氨基磺酸系高效减水剂的合成及其应用技术研究

图# 增强性能 $%& 高效减水剂的减水、
果， 试验中通过复配 789 和增稠剂有效降低了混凝土的泌水 量， 改善了掺 $%& 的新拌混凝土的和易性、 包裹性， 并解决了 因泌水产生的沉底、 巴地现象。
由图 # 可见， $%& 高效减水剂的减水性能随着 $%& 掺 量的增加逐步得到提高， 混凝土 54 M 抗压强度亦随之稳步增 长。 当掺量为 #2 .( 时， 其减水率可以达到 542 5( ， 混凝土 54 M 的抗压强度可达 1#2 5 $KC J 以未掺 $%& 的素混凝土为基 准， 其抗压强度比为 #!5( 。 而当 $%& 掺量超过 #2 .( 后， 随 着 $%& 掺量的提高， 虽然减水率可以提高到 ,#2 #( ， 但混凝 土的抗压强度开始锐降。 这是由于 $%& 的掺入导致了大量泌 水， 从而对混凝土结构产生了破坏性的影响， 并严重影响混 凝土强度的增长。 因此， $%& 的合理掺量应为 .2 ,( F #2 .( 。 52 , 复配对 $%& 泌水性能的改善 氨基磺酸盐系减水剂具有高减水率和高保坍特点， 能显著 降低混凝土粘性， 增加混凝土流动性能。 但使用氨基磺酸盐系
我们按不同掺量 $%& 对混凝土减水率和抗压强度的影响进 行了试验研究， 试验方法按 =L 4.31 I #::3 《 混凝土外加剂》 进行， 结果见图 #。
,
结
语
A # B 芳香族氨基磺酸盐系高效减水剂的分子结构具有分 支多、 疏水分子链短和极性强等特点。 A 5 B $%& 具有高效减水和增强的特性， 当掺量为 #2 .( 时， 其 减 水 可 以 达 到 542 5( ， 54 M 抗 压 强 度 比 可 以 达 到 但当掺量超过 #2 .( 时， 由于泌水 J 混凝土强度将随掺 #!5( 。 量增加而迅速降低。 其合理掺量为 .2 ,( F #2 .( 。 A , B $%& 高效减水剂对控制坍落度经时损失具有显著效
减水剂的同时， 亦会引起新拌混凝土严重泌水， 从而对硬化混 凝土的强度、 表观状态等产生诸多不良影响。 研究中我们采用 $%& 与 789 高效减水剂复配的方法对 $%& 减水剂的泌水性 能进行了调整。 并对 $%& 高效减水剂新拌混凝土的泌水性、 坍 落度和流动度按 =L 4.31 I #::3 进行了测试， 结果见表 # 。
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引
言
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芳香族氨基磺酸盐聚合物作为混凝土高效减水剂， 具有优 越的分散塑化效果和良好的坍落度保持性能。 国外在 "# 世纪 &# 年代初期就有对氨基磺酸盐减水剂的合成和性能进行研究 的专利报道 :% $" ; ， 在我国， 该类产品由北京城建工程研究院于 近几年， 氨基磺酸盐系减水剂 "#世纪 &# 年代后期研制成功 。 因其良好的坍落度保持性能而引起了国内众多混凝土外加剂
・ !!・ 万方数据 新型建筑材料
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!"#$%&’( )*%(+%,- .’/#0%’(1 化学建材
甲醛： 纯度不小于 ,3( ， 工业级； 工业级。 9C@? A 5.( 溶液 B ： ?5 &@! A 5.( 溶液 B 、 #2 52 5 实验过程 于 #... +D 四颈烧瓶中以 ,.. +D 水溶解 5., * 对氨基苯磺 酸钠、 再加入适量 ?5 &@! 溶液调节 E? 值 #.. * 苯酚和 ,! * 尿素， 至 ! F 3。 加热反应体系至 :. F :" G ， 滴加 5!. * 甲醛， 于中速搅 拌条件下反应 32 " H， 然后再以 9C@? 溶液调节 E? 值至 ## 左 右， 并将反应体系温度强制冷却至室温， 再在该条件下继续反应 即得深棕红色对氨基苯磺酸钠 I 苯酚 I 尿素 I 甲醛缩 # F , H， 合物高效减水剂 （以下简称 $%&） J 其固体含量约为 ,!( 。
化学建材 !"#$%&’( )*%(+%,- .’/#0%’(1
氨基磺酸系高效减水剂的合成 及其应用技术研究
徐正林
8 江苏省交通科学研究院中心实验室， 江苏 南京 "%##%’ 9
摘要： 介绍氨基磺酸系高效减水剂的合成方法， 通过物理复配技术改善其应用于混凝土时产生的泌水现象。
该类高效减水剂分散性能好， 对控制混凝土坍落度经时损失具有显著效果。
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由于对氨基苯磺酸中氨基、 苯酚的邻对位以及尿素中氨 基对甲醛均有相当高的反应活性， 所以当上述结构式中的 = 为 ? 时， 氨基磺酸系减水剂分子实际上是多支链甚至网状结 构， 分支多、 疏水基分子链短、 极性较强是其分子主要特点。 由于分支多， 氨基磺酸盐分子一般在混凝土粒子表面呈立式 吸附， 这种立体效应可以使混凝土在较长的时间内保持其坍 落度及流动性。 但分子中疏水基链短、 极性较强的结构却决 定了其应用于混凝土时保水性能差、 容易泌水的特性。 %5 " 实验 %5 "5 % 实验原料 对氨基苯磺酸钠： 纯度不小于 &’5 %C ， 工业级； 苯酚： 纯度不小于 &&C ， 工业级； 尿素： 含氮量不小于 !45 (C ， 工业级；
关键词： 高效减水剂； 氨基磺酸盐； 坍落度损失； 泌水； 复配 中图分类号： DEF"G 文献标识码： H 文章编号： %##% $ ’#"I 8 "##( 9 #F $ ##!! $ #"
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研究者的兴趣和重视， 有关氨基磺酸盐系减水剂合成及其性能 研究的文章也屡见报道
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。 目前， 国内已经有清华大学、 四川
大学、 华南理工大学以及北京、 天津、 江苏、 河南、 云南等地多家 外加剂厂拥有了该产品的生产应用技术。 但由于该类产品普遍 存在的泌水特性， 使其推广应用受到了极大的限制。 本研究实验合成了氨基磺酸盐系高效减水剂， 并通过物 理复配降低了其应用于混凝土时产生的泌水现象。
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$%& 6 789 . 2 3" $%& 6 789 . 2 3" 6 增稠剂
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掺 $%& 高效减水剂混凝土的性能
原材料
注： 混凝土的配合比为 + （ ;） （ &） （ =） > !.. < 4#1 < #.53。 <+ <+
水泥： 江南水泥厂生产， K2 ! !52 "； 中砂： 细度模数 52 1； 石子： 南京六合玄武岩， 压碎指标 52 "( ， 粒径为 " F 5. ++ 碎石。 52 5 增强性能 $%& 的减水、 氨基磺酸盐系高效减水剂具有高减水、 高分散的特性，
参考文献：
N #O N 5O N ,O N !O N "O N 1O P& KCQR0Q "J .:5J .,!2 P& KCQR0Q "J 5!"J ..#2 李崇智， 师海霞等 2 氨基磺酸系高效减水剂的试验研究 2 混凝 A ! B S ,! I ,42 土， #:::， 冯乃谦 2 氨基磺酸系高效减水剂的研制及其混凝土特性 2 混 A 5 B S " I 42 凝土与水泥制品， 5...， 李强， 赵明哲等 2 氨基磺酸系高性能减水剂的合成与性能分析 2 A ## B S 5" I 542 混凝土， 5..#， 史昆波， 牛学蒙等 2 氨基磺酸系高效减水剂的实验室研制 2 延 A 5B 2 边大学学报 （自然科学版） ， 5..5，
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万方数据
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芳香族氨基磺酸盐聚合物的合成
合成原理 氨基磺酸甲醛缩合物主要是以对氨基苯磺酸及苯酚为
主要原料 < 在含水条件下与甲醛加热聚合而成。 其主要产物 的通式如下：
收稿日期： "##" $ #" $ "" 作者简介： 徐正林， 男， 江苏南京人， 工程师。 地址： %&’! 年 ’ 月出生， 南京市水西门大街 ""( 号， ) $ *+,- . /012- 3 %4(5 67*。
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有时， 还在合成过程中加入尿素 : @A 8 B?" 9 " ; < 这样一方 面可以节约成本， 更重要的是加入尿素后， 可以有效降低最 终产品中的的游离甲醛含量。 此时产物的分子结构如下 .