氨基磺酸系高效减水剂的研制

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2、薃罿罿蒂葿罿肁芅螇肈膄蒁蚃肇芆芄蕿肆羆葿蒅肅膈节袄肄芀薇螀肄莂莀蚆肃肂薆薂虿膄莈蒈蚈芇薄螆螇羆莇蚂螇聿薂薈螆芁莅薄螅莃芈袃螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芈蒂薁螁羇芄蒇袁肀蒀螅袀膂芃蚁衿莄蒈蚇袈肄莁薃袇膆薇葿袆芈荿螈袅羈薅蚄羅肀莈薀羄膃薃蒆羃芅莆袅羂肅腿螁羁膇氨基磺酸系高效减水剂的研制 1引言近年来，随着施工技术的快速发展，流态、高强高性能商品混凝土得到迅速推广，因此对高效减水剂的需求量与性能的要求日益提高。传统的减水剂已不能满足要求，尤其是随着国家水泥新标准的颁布，水泥的细度、混合材等指标有所改变，目前使用最广泛的萘系及三聚氰胺系高效减水剂与水泥的相容性存在问题，出现减水率降低和坍落度损失过大等问

3、题，给混凝土施工造成了相当的困难，因此研制开发与水泥相容性更好的新型的高效减水剂势在必行。氨基磺酸系高效减水剂是一种芳香族氨基磺酸盐醛类缩合物，具有对水泥粒子的高度分散性，减水率高达25%以上，混凝土的耐久性好，且90~120min内基本无坍落度损失，成本适中且工艺简单，是很有发展前途的一种高效减水剂。本文从分子设计的角度出发，探讨了氨基磺酸系高效减水剂的合成工艺，讨论了原料单体摩尔比、酸碱度、反应温度和时间等工艺参数对产物的影响，并研究了合成产物的应用特性。2实验部分2.1氨基磺酸系减水剂的合成2.1.1合成原理氨基磺酸系高效减水剂是以对氨基苯磺酸钠、苯酚、甲醛等为原料，以水为介质，

4、在加热条件下缩合反应生成。主要反应过程有：酚的羟甲基化、酸性条件下的缩合反应和碱性条件下的分子重排反应。产物的分子结构如下图所示。其产物的化学结构特点是分支多、疏水基分子段较短、极性较强。2.1.2合成工艺称取一定量的对氨基苯磺酸钠，置于装有温度计、搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝管的四口烧瓶中，加入苯酚和蒸馏水，升温到一定值使其全部溶解，边搅拌边加入氢氧化钠溶液调节pH值，缓慢滴加甲醛，在恒定温度下保温一段时间并加入助剂R，然后冷却，加入氢氧化钠溶液调节产物pH值9~10，即可得到液体氨基磺酸系高效减水剂。2.2测试与表征  2.2.1水泥净浆流动度测定水泥净浆流动度测定采用普通水泥，w/

5、c=0.29，外加剂掺量为0.5%（以固含量占水泥用量的百分数计），试验按照GB8077-2000标准方法进行。试样测试初始流动度后，装入烧杯盖以湿布，到测定时间后搅拌均匀，再测定流动度。2.2.2混凝土减水率的测定参照JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》，在保持坍落度相同（80mm±10mm）的前提下，通过掺加一定量的减水剂后的混凝土与空白混凝土相比用水量的减少，计算相应的减水率。混凝土减水率WR=[(W0-W1)/W0]×100%，其中W0为基准混凝土每方用水量，W1为掺外加剂混凝土每方用水量。2.2.3ζ电位的测定称取0.1ｇ的水泥加入一定浓度的减水剂溶液中,充分搅拌

6、,静置5～10min,用BDL-B表面电位粒径仪测定水泥颗粒表面的ζ电位。3结果与讨论3.1合成反应工艺参数的影响3.1.1单体比例对合成产物性能的影响共聚产物含有三种单体链节，由于各单体的反应活性不一致，聚合物主链上单体单元的比例与实际投料比也不一致。最终共聚产物性能由单体链节在主链上所占的比例决定，因而控制不同的投料比是获得理想物理性能的一种方式。在使用相同拌和水的情况下，水泥净浆流动度越大，说明减水剂的减水分散能力越好。研究中采用对比实验，比较了不同的样品分散性能。实验发现不同的单体摩尔比对产物分散性能有较大影响，结果如表1所示。由表1结果可见，初始单体最佳摩尔比为n(对氨基苯磺

7、酸):n(苯酚):n(甲醛)=1:2:5。同时我们发现，产物的浓度以控制在25%~35%为宜，此时产物的分子量适中，分散性能较好。 表1 不同单体摩尔比对水泥净浆流动度及经时损失的影响编号单体摩尔比产物浓度(%)净浆流动度(mm)备注0min30min60min11:1:225.2178222215明显泌水21:1:330.2266287299明显泌水31:2:326.0266272288明显泌水41:2:534.1273296316明显泌水5