减水剂的合成与复配课件分解.ppt

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（国际标准化组织技术委员会（ISOTC71SC3）24国共国共同拟定，混凝土外加剂分五类：同拟定，混凝土外加剂分五类：改变新拌混凝土、砂浆或净浆改变新拌混凝土、砂浆或净浆流变性能流变性能的外加剂，如的外加剂，如塑化剂、超塑化剂，即减水剂；塑化剂、超塑化剂，即减水剂；改变砂浆、混凝土改变砂浆、混凝土空气（或其他气体）含量空气（或其他气体）含量的外加剂，的外加剂，如引气剂、消泡剂、发泡剂等；如引气剂、消泡剂、发泡剂等；调节混凝土、砂浆或净浆凝结调节混凝土、砂浆或净浆凝结硬化速度硬化速度的外加剂，如的外加剂，如缓凝剂、调凝剂等；缓凝剂、调凝剂等；改善混凝土或砂浆改善混凝土或砂浆耐久性耐久性的外加剂；的外加剂；为混凝土提供为混凝土提供特殊性能特殊性能的外加剂，如着色剂、膨胀剂、的外加剂，如着色剂、膨胀剂、防冻剂、阻锈剂等防冻剂、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，称为减少用水量的外加剂，称为减水剂减水剂普通减水剂普通减水剂(在混凝土坍落度基本相同的条件下，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能减少拌合用水量的外加剂)8%)8%高效减水剂高效减水剂(在保持混凝土坍落度基本相同的条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件下，能大幅度减少用水量的外加剂)14%)14%高性能减水剂（具有更高减水率及提高和易性及高性能减水剂（具有更高减水率及提高和易性及耐久性的外加剂）耐久性的外加剂）25%25%减水剂因本身性能及减水剂因本身性能及其他功能组分其他功能组分，分为早强型、，分为早强型、标准型和缓凝型等标准型和缓凝型等减减 水水 剂剂 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（或称为通常来自酸法制浆（或称为亚硫酸盐法制浆亚硫酸盐法制浆）的）的蒸煮废液，经石灰水沉降，酸溶，过滤除杂，滤蒸煮废液，经石灰水沉降，酸溶，过滤除杂，滤液浓缩后经喷雾干燥而成。

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外加剂合成技术外加剂合成技术外加剂合成技术各种化工材料通过一定的温各种化工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 融萘融萘融萘融萘磺化磺化磺化磺化缩合缩合缩合缩合中和中和中和中和液体成品液体成品液体成品液体成品（1 1）固体燃原料（萘）称量后投入融萘釜，液化萘经固体燃原料（萘）称量后投入融萘釜，液化萘经固体燃原料（萘）称量后投入融萘釜，液化萘经固体燃原料（萘）称量后投入融萘釜，液化萘经管道压入磺化釜管道压入磺化釜管道压入磺化釜管道压入磺化釜2 2）按配方及工艺将硫酸注入磺化釜内，进行磺化按配方及工艺将硫酸注入磺化釜内，进行磺化按配方及工艺将硫酸注入磺化釜内，进行磺化。

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经检测后压入经检测后压入经检测后压入 缩合釜3 3）按配方及工艺进行水解和缩合该过程随反应程按配方及工艺进行水解和缩合该过程随反应程按配方及工艺进行水解和缩合该过程随反应程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度需严格监控完成此工艺后将中间物料压入中和釜度需严格监控完成此工艺后将中间物料压入中和釜度需严格监控完成此工艺后将中间物料压入中和釜4 4）按配方将液碱注入中和釜进行中和，直至中和完按配方将液碱注入中和釜进行中和，直至中和完按配方将液碱注入中和釜进行中和，直至中和完按配方将液碱注入中和釜进行中和，直至中和完成5 5）由泵将液体成品自中和釜送至液体成品罐备用由泵将液体成品自中和釜送至液体成品罐备用由泵将液体成品自中和釜送至液体成品罐备用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、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：、水解：除去磺化时生成的a-萘磺酸3、缩合：、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：、中和：使用碱（NaOH）或灰乳,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，其原料：苯酚，对氨基苯磺酸钠，甲醛，液碱，其他助剂他助剂工艺：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甲醛生成三甲基三聚氰胺，再经磺化，缩合而得到的一种液体减水剂。

其生产工艺是在反映釜中一次（或多次）加入水，三聚氰胺、甲醛、硫酸盐经升温、降温一次性合成二、减水剂的性能与合成技术4、三聚氰胺减水剂性能三聚氰胺产品对水泥及掺合料有较强的增强性.因各种工艺生产出产品不同，对水泥适应性、减水率、增强性都有所不同，其性价比与萘系减水剂基本接近早期强度较好，混凝土表面光洁度优于其他减水剂，防冻性能较好二、减水剂的性能与合成技术5、脂肪族减水剂 合成工艺脂肪族减水剂是脂肪族羟基磺酸盐缩合物以羟基化合物为主要原料，通过碳负离子的产生,而缩合得到的一种脂肪族高分子聚合物.在该体系中通过亚硫酸盐对羟基加成而引入了亲水磺酸基团，形成一端亲水，一憎水的有表面活性基分子特经的高分子减水剂工艺：先在水中加入丙酮与无水亚硫酸钠，恒温下加成，让后经磺化后升温，用甲醛缩合后降温而成二、减水剂的性能与合成技术由于脂肪族减水剂近年来发展较快，产品性能差异较大，总之其性价比与荼糸相近，但产品对混凝土着色，碱合量较高是一个缺点二、减水剂的性能与合成技术5、脂肪族减水剂 性能6.聚羧酸系减水剂聚羧酸系减水剂合成工艺合成工艺原材料：原材料：甲氧基聚乙二醇甲氧基聚乙二醇MPEG 烯丙基聚乙二醇烯丙基聚乙二醇 APEG丁烯基聚乙二醇丁烯基聚乙二醇 BPEG 甲基丁烯基聚乙二甲基丁烯基聚乙二醇醇 TPEG大单体：聚乙二醇大单体：聚乙二醇 单（甲基）丙烯酸酯单（甲基）丙烯酸酯甲氧基聚乙二醇单（甲基）丙烯酸酯甲氧基聚乙二醇单（甲基）丙烯酸酯烯丙基聚乙二醇烯丙基聚乙二醇 APEG烯丙基聚乙二醇单甲醚烯丙基聚乙二醇单甲醚 AMPEG甲基丁烯基聚乙二醇甲基丁烯基聚乙二醇 TPEG甲基丙烯酰胺聚乙二醇甲基丙烯酰胺聚乙二醇 MAPEG甲基丙烯羟乙酯聚乙二醇甲基丙烯羟乙酯聚乙二醇 MAPEG引发剂：过硫酸盐；引发剂：过硫酸盐；双氧水抗坏血酸或甲醛合次亚硫酸钠；双氧水抗坏血酸或甲醛合次亚硫酸钠；偶氮偶氮AIBN二、减水剂的性能与合成技术小单体：小单体：丙烯酸丙烯酸AAAA甲基丙烯酸甲基丙烯酸MAAMAA马来酸酐马来酸酐MALMAL丙烯酰胺丙烯酰胺AMAM甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯MMAAMMAA丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯酯醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯甲基丙烯磺酸钠甲基丙烯磺酸钠MASMAS丙烯磺酸钠丙烯磺酸钠SASSAS2 2丙烯酰胺丙烯酰胺2 2甲基丙磺酸甲基丙磺酸AMPSAMPS聚羧酸分二步合成和一步合成法。

使用大单体可一步合成，制作大单体工艺复杂，投资也较大在反映中加入单体，羧酸反应进行共聚，在引发剂的作用下进行一次共聚，得到大分子聚合物二、减水剂的性能与合成技术6.聚羧酸系减水剂聚羧酸系减水剂合成工艺合成工艺1、减水率高，大于25%，2、坍落度损失很小3、后期强度高4、收缩率小6.聚羧酸系减水剂聚羧酸系减水剂性能性能二、减水剂的性能与合成技术三、常用外加剂性能1、引气剂（1）定义（2）主要作用（3）作用机理（4）适用范围（5）主要品种引气剂是指在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌和物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂a、改善混凝土拌和物的和易性b、显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性c、降低混凝土强度在水气界面上，憎水基向空气一面定向吸附，在水泥水界面上，水泥或水化粒子与亲水基相吸附，引气剂的界面活性作用与减水剂相似，区别在于减水剂的界面活性作用主要发生在液固界面上，而引气剂主要作用在气液固界面上引气剂可用于抗渗混凝土、抗冻混凝土、抗硫酸盐侵蚀混凝土、泌水严重的混凝土、贫混凝土、轻混凝土，以及对饰面有要求的混凝土等 引引 气气 剂剂阴离子型自然物非离子型松香热聚物及松香皂烷基苯磺酸钠脂肪醇硫酸钠三帖皂苷烷基酸聚氧乙烯醚引气品种对降强影响脂肪醇酸钠OP-8 OP-9 OP-10烷基苯酚聚氧二烯醚烷基苯黄酸钠松香皂烷基磺酸钠松香热聚物小于小于小于三、常用外加剂性能1、引气剂（5）主要品种三、常用外加剂性能2、早强剂、早强减水剂（1）定义（2）主要作用（3）作用机理（4）适用范围（5）主要品种早强剂是加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响的外加剂。

早强减水剂是兼有早强和减水功能的外加剂提高混凝土早期强度、缩短施工周期早强减水剂还可以改善拌合物流动性，节约水泥不同种类早强剂的作用机理不同，大致有两种观点，一是对水泥水化起催化作用，促使氢氧化钙浓度降低，加速C3S的水化；二是与水化产物发生反应，生成新的水化物质促进水泥的水化常温，低温和最低温度不低于-5环境中施工的有早强或防冻要求的混凝土工程早强剂主要有无机盐类（氯盐类、硫酸盐类）和有机胺及有机无机的复合物三大类1)氯盐类早强剂(2)硫酸盐类早强剂(3)钙盐系列早强剂(4)有机胺类早强剂早早 强强 剂剂一、无机盐类早强剂一、无机盐类早强剂一、无机盐类早强剂一。