基戊酸)（ACPA）为引发剂，以1-丁硫醇为链转移剂，用四氢呋喃（THF）为溶剂，在无水，氮气氛围下油浴70℃保持24h，合成具有一定比例的活性含硅基团的聚羧酸减水剂P（PEG₄₀-MAA₃₀-Si₃₀）。

（2）将有机硅修饰改性的聚羧酸减水剂嫁接到活化粉煤灰、石英砂、陶砂、硅灰等集料表面。

A、原料前处理。

石英砂和陶砂需用磨粉机磨碎后过筛；硅灰可不用做任何处理。粉煤灰用5mol/L的NaOH溶液300mL加100g粉煤灰于三颈瓶中85℃搅拌、回流6h后抽滤，60℃干躁至恒重，活化处理以暴露出具有活性的—Si-OH。；石英砂和陶砂需用磨粉机磨碎后过56um筛；硅灰可不用做任何处理。

B、溶液反应。将减水剂1.0g与20mL无水乙醇的配成溶液与2.0g粉煤灰等于40℃下搅拌6h，抽滤、干躁样品。

C、研磨反应。将减水剂和活化的粉煤灰等按比例（质量比1：9）研磨均匀。

（3）样品检测、分析，工作性能测试。

A、流动性测试。

按一定的比例梯度添加研磨后的样品后测试净浆流动度的变化情况。

B、对净浆抗压强度的影响。

按一定的比例梯度添加研磨后的样品后制成混凝土试块，测试7d抗压强度的变化情况。

实验数据采集表：

编号	配比	流动度/mm	抗压强度/Mpa
水泥/g	水/mL	OL粉煤灰/g	粉煤灰/g	1	2	3	均值	1	2	3	均值
1-1	294.0	105.0	6.0	0
1-2	288.0	12.0
1-3	282.0	18.0
1-4	276.0	24.0
2-1	294.0	105.0	0	6.0
2-2	288.0	12.0
2-3	282.0	18.0
2-4	276.0	24.0

3. 研究计划与安排

2018.01.10前：查阅相关资料，明确研究内容，了解研究所需药品、仪器；

2018.03.20前：搜集资料，确定方案，完成开题报告，进行相关实验；

2018.04.25前：明确写作思路、在老师的指导下基本完成论文初稿的撰写工作；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]覃维祖（清华大学土木工程系）.混凝土结构耐久性的整体论[j].建筑技术,2003,第34卷(1): 19-22

[2]木子佳靓，有机硅聚合物水泥砂浆性能研究[d].武汉轻工大学，2014.

[3]田晓芳，一种含硅减水剂的制备及配方考察[j].科学与财富，2017，(12): 119.