改性脂肪族高效减水剂的合成试验研究
一种新型脂肪族高效减水剂的合成及应用
高效减水剂是一种可以在混凝土同等坍落度下大量减少拌合水量的外加剂,能改善混凝土的流动性,增加水泥颗粒在浆料中的分散度。
20世纪60年代,三聚氰胺磺酸盐(PMS )和聚萘磺酸盐(BNS )高效减水剂的出现,开启了混凝土技术的新时代,同时也使高效减水剂的研究成为行业热点。
此后,脂肪族减水剂(AFS )、聚羧酸盐高性能减水剂(PCE )、缩聚物类减水剂(SPF )等相继诞生并投入使用。
然而,业内在使用过程中积累的大量经验表明,BNS 坍落度保留值短,且在低水灰比(<0.35)时,效果不明显;PMS 与之类似;AFS 较前两者在低水灰比时性能较好;SPF 则较AFS 有更好的坍落度损失行为;而PCE 在较低剂量时,较前述缩聚物有效性和坍落度保留值更好,但其对不同的水泥组合物较敏感,且会与粘土发生强烈的相互作用,还会产生过多泡沫,需加入消泡剂进行控制。
鉴于各种高效减水剂的优缺点,在工作实践中采用环己酮、甲醛和亚硫酸盐探索合成了一种新型脂肪族减水剂(CFS ),并研究了其相关性能,旨在为业界人士提供参考。
1实验部分⒈1仪器与试剂Waters l515型凝胶渗透色谱仪;SZCL-2数显智能控温仪;JY l0001电子天平;PTHW 型电热套;NJ-160A 水泥净浆搅拌机;DW-2型电动搅拌器。
环己酮,分析纯,99.5%;甲醛,分析纯,30%;亚硫酸钠,分析纯,97.0%;甲酸,分析纯,88.0%;氢氧化钠,分析纯。
⒈2实验原理在强碱性条件下,环己酮与甲醛反应,在α位置的酮官能团形成羟甲基。
随后,亚硫酸盐与羟甲基反应,形成α,α'-二羟甲基,α'-磺甲基环己酮,然后缩合成线性缩聚物。
净反应和分子中心结构如图1所示。
图1CF S 高效减水剂的合成反应式⒈3合成方法在1L 的圆底烧瓶上安装回流冷凝器与温度计,室温下将16g 亚硫酸钠溶解在75mL 30%的甲醛水溶液中,移入圆底烧瓶中,均匀快速搅拌状态下,加入13.3mL 30%的氢氧化钠水溶液,并将该溶液的PH 值调节至13.5。
木钠改性高效减水剂的合成与效果评价
后 取样 。
磺化剂 , 在一定的反应条件下合 成的新型高性能减水 剂 , 是一种 羟基磺酸盐高聚物 ” 2。研 究及 应用 表 明, Ij 与传 统 的萘 系高效 减水剂相 比, 其性能 更为优 良, 对水 泥的适 应性广 , 质素磺 酸 木
・
8・ 2
广 州化工
21 年 3 第 l 01 9卷 3期
木 钠 改 性 高 效 减 水 剂 的 合 成 与 效 果 评 价
魏 铭 ,方 嵩
407 ) 300
( 武汉理 工 大学化 学工程 学院 ,湖北 武汉
摘 要 : 以正交试验考察了木钠改性减水剂的合成工艺, 依据国标对其净浆流动度、 坍落度损失等主要性能进行评价。木钠改
mo i e y l o u f n t .O h g n l e t t o s r s d t n p c h rp r t n p o e s c o d n en t n d f d b i s o ae r o o a s h d eu e i s e t e p e aa i rc s .A c r i g t t a i — i n g l t t me we o t o oh o a s n ad,t e p o e is o twa v u t d T e o t m e h oo i a o dt n fa i h t u e p a t ie e e lt dr a h r p r e fi t s e a ae . h p i l mu tc n l gc c n i o s o l ai s p r lsi z r w r l i p c c
脂肪族高效减水剂的性能研究与应用
第3 9卷
第 1 期
四川建筑科学研究
S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e l 9 3
2 0 1 3年 2月
脂肪族高效减 水剂的性能研究 与应用
朱丹彤 , 赵 吉坤
( 南京农业大学工学院 , 江苏 南 京 2 1 0 0 3 1 ) 摘 要: 对脂肪族 高效减水 剂 的应 用性 能 进行 了研 究。首 先, 运 用优 选法 找 到脂肪 族 高效减水 剂 的最优 掺量 为
1 . 8 2 %, 最优掺量区间为 ( 1 . 7 9 9 %, 1 . 8 5 4 %) ; 其次 , 对脂肪族 高效减 水剂 的掺量与 相应混凝 土立方体抗 压强 度之 间进行 回归分析 , 建立两变量 间的函数关 系。最后 , 对混 凝土试块进 行抗 压 、 劈 裂抗拉 强度检 测 , 通过数 据分析 得 出脂肪族高效减水剂具有掺量小 、 增强 大的显著特点。 关键词 : 脂肪族 高效减水剂 ; 优选法 ; 线性 回归 ; 强度检测
0 前
言 ’
混凝 土 是 建筑 行 业 主要 的建筑 材 料 之 一 , 也 是 世 界上 用量 最 大 的人 工材料 。随着混 凝 土技术 的提
脂肪族高效减水剂的合成与性能
脂肪族高效减水剂的合成与性能作者:冒海军来源:《城市建设理论研究》2013年第16期摘要:高效减水剂是生产高强高性能混凝土的重要原料。
减水剂作为一种分散剂,可以改变水泥颗粒表面的物理化学性质,增加颗粒间的斥力,从而增加新拌浆体的流动性,改善混凝土的工作性。
本文主要研究了脂肪族高效减水剂的合成工艺,对影响产品分散性的几个因素进行了分析。
关键词:脂肪族磺酸盐;高效减水剂;合成;性能中图分类号:Q493.5 文献标识码:A 文章编号:一、前言随着建设领域的发展,对混凝土高强及耐久性的需要,使得对混凝土的性能提出了更高的要求。
混凝土的高性能化最重要的技术途径是使用混凝土外加剂,混凝土外加剂以它不可替代的性能已经成为混凝土的重要组成部分。
脂肪族高效减水剂是丙酮磺化合成的羰基焦醛。
憎水基主链为脂肪族烃类,是一种绿色高效减水剂。
不污染环境,不损害人体健康。
对水泥适用性广,对混凝土增强效果明显,坍落度损失小,低温无硫酸钠结晶现象,广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂,也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用。
脂肪族减水剂以其相对简单的生产工艺,对水泥适应性好,成为目前最重要的减水剂产品之一。
二、脂肪族高效减水剂的的特点脂肪族减水剂是上世纪80年代发展起来的一种新型减水剂。
它是以丙酮、甲醛、焦亚硫酸钠、片碱等为主要原料,经过磺化、缩合而制得的阴离子高分子表面活性剂。
高效减水剂是生产高强、高性能混凝土的主要原料之一。
目前在国内市场上,使用的高效减水剂主要有萘系减水剂,磺化三聚氰胺系减水剂,氨基磺酸盐系减水剂以及聚羧酸盐系减水剂。
高效减水剂是生产高强高性能混凝土的重要原料。
减水剂作为一种分散剂,可以改变水泥颗粒表面的物理化学性质,增加颗粒间的斥力,从而增加新拌浆体的流动性,改善混凝土的工作性能。
脂肪族减水剂具有以下特点:减水率高;含气量低,有利于制备高强、高性能混凝土;Na2SO4含量低,冬季无结晶沉淀现象,可以方便地复配成防冻剂、泵送剂;原料来源广泛,在工业萘价格上扬的今天,其性价比要高于萘系减水剂。
减水剂的化学性能
脂肪族减水剂:脂肪族系高效减水剂是指采用丙酮、亚硫酸盐甲醛等合成的高效减水剂。
其结构特点是憎水基主链为脂肪族的烃类,而亲水基主要为-SO3H、-COOH和-OH 等。
脂肪族系高效减水剂原材料便宜,工艺简单(合成温度80~100℃),合成成本相对较低,而其对混凝土塑化增强方面的效果与萘系、密胺系高效减水剂相当。
脂肪族系高效减水剂的引气量较低,不使混凝土过分泌水,对混凝土凝结时间影响较小。
由于脂肪族系高效减水剂呈明显的红褐色,掺入混凝土拌合物中易渗色,常受到用户的质疑。
试验表明,这种渗色现象并不影响混凝土内在质量和表面性能。
脂肪族系高效减水剂目前在高强管桩生产中的应用较多,且在萘系高效减水剂价格高涨时期,其更加受到用户青睐。
就是有甲醛,丙酮等原料合成的,在化学上,合成的物质呈现直链状,叫脂肪烃,因为含有减水基团,所以叫脂肪族减水剂。
他作为第二代高效减水剂,在我国华南、华北应用广泛。
如果质量比较好,是没有毒害的。
但如果反应不完全,会有少量甲醛、丙酮等有害气体,吸入较少的话不必紧张,离的远些使劲吸吸新鲜空气即可。
萘系减水剂萘系高效减水剂是经化工合成的非引气型高效减水剂。
化学名称萘磺酸盐甲醛缩合物,它对于水泥粒子有很强的分散作用。
对配制大流态砼,有早强、高强要求的现浇砼和予制构件,有很好的使用效果,可全面提高和改善砼的各种性能,广泛用于公路、桥梁、大坝、港口码头、隧道、电力、水利及工民建工程、蒸养及自然养护予制构件等。
目前市场上以硫酸钠含量分为高浓,低浓的。
编辑本段性能特点以下是低浓的指标:一、主要技术指标: 1、外观:粉剂棕黄色粉末,液体棕褐色粘稠液。
2、固体含量:粉剂≥94%,液体≥40% 3、净浆流动度≥230mm。
4、硫酸钠含量≤10。
5、氯离子含量≤0.5%。
二、性能特点:1、在砼强度和坍落度基本相同时,可减少水泥用量10-25%。
2、在水灰比不变时,使混凝土初始坍落度提高10cm以上,减水率可达15-25%。
脂肪族高效减水剂的改性
液体掺量 (%)
0.8 1.2 0.8 1.4 0.8 1.5 1.0 1.7 1.2 2.0 1.2 1.2
坍落度 / 扩展度(mm)
初始
1h
220/490
190/340
200/410
170/280
225/440
155/250
240/550
170/300
240/560
170/250
230/570
180/260
甲醛与丙酮发生羟甲基化反应,在一定的温度下进行缩 合,甲醛与丙酮的比例不同,会改变 BTG 的分子量分布,从而 影响 BTG 的性能,如表 2。
表 2 甲醛与丙酮的比例对水泥净浆流动度的影响
甲醛与丙酮的摩尔比 1.5 1.7 1.9 2.0 2.2 2.5 2.7 水泥净浆流动度 (mm) 160 170 210 230 235 240 220
PC:(180+120+80)×0.8%×3300/1000=10.032(元 /m3)
admixtures for the 21st century [A]. Sixth CANMET/ACI
萘系 :(180+120+80)×1.5%×2300/1000=13.11(元 /m3)
International Conference on Superplasticizers and Other
本产品以 20% 含固量 计,成 本为 2300 元 /t,售价可按
w 3300 元 /t。萘系减水剂 (40%) 售价为 2300 元 /t。PC 的掺量
为 0.8%,萘系减水剂掺量为 1.5%,则两种外加剂的单方混凝
w 土成本为:
约 240 余万元,经济效益更加显著。
脂肪族高效减水剂的合成工艺
由表 2可以看出, 随着亚硫酸钠的增加 , 产物的 分散性能逐渐降低 , n S :n A 0 4时 , 在 ( ) ( )= . 产物 的分散 性 能均 达到最 大。在 n S :1 A 0 3 ( ) 1 )= . ( 时, 反应物在聚合过程 中形成凝胶。
33 反应物浓度对产物分散性能的影响 .
表 3 反应物浓度对产物分 散性 能的影 响
( ) 泥 净 浆 实 验 : 照 国标 G / 14 1水 参 B T 36— 20 , 0 1采用代用法测定 。
l 刚 —- ' — ■ 1 青 -- ‘
泥混凝土减水剂的酮醛缩合物外加剂的制备方法 ,
高效减水剂又称超塑化剂 , 是一类显著减少新 拌混凝土用水量、 提高混凝土性能、 延长混凝土使用
寿命 , 或在保持混凝土性 能和使用寿命基本不变的 基础上较大幅度减少水泥用量的化学添加剂 , 且减
氯盐 , 对钢筋无腐蚀等优点。 脂肪族磺酸盐高效减水剂的研究起始于欧洲和
美 国油井水泥减阻剂。改性的磺化酮醛缩合物在首
先作为油井水泥减阻剂于 3 世纪 8 O 0年代后期 申清 了专利 。3 世纪 9 O 0年代初 , 我国中原油 田勘探局 泥浆公司科研所和西南石油学院等开始对此类外加 剂进行研究改性 , 并在我国申请 了专利, 发表相关的 学术论文. 主要用途是作为油井水泥减阻剂或分散 剂¨ 。此类外加剂与萘 系高 效减水剂 和木质 素 引
量控制 、 沸和凝胶化现象防止 的具体措施 以及反 爆 应产物的稳定性等方面都没有系统的研究 。 从 目前发表的关于脂肪族磺酸盐高效减水剂的 文献资料看 , 合成所需的原材料、 合成工艺参数、 加
料顺序、 原材料配 比等各不相同, 不同原材料和合成
引气型脂肪族高效减水剂合成研究
Y ANG Big —y n , n og 唧 Y n —z o g ZHANG og h n , Lu
( .Y n zo i y o ce t. Yze g 14 0 C ia2。 e at e t f hmi l 1 a gh uTa eC n rt Ld , i n 2 10 , hn ; D p r n e c n e h m oC a
关键词 : ; 合成 高效减水剂 ; 脂肪族羟基磺 酸盐 ; 加气 ; 木质素磺酸盐改性
中图分类号 :U 2 .4 . T 5 80 2 2 文献标识码 : A 文章编号 :0 8— 2 x( 0 1 1 0 2 10 0 1 2 1 ) 1— 0 7一o 4
Ree r ho y t ei fAl h t d o y up o ae sa c fS nh sso i ai Hy r x lS lh n t p c Hih Ra g ae d crwi rEnr iig g n eW trRe u e t Ai tann h
第 1 期 1
杨 炳勇 , : 等 引气 型脂肪族高效减水剂合 成研 究
・ 7・ 2
引气型脂肪族高效减水剂合成研究
杨 炳 勇 吴永 忠 张 , , 路
2 10 ; 140 20 4 ) 10 8 ( .扬 州 天业 混凝 土有限公 司 , 1 江苏 仪 征
2 .南 京化 工职 业技术 学 院 化学 工程 系 , 江苏 南 京
a d dw y e r p lm r a o ;i d iga on :2 % ( A d e a :bf e oy ei t n t a dn m u t 0 o zi s S F,dy b s ) rcs o dt n r ae ;poescn io :n i
脂肪族减水剂生产工艺
脂肪族减水剂生产工艺
脂肪族减水剂是一种常用的建筑助剂,主要用于控制混凝土的流动性并减少水泥用量。
下面,我们将介绍脂肪族减水剂的生产工艺。
首先,脂肪族减水剂的生产原料主要包括脂肪醇和氧化剂。
脂肪醇是一种有机化合物,可以从动植物油脂、煤焦油、石油等原料中提取。
氧化剂则可以采用过氧化苯甲酰和过氧化苯代硫酮等。
其次,脂肪族减水剂的生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 提取脂肪醇:将原料中的脂肪醇进行提取。
首先,将原料加入特定溶剂中,在适当的温度下进行搅拌。
然后,通过蒸馏、浓缩等工艺,将脂肪醇从溶剂中分离出来。
2. 合成脂肪醇聚氧乙烯醚:将提取得到的脂肪醇与氧化剂进行反应,得到脂肪醇聚氧乙烯醚。
反应条件通常需要控制温度、压力等参数,以保证产品的质量。
3. 加工脂肪族减水剂:将合成得到的脂肪醇聚氧乙烯醚进行加工。
首先,需要对产品进行中和处理,即将脂肪醇聚氧乙烯醚与碱性物质反应,中和其中的酸性基团。
然后,进行干燥、粉碎等加工工序,使产品达到所需的形态和颗粒度。
最后,通过包装、质检等环节,将脂肪族减水剂进行包装,并进行质量检测,确保符合相关的标准和要求。
生产出来的脂肪
族减水剂可以用于建筑材料的生产和施工过程中,提高混凝土的流动性,减少水泥用量,提高混凝土的强度和耐久性。
综上所述,脂肪族减水剂的生产工艺主要包括原料提取、脂肪醇聚氧乙烯醚合成、产品加工等步骤。
在整个生产过程中,需要严格控制工艺参数,保证产品质量,并进行包装和质检,以满足建筑材料的需求。
脂肪族高效减水剂的合成工艺
f) 泥 净 浆 试 验 : 照 G /0 7 2 0 2水 按 B8 7 — 0 0的 方 法 进 行 水 泥
净 浆 流 动度 测 定 f) 凝 土 试 验 : 照 G 8 7 — 9 7的 方 法 进 行 混 凝 土 3混 按 B 0 6 19 性 能 的测 定 。
环境 污 染 比较 严 重 , 水率 不 太 高 . 坍 性 能差 , 酸 钠含 量 减 保 硫
不 同 的 醛 酮 摩 尔 比得 到 的产 品 的 相 对 分 子 量 及 其 分 布 不 一 样 。作 为 一 种 分 散 剂 要有 合 适 的 相 对 分 子 质 量 及 分 布 , 所 以醛 酮 摩 尔 比是 生 产 脂 肪 族 减 水 剂 的 一 个 重 要 参 数 。 同 不
醛 酮摩 尔 比 合成 脂 肪 族 减 水 剂 的 分 散 性 见 表 2 。 表 2 醛 酮摩 尔 比 对 分 散 性 的 影 响
关键 宇 效 减 水 剂 脂 肪 族 合 成 工 艺 分 散 性 高 _ 一 。 。
U 刖 昌
高 效 减 水 剂 是 生 产 高 强 高 性 能 混 凝 土 的重 要 原 料 。 水 减 剂 作 为 一 种 分 散 剂 ,可 以 改 变 水 泥 颗 粒 表 面 的 物 理 化 学 性 质 , 加 颗 粒 间 的斥 力 , 高 新 拌 浆 体 的流 动 性 , 善 混凝 土 增 提 改 的工 作 性 【 ” 。 目前 国 内市 场 的高 效 减 水 剂 有 萘 系 减 水 剂 , 化 三 聚 氰 磺 胺 减 水 剂 , 基 磺 酸 盐 减 水 剂 以 及 聚 羧 酸 盐 减 水 剂 。其 中 氨 荼 系减 水 剂 用 量 最 大 . 是 也 存 在 一 些 缺 陷 : 生 产 过 程 对 但 如
脂肪族高效减水剂合成工艺及分子结构
( ) a O 溶 于水 , 温 5  ̄情 况下 先 滴 人所 2 N2 , S 控 0C 有 甲醛 的 3 %,然 后 5 ℃情 况 下滴 入 所 有 丙 酮 与 0 0
1 试 验部分
11 主 要原 料 和 仪 器 .
甲 醛 ( 7 , . ) 丙 酮 ( . ) N 2O ( 业 3 % AR.、 AR.、 a , 工 S
高效减水剂是一种重要 的混凝 土外加剂 , 当前 国内市场 的主要 品种 有萘系 、 氨基磺 酸系 、 三聚氰 胺系 、 聚羧酸系 、 脂肪族系等。其中的脂肪族系减水 剂 以甲醛 、 丙酮 、 亚硫酸盐为原料 , 经磺化 、 缩合而 制得 , 具有减水率高 、 原料价格低 、 不含氯盐 、 生产 工艺简单等特点 , 具有极高的推广使用价值。
4 %的甲醛的混合液 , 0 滴完后 , 体系升温至 9 ℃, 0 升
温 同时滴人 剩余 3 %甲醛 。 0 甲醛滴 完后 于 9 c下反 Oc 应 3 。流动 度为 10 m。 h 7m () 0 3 5 ℃下 所有 丙酮 与水 混 合 , 入 N 2O , 加 a 搅 S
级 )N H O( 、 a S ,工业级 )水泥 ( 、 中联 P 2 O4. 5级水 泥 ) 。
在选取加料工艺时…, 固定原料投加量为 : 甲醛
( 7 6 g 丙 酮 2 g N 2O 0 , 2 2 g n甲 : 3 %) 2 , 2 , aS 3 g H 0 10 , 醛 n 3
丙酮 : / '  ̄
…
z - 一1: . 03 固含量 约 3 %。 如下 4种 04: . , 2 按
产生重要影响【3 本文通过正交试验研究了磺化剂 l。 _ 1 用 量 、 酮摩 尔 比 、 间 等 因素 对 产 品减 水 性 能 的 醛 时
微波作用下脂肪族高效减水剂的合成及其性能研究
2De a t n fBilgc la d . p rme to oo ia n Ch mia gn eig Gu n x Unv ri o e h ooy, u h u 4 0 6, a x , ia e c lEn ie rn , a g i iest f T c n lg Liz o 5 5 0 Gu ng iChn ) y A b t a tT aih tc u eplsiie S ) wa y te ie t fr le y e a eo e a d n y ru s du s r c :he l ai s p r atczr(AF p s s nh szd wi omad h d , c tn n a h do s o im s l t a a h uf e s rw i
脂肪族减水剂( D是 2 世纪 8 年代发展起来的一种 耗、 S A 0 0 高效率、 清洁环保等优点, 在有机小分子的合成方面已有
新型高效减水剂, 是以羰基化合物为主要原料, 在碱性条件下 报 道 。
通过碳负离子缩合得到的一种脂肪族高分子聚合物lS F l A 具有 _ 。
不引气、 不缓凝、 塌落度损失小等特点, 在脂肪族减水剂分子 碳氢链。与萘系减水剂相比,脂肪族减水剂生产工艺相对简
ma e i l n er t ra u d mir wa e ir d ai n o d to s c o v — r a i to c n i n .Th o t m s n h ss o d to s i e pi mu y t e i c n i n we e b a n d y i r o t i e b Mo a e t n— g n Ex rme t t n . pe i n a i s 0 Whn e 0.5 7% S wa a d d,h wae r d c i n a e AF s d e te t r e u t r t wa 2 . % o s 65 me n ie h tme f y t e i wa s re e t e i o a wh l t e i o s n h ss s ho n d,h t t me f
绿色低成本脂肪族高效减水剂的合成及性能
lw— otge n s l n td c tn -o ad h d u ep atcz rwa sfl ws n omad h d )n(c tn )n(n y r u sdu s l t) o c s re uf ae a eo e fr le y e s p rlsiie sa ol : f r le y e : a eo e : a h do s o im uf e o m o i
c e c l e c in p o i e h h a r qu r d o s n h tc a d c iv n n h mi a r a t , r v d t e e t e i f r y t ei s n a h e e o he t o r e r c s p o u t n. e o c n r t n— o e a s u c p o e s r d c i Th c n e ta i o o
a h d o s o i m u f e o e u e h c s f r w t ra .T e o ma d h d s r p e y s v r l se s o c n r l h h a o n y r u s d u s l t t r d c t e o t o a ma ei 1 h f r l e y e wa d o p d b e e a t p t o to t e e t f i
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(.a n y rui R sac ntueN mig R & D Hi eh o g o Ld.N mig 20 2 ,ins , hn ; 1 mig H da l eerh Isi t, a n N c t g T c nl y C . t. a n 10 4 J gu C ia h o a 2C l g fMae asSin ead E gn eig Suh atU iesy N mig2 1 8 ,in s, hn ) .ol e o tr l c c n nier , otes nvri , a n 1 19 Jagu C ia e i e n t
脂肪族高效减水剂的合成与性能
脂 肪 族 高效 减 水 剂 的 合 成 与 性 能
曹 优 然 ( 北京诚信 天宏科技 有限公 司 北 京 1 0 5 0 3) 0
摘 要: 丙酮, 甲醛和 亚硫 酸钠 为主要 原料合 成 了脂肪族 羟基磺 酸盐 类高效减水 剂 , 讨论 了 成 条件对 产物分散性 能的影响 并研 究 了这 合 类高效减水剂的应 用性 能 。丙酮,甲醛和亚硫酸钠 在一 定摩 尔比条件下 , 通过适 当的混合和加入 ,在 9 0~9 3℃时反应 3 h。所得的 产物 脂肪族 羟基磺酸 盐高效减水 剂 H AF具有良好的分散性能 。合 成的高效减水 剂 HAF对水 泥净浆有轻微 缓凝作用 ; 在混凝土中掺 量为 0 5 . % 时 ,减水率达 到 1 ,且具 有明显的早 强和增 加抗压 强度 的特性 。 9% 关键 词 : 脂肪族 高效减水 剂 磺化酮醛 缩聚 物 合成 工艺 中图分类号 : u7 T 5 5 文献 标识 码 : A 文章编 号 : 6 4 9 x 2 0 ) 6 a一0 1 — 2 1 7 —0 8 ( 0 8 0 ( ) 0 0 3
1前言
高效 减 水 剂 的 被 公 认 为 是 继 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混凝 土技 术之 后 的 第三 次 技 术 飞跃 ,经过 4 0年 发展 ,高 效减 水 剂 已经 是 高 性 能 混 凝 土 的 主 要 原料 之 一 。 萘 系减 水 剂 是 目前 使 用 量 最 大 和 使 用时 间最 长 的 高 效 减 水 剂 ,但 是 它 存 在 着 一 些 缺 陷 :生 产 过 程 中 对 环 境 污 染 比 较 严 重 ;主 要 原 材 料 波 动 大 ;减 水 率 不 是 很 高 ;产 品 保 坍性 能 差 ;硫 酸 钠 含 量 高 ,冬 季 抗 冻 性 能 差 ,有 结 晶沉 淀 的 现 象 。 脂 肪 族 减 水 剂 是 以 丙 酮 . 甲 醛 、 焦 亚 硫 酸 钠 、亚 硫 酸 钠 等 为 主 要 原料 , 经过 磺 化 、 缩 合 而 制 得 的 阴 离 子 高 分 子 表 面 活 性 剂 。 它 具 有 生 产 工 艺 简 单 . 生 产 周 期 短 、 生 产 和 使 用 过 程 中 无 三 废 排 放 的 优 点 ,且 具 有 生 产 原 材 料 低 ,减 水率 高 ,强 度增 长 快 , 引气 量 低 ,冬 季 无 结 晶 沉淀 现 象 等特点 。 脂 肪 族 高 效 减 水 剂 反 应 机 理 比 较 复 杂 。不 同的 工 艺 和 配 方 虽 然 都 可 以 生产 出 脂 肪 族 减 水 剂 ,但 是 各 种 产 品 的 综 合性 能 相 差 很 大 。 影 响 脂 肪 族减 水 剂性 能 的 因素 有 :加 料 方 式 、 反 应 温 度 、 反 应 浓 度 . 原 料 配比 等 。本 文 探 讨 了合 理 的 缩 聚 条件 和 原 料 配 比 ,并 针 对 反 应 条 件 进 行 了实验 研 究 ,得 到 了分 散 性 能 优 良的缩 聚物 ,并 对 缩 聚物 的主 要性 能 进 行 了研 究 。
脂肪族高效减水剂的技术指标及性能特点
HSB(High Strence Bing)是高分子磺化合成的羰基焦醛。
憎水基主链为脂肪族烃类,以下简称HSB,是青岛虹厦研发的一种绿色高效减水剂。
本产品不污染环境,不损害人体健康。
对水泥适用性广,对混凝土增强效果明显,坍落度损失小,低温无硫酸钠结晶现象,广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂,也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用。
主要技术指标1、外观棕红色的液体;2、固体含量>35%;3、比重1.15-1.2性能特点1、减水率高。
掺量1-2%,减水率可达15-25%。
在同等强度坍落度条件下,掺HSB 可节约25-30%的水泥用量;2、早强、增强效果明显。
砼掺入HSB,三天可达到设计强度的60-70%,七天可达到100%,28天比空白混凝土强度提高30-40%;3、高保塑。
混凝土坍落度经时损失小,60 min基本不损失,90 min损失10-20%;4、对水泥适用性广泛,和易性、粘聚性好。
与其他各类外加剂配伍良好;5、能显著提高砼的抗冻融,抗渗,抗硫酸盐侵蚀,并全面提高砼的其他物理性能;6、特别适用以下砼:流态塑化砼,自然养护、蒸养砼,抗渗防水砼,耐久性抗冻融砼,抗硫酸盐侵蚀海工砼,以及钢筋、预应力砼;7、HSB无毒,不燃,不腐蚀钢筋,冬季无硫酸钠结晶。
使用方法1、通过实验找出最佳掺量,推荐掺量为1.5-2%;2、HSB与拌和水一并加入砼中,也可以采取后加法,加入HSB砼要延长搅拌30s;3、由于HSB的减水率较大,砼初凝以前,表面会泌出一层黄浆,属正常现象。
打完砼收浆抹光,颜色则会消除,或在砼上强度以后,颜色会自然消除,浇水养护颜色会消除的快一些,不影响砼的内在和表面性能。
贮存与包装1、HSB 可在-20—40摄氏度下贮存但不能暴晒,保质期一年。
2、包装:250KG铁桶或散装供应,也可按照用户的要求包装。
脂肪族减水剂的合成工艺
脂肪族高效减水剂的合成工艺高效减水剂是生产高强、高性能混凝土的主要原料之一。
目前在国内市场上,使用的高效减水剂主要有萘系减水剂,磺化三聚氰胺系减水剂,氨基磺酸盐系减水剂以及聚羧酸盐系减水剂[1,2]。
其中萘系减水剂使用量最大,但是它存在着一些缺陷:比如生产过程中对环境污染比较严重;减水率不是很高;产品保坍性能差;硫酸钠含量高,冬季有结晶沉淀的现象。
而且原料工业萘价格波动较大。
脂肪族减水剂是上世纪80年代发展起来的一种新型减水剂[3]。
它是以丙酮、甲醛、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠等为主要原料,经过磺化、缩合而制得的阴离子高分子表面活性剂。
它具有以下特点:(1)减水率高。
(2)含气量低,有利于制备高强、高性能混凝土。
(3)Na2S04含量低,冬季无结晶沉淀现象,可以方便地复配成防冻剂、泵送剂。
(4)原料来源广泛,在工业萘价格上扬的今天,其性价比要高于萘系减水剂。
脂肪族高效减水剂反应机理比较复杂[4]。
不同的工艺和配方虽然都可以生产出脂肪族减水剂,但是各种产品的综合性能相差很大。
影响脂肪族减水剂性能的因素有:合成时的加料方式、反应温度、反应浓度、原料配比等[5]。
本文在介绍合成工艺的基础上,对几个重要影响因素进行了讨论分析。
1实验1 • 1 主要原料丙酮(工业级)、甲醛(工业级)、焦亚硫酸钠和亚硫酸钠(工业级)。
1. 2合成实验(1)将一部分甲醛、丙酮和Na2S 0,混合均匀,备用。
(2) 在装有回流冷凝管、温度计、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中加人称量好的自来水和Na2S0$以及另一部分甲醛。
开动搅拌器用水浴升温至55C,在55-65E条件下用滴液漏斗缓慢滴加上述的混合液,滴加时间3-4h。
(3) 滴加完毕后,升温至90-95~C,保温2-3h,得到含固量为35%的产品。
1. 3水泥净浆实验和混凝土实验(1) 实验原材料:减水剂为本实验合成的脂肪族高效减水剂。
此外,为了与其它减水剂比较,选用了常用的磺化三聚氰胺减水剂SM及萘系减水剂;水泥采用52. 5基准水泥;集料为5-20mm的碎石和风干中砂。
木质素磺酸钠接枝改性脂肪族高效减水剂的研究
(.aj gHyrui Reerh Istt, D Hih T c o t. nig 2 0 2 ,ins , hn ; 1N ni dal sac ntueR& g — eh C .Ld, j 10 4Jagu C ia n c i Na n 2Sho fMaeil Sin ea d E g er g Suh atU i ri , aj g2 18 ,ins , hn ) . olo tr s cec n n i ei , otes nv sy N ni 1 19 J gu C ia c a n n e t n a
收 稿 日期 :0 1 0 — 7 2 1- 3 1
2 浓度为4 % .t 5 0 左右的纸浆废液, 相应地降低了纸浆企业废
作者简 介: 陈国新 , 17 男,9 2生 , 苏无锡人 , 江 博士研 究生 , 高级工程 师, 主要从事水工混凝土及外加剂的研究 。地址: 南京市虎踞关 3 4号,
E- i g c e @n r.n。 mah x h n hic
液排放的化学污染。
本文利用木钠制备改性脂肪族高效减水剂,克服了普通
脂肪 族高 效减水剂在应用时出现的 混凝土离析、 水、 泌 颜色发
2 1. 01 8
・4 4・
新型建筑材 料
陈国新 , 木质素磺酸钠接枝改性脂肪族 高效减水剂的研 究 等:
O 前
混凝土行 业市 场日 益广阔。 族高 脂肪 效减水剂的优点突出, 但 目 前,国内商品混凝土市场上聚羧酸系高性能减水剂的 是也存在一些缺陷,如拌制的混凝土颜色鲜红,混凝土易离
剂的成本也大幅提升。为满足混凝土工程对高效减水剂的需
言
显, 生产工艺简单和成本相对低廉等优势l, 】 近几年在商品 - 2 ]
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.
固 定 n 甲 醛 ), ( B 为 23 ( n N  ̄) .5时 ,保 持 反 应
温 度 、 加 料 方 法 、反 应 时 间 等 反 应 条 件 ,考 察 磺 化
剂 的 最 佳 用 量 ,实 验 结 果 如 图 2所 示 : 由 该 趋 势 图 可 看 出 ,当 n 磺 化 剂 ) n 丙 酮 ) ( /( 为
剂 。 相 对 于 传 统 的萘 系 减 水 剂 而 言 ,其 具 有 多 方 面 的优 势 :首 先 脂 肪 族 羟 基 磺 酸 盐 合 成 工 艺 简 单 ,原
料 易 得 ;其 次 该 类 产 品减 水 率 高 ,适 应 性 强 ,应 用 范 围 广 ,性 价 比 和 奈 系 相 比具 有 一 定 优 势 ;再 次 该 产 品 无 氯 、低 碱 、无 氨 。生 产 过 程 排 放 低 ,属 绿 色
改 性 脂 肪 族 高 效 减 水 剂 的 合 成 试 验 研 究
胡 馨 月 ( 南 兴黄 建 筑 工程 有 限公 司 昆 明 60 2 ) 云 5 24
摘 要 : 以 甲 醛 、 丙 酮 、 亚 硫 酸 钠 为 主 要 原 材 料 合 成 的 脂 肪 族 高 效 减 水 剂 为 例 。 通 过 合 成 条 件 对 产 物 性 能
2 2 磺 化 剂 用 量 对 TGF分 散 性 能 的 影 响 .
合 成 脂 肪 族 高 效 减 水 剂 所 需 的 材 料 主 要 有 如 下
几项 :
( ) 丙 酮 : 9 % (E业 级 ) . 1 9 Z ; ( ) 甲 醛 : 3 % ( 业 级 ) 2 7 工 ;
( )亚 硫 酸 纳 和 焦 亚 硫 酸 钠 : 9 %( 2 级 ) 3 6 5业 ; ( 4)氧 化 脱 色 剂 。
2 合成 工 艺Biblioteka 试 验 2 1 醛 酮 摩 尔 比 对 TGF分 散 性 能 的 影 响 .
1 实 验
11 主 要 原 料 .
在 试 验 过 程 中 , 固定 磺 化 剂 用 量 、加 料 方 法 , 反 应 浓 度 、反 应 温 度 、 反 应 时 间 等 反 应 条 件 。 只 改 变 醛 酮 的 摩 尔 比 即 n( 醛 )/ 丙 酮 ) 以 寻 求 醛 甲 n( , 酮 的 最 佳 比例 。实 验 结 果 如 图 1 示 : 所 由 该 趋 势 图 可 看 出 , 当 n( 醛 )/n( 酮 ) 甲 丙 为 23 .5时 ,T GF产 品 分 散 性 能 最 佳 。
0 前 言
脂 肪 族 高 效 减 水 剂 ,亦 称 磺 化 丙 酮 甲 醛 树 脂 ,
是 从 油 井 水 泥 分 散 剂 引 进 过 来 的一 类 新 型 高 效 减 z k
13 合 成 试 验 .
合 成试 验步 骤 如下 :
( )将 部 分 甲醛 、丙 酮 、焦 亚 硫 酸 钠 混 合 均 匀 1
环保 产 品 。
备用 ;
.
( 2)在 装 有 回流 冷 凝 管 、温 度 计 、搅 拌 皿 、滴
液 漏 斗 的 四 口烧 瓶 中 ,加 入 称 量 好 的 自来 水 和 无 水 亚 硫 酸 钠 及 另 一 部 分 甲 醛 , 开 动 搅 拌 器 升 温 至 5 o 进 行 一 定 时 间 的 反 应 , 然 后 在 5 ~ 5C条 件 0 C, 06o
水 泥 净 浆 实 验 的 检 测 按 GB 8 7 — 0 0检 验 方 /0 7 2 0
法测定 。
本试 验通 过对 脂肪 族 减水剂 进 行工 艺优 化 和改 性 ,取 得 了一 定 的 效 果 , 对 脂 肪 族 减 z N 的 进 一 步 k 推 广 使用 具有 重要 意义 。
u 好 v
氧 化 脱 色 剂 对 脂 肪 族 长 链 上 的羰 基 具 有 一 定 的
水 泥 净 浆 实 验 需 要 的 材 料 有 减 水 剂 T F 自制 G ( 的 脂 肪 族 减 水 剂 代 号 ) 水 泥 ( ・ 25昆 钢 嘉 华 ) 和 P O4 . 。
53
始 寺 21 3 匀 0 ̄ 期 1
( 2 为 15 NaSO ) .5时 。T GF分 散 性 能 最 佳 。 24 氧 化 脱 色 剂 用 量 对 TGF分 散 性 能 的 影 响 .
不愿 使用 。
( ) 滴 加 完 备 后 ,保 温 3 mi , 完 后 滴 加 改 3 0 n, 加 性 剂 至 9 ~1 0C,保 温 3 4 0 0o — h,取 样 检 测 产 品 的 净 浆 流 动 度 , 合 格 后 降 温 至 4 ℃ 以 下 ,得 到 固 体 含 5
量 为 3 % 的液 剂 产 品 。 5 14 水 泥 净 浆 实 验 的 检 测 .
的 影 响 分 析 ,提 出 了 改 性 脂 肪 族 高 效 减 水 剂 的 最 佳 工 艺 配 比 和 最 4 v艺 条 件 ; 并 针 对 该 产 品 自身 的 颜 色缺  ̄_ - -
陷 作 了进 一 步 的 改 性 ,对 该 产 品 的 推 广使 用 具 有 重 要 意 义 。
关 键 词 : 脂 肪 族 高 效 减 水 剂 ;合 成 工 艺 ;颜 色 ;氧 化 脱 色剂
下 缓 慢 滴 加 混 合 液 ,滴 加 时 , 注 意 控 制 回 流 速 度 ,
滴加 时 间 3 4 。 - h .
这 类 产 品 近 几 年 来 发 展 较 快 ,但 该 产 品 也 存 在 一 些 不 足 ,所 以 在 推 广 使 用 过 程 中 存 在 一 些 问 题 ,如 该 产 品 的合 成 反 应 机 理 较 为 复 杂 ,合 成 工 艺 变 化 多 端 , 造 成 了 目前 市 场 上 出 现 的 产 品 质 量 参 差 不 齐 ,用 户褒 贬 不 一 。此 外 ,该 产 品颜 色 发 红 ,新 拌 混 凝 土 颜 色 发 黄 致 使 一 些 顾 客 望 而 生 畏 ,