几种减水剂的性能对比及应用

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1、材料研究与应用广东建材2013年第11期几种减水剂的性能对比及应用陆智明仲以林张健(广东瑞安科技实业有限公司)早在20世纪50年代，以木质素系减水剂为代表的普通减水剂的开发和研究工作就已发展起来，70年代初以萘系减水剂为代表的高效减水剂问世，自2000年后，科研院校纷纷展开聚羧酸系高性能减水剂的开发和应用研究。作为萘系等第二代减水剂的理想更新换代产品，聚羧酸系第三代高性能减水剂性能的提高是全面的，无论从减水效果还是技术性能上来说都有质的飞跃。本文通过从机理和试验综合分析三种减水剂的性能及应用。1三类(代)减水剂的概述这里主要介绍作为普通减

2、水剂的木质素磺酸盐类减水剂，现在用量最大的萘系高效减水剂，以及开始扩大使用的聚羧酸高性能减水剂。1．1木质素磺酸盐类减水剂木质素是植物纤维原料的另一种组分(其他主要化学成分是纤维素、半纤维素)，它大部分存在于胞问层中，散布在纤维的四周，使纤维相互粘结而固结，纤维与纤维互相聚集而成植物。木质素分子结构复杂，含有多种官能团和化学键，故其反应能力相当强。在植物进行蒸煮脱木素时，处理方法不同，脱木素的机理和产物也不同，主要有两种方法：(1)用氢氧化钠溶液处理得到的叫“碱木素”：这是目前主要的方法，对纤维损伤小、效率高，但碱木素产品活性较差，分散性

3、能低，一般需进行改性后使用，现在各种改性研究思路及实验也已取得不错的效果；(2)用亚硫酸盐法处理得到的是“木质素磺酸盐”，其主体反应是丙苯基在亚硫酸盐制浆条件下被磺化，磺酸基取代Q位的羟基，形成水溶性的磺酸盐。其分子量在20000～50000之间，属于阴离子型表面活性剂，具有一定的减水功能，其减水率在8％～12％左右，用于混凝土减水剂量最大的是木(质素磺酸)钙和木钠。1．2萘系高效减水剂该产品主要成份为萘磺酸盐甲醛缩合物。它是用工业萘与硫酸在160～150℃下磺化，再与甲醛进行缩合反应，用烧碱中和而成。最早生产的品种有NN0、FE、一18

4、一FDN、NF、UNF等，它们的生产工艺基本相近。为降低生产成本，许多厂家还以萘残油、甲基萘油或洗油替代或部份替代工业萘来合成，产品主要技术性能与萘系相近，但引气量较大，通常与萘系产品混合使用。萘系高效减水剂是我国产量最大、应用面最广的高效减水剂。目前产量占高效减水剂产量的百分之七十以上，这主要由于该产品原材料易购，生产工艺简易，应用研究较充分、成本相对低廉有关。萘系产品混凝土减水率一般为20％左右，如水泥较好，减水率也可达25％或更高。该产品对表面张力影响较小，属非引气性高效减水剂(以萘残油等替代工业萘的品种有一定引气性)，产品的增强效

5、果较好，用于节省水泥可减少水泥用量10％～15％，产品做沉降试验观察，沉降性能也较好，与其它外加剂复合使用有较好的相溶性(不包括与聚羧酸减水剂合用)。目前国产萘系高效减水剂多为低浓产品，硫酸钠含量为15％～20％，液体使用在冬季有一定硫酸盐结晶，该产品直接用于商品混凝土、泵送混凝土施工坍落度经时损失较大，通常与缓凝剂、引气剂复合使用。1．3聚羧酸系高性能减水剂聚羧酸系高性能减水剂主要通过含有羧基的不饱和单体和其他单体在引发剂作用下共聚得到，即在聚合物的主链上接枝带有不同活性基团的侧链而获得。它是一种新型的高性能减水剂，其较为典型的结构式为

6、：十．

7、{珊H2一o．卜ch，丑作为高性能减水剂，其有以下特点：(1)在低掺量条件下具有非常高的减水率(掺量为胶结材料总量的0．12％～0．5％，减水率可达25％～45％)；(2)新拌混凝土保坍性能更好，可以做到2小时之内基本无损失；(3)可以配制出c80～C100超高强度和超耐久性混凝土：(4)与水泥和各种矿物掺合料相容性好，为推广应用斗砧C●CIC●O广东建材2013年第11期材料研究与应用大掺量粉煤灰、磨细矿渣等工业废渣提供了技术保证；(5)分子结构上的调整自由度大，可通过合成技术的调整来控制其功能，实现减水剂高性能化的潜能更大。聚

8、羧酸系高性能减水剂的分子结构呈梳形，在低掺量条件下的有超分散性能，减水率可高达45％，而且能够有效地抑制混凝土的坍落度损失。与萘系相比，聚羧酸系高性能减水剂与不同品种的水泥均具有相对较好的适应性，在低水胶比时更易发挥其降低混凝土黏性，有利于提高工作性和坍落度保持性能，所以它在日本、欧洲和北美的推广应用很快。2减水剂的作用机理减水剂有效地减少了混凝土的拌合用水量，改善混凝土的工作度，提高流动性，在高性能混凝土中发挥重要的作用，只是至今为止仍旧没有一个完美的理论来解释高效减水剂的作用机理，但有几个理论为大家普遍认同。2．1静电斥力理论水泥水化

9、后，由于离子间的范德华力作用以及水泥水化矿物、水泥主要矿物在水化过程中带不同电荷而产生凝聚，导致了混凝土产生絮凝结构。高效减水剂大多属阴离子型表面活性剂，掺入到混凝土中后，减水剂中的负离子一s