5、减水剂的合成与复配
79页1、外加剂的合成、复配及性能,侯永生 2013年04月,主要内容,一、外加剂的分类 二、减水剂的性能与合成技术 三、常见外加剂的性能 四、复合外加剂的复配技术 五、外加剂常见问题及应对措施,国际标准化组织技术委员会(ISOTC71SC3)24国共同拟定,混凝土外加剂分五类: 改变新拌混凝土、砂浆或净浆流变性能的外加剂,如塑化剂、超塑化剂,即减水剂; 改变砂浆、混凝土空气(或其他气体)含量的外加剂,如引气剂、消泡剂、发泡剂等; 调节混凝土、砂浆或净浆凝结硬化速度的外加剂,如缓凝剂、调凝剂等; 改善混凝土或砂浆耐久性的外加剂; 为混凝土提供特殊性能的外加剂,如着色剂、膨胀剂、防冻剂、阻锈剂等。,一、混凝土外加剂的分类,一、混凝土外加剂的分类,根据混凝土外加剂的分类、命名与定义GB/T8075-2005规定,混凝土外加剂按其主要功能分为四类: (1)改善混凝土流变性能的外加剂:各种减水性、泵送剂等 (2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂:缓凝剂、促强剂、速凝剂等。 (3)改善混凝土耐久性的外加剂:阻锈剂、防水剂、引气剂、矿物外加剂等 (4)改善混凝土其它性能的外加剂:着色剂、膨胀剂、防冻剂等
2、,二、减水剂的性能与合成技术,在新拌混凝土坍落度基本相同的条件下,能显著减少用水量的外加剂,称为减水剂。 普通减水剂(在混凝土坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量的外加剂)8% 高效减水剂(在保持混凝土坍落度基本相同的条件下,能大幅度减少用水量的外加剂)14% 高性能减水剂(具有更高减水率及提高和易性及耐久性的外加剂)25%。 减水剂因本身性能及其他功能组分,分为早强型、标准型和缓凝型等。,减 水 剂,普 通 减 水 剂,高 效 减 水 剂,木质素类减水剂,其它减水剂,木 钠,木 镁,木 钙,碱木素,引气,减水,缓凝,木浆,竹浆,苇浆,草浆,多元醇,低聚糖,多 糖,纤维及其衍生物,常见品种,萘系减水剂,脂肪族减水剂,氨基磺酸盐减水剂,三聚氰胺减水剂,蒽系减水剂,聚羧酸水剂,糖密减水剂,糖钙减水剂,聚乙烯醚,高性能减水剂,各类 减水 剂几 种分 子形 式,直线型,链状,二、减水剂的性能与合成技术,1、木钙 减 水 剂生产工艺,通常来自酸法制浆(或称为亚硫酸盐法制浆)的蒸煮废液,经石灰水沉降,酸溶,过滤除杂,滤液浓缩后经喷雾干燥而成。,二、减水剂的性能与合成技术,外加剂合成技术各种化工
3、材料通过一定的温度、时间、投料比等因素,化学合成的外加剂技术,该类技术投资大,时间长约几个月可生产出产品。,1、木钙 减 水 剂性能,掺水泥量的0.250.3%, 可以减少用水量510%左右,改善混凝土和易性,提高工程质量。具有缓凝性,有一定引气,可抑制坍落度损失,一 般都与高效减水剂复配使用。,二、减水剂的性能与合成技术,2、萘 系 减 水 剂生产工艺,融萘磺化缩合中和液体成品 (1) 固体燃原料(萘)称量后投入融萘釜,液化萘经管道压入磺化釜。 (2) 按配方及工艺将硫酸注入磺化釜内,进行磺化。经检测后压入 缩合釜。 (3) 按配方及工艺进行水解和缩合。该过程随反应程度需严格监控。完成此工艺后将中间物料压入中和釜。 (4) 按配方将液碱注入中和釜进行中和,直至中和完成。 (5) 由泵将液体成品自中和釜送至液体成品罐备用。,二、减水剂的性能与合成技术,1、磺化:取代萘核上的氢原子,形成磺酸基(-SO3H)。提高其溶解性,有效成分为-萘磺酸。 2、水解:除去磺化时生成的a-萘磺酸。 3、缩合:在酸性中-萘磺酸进行甲基化反映,由低缩聚物转变成高缩聚物。 4、中和:使用碱(NaOH)或灰乳,
4、中合多余的SO3,使产品增加稳定性。,二、减水剂的性能与合成技术,2、萘 系 减 水 剂生产工艺,萘系减水剂干粉(含水8-9%,硫酸钠含量18-22%)掺量0.5-1.5%,最大减水率为25%,干粉最佳性价比使用量为0.75%-0.8%。,二、减水剂的性能与合成技术,2、萘 系 减 水 剂性能,3、氨基磺酸盐合成工艺,原料:苯酚,对氨基苯磺酸钠,甲醛,液碱,其他助剂 工艺:在反应釜中加水、对氨基苯磺酸(钠)、苯酚等升温搅拌;再加入甲醛、液碱恒温搅拌;经缩合降温后生产出氨基减水剂。 在反应中存在着酚的甲基化,磺酸根介入,缩合等过程。,二、减水剂的性能与合成技术,氨基系减水剂具有较高的减水率,对水泥的广泛适应性,可与各种减水剂、缓凝剂、引气剂、增稠剂,及防水类产品共同使用。常用掺量为0.31.2%之间,减水率可达20-35%。氨基产品与糖、三聚磷酸钠复合,有较好的效果,特别是对PC(复合硅酸盐水泥)水泥可明显减少塌落度损失,增大减水率。,二、减水剂的性能与合成技术,3、氨基磺酸盐性能,4、三聚氰胺减水剂合成工艺,该项碱水剂是一种高分子聚合物表面活性剂,属阴离子表面活性剂,主要是由三聚氰胺与
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