脂肪族高效减水剂的性能研究与应用

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改性脂肪族高效减水剂的合成试验研究

１２水泥净浆实验．
．
固定ｎ甲醛），（Ｂ为２３（ｎＮ￣）．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６０２）云５２４
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
２２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）．１９Ｚ；（）甲醛：３％（业级）２７工；
（）亚硫酸纳和焦亚硫酸钠：９％（２级）３６５业；（４）氧化脱色剂。

脂肪族高效减水剂中不同磺化剂的应用方法和性能分析

脂肪族高效减水剂中不同磺化剂的应用方法和性能分析发表时间：2017-12-06T11:01:24.090Z 来源：《基层建设》2017年第25期作者：崔君[导读] 摘要：脂肪族高效减水剂是由丙酮、甲醛、磺化剂、催化剂为主要原料，合成的一种直线型高分子链状结构的减水剂。

杭州汇锋混凝土外加剂有限公司摘要：脂肪族高效减水剂是由丙酮、甲醛、磺化剂、催化剂为主要原料，合成的一种直线型高分子链状结构的减水剂。

其中磺化剂是起到提供亲水基团的作用，磺化剂的种类不同，在合成工艺上也有着一些差别。

关键词：脂肪族，磺化剂，PH值前言：随着混凝土技术的不断发展，混凝土减水剂也在进行着技术上的革新，经历了几代发展，由木质素磺酸盐，萘系减水剂，密胺系减水剂，脂肪族减水剂到超高性能的聚羧酸减水剂[1]。

目前在国内市场上仍以萘系为主，但是脂肪族减水剂有着它独特的优点：生产工艺简单，周期短，常压反应，对环境污染小，非引气型，不含氯盐，对钢筋无锈蚀，硫酸钠含量低，冬天使用无结晶等，也具有一定的研究价值和市场应用前景。

近年来对其生产工艺和应用方法的研究越来越活跃，包括甲醛的滴加方式，甲醛、丙酮投放的顺序，磺化剂种类的不同，无热源法，滴加结束升温至指定温度保温等[2]。

本文就不同的磺化剂应用方法进行论述。

1、磺化剂的种类和作用目前市场上应用在减水剂方面的磺化剂主要有无水亚硫酸钠和焦亚硫酸钠两种。

其分子式，分子量如下表：从产品减水率和试块强度上来看，焦亚生产的样品稍优于亚钠生产的样品。

虽然比重和含固量相对较低。

原因在于使用焦亚时初始反应阶段投入片碱，使反应体系开始的环境就是碱性，而在用亚钠时体系碱性环境是逐步增加的，对最终产物的分子量有着一些不同的影响。

从直观上来看焦亚生产的产品，产物粘稠些，在烧杯中挂壁些。

3、结论综上所述，无水亚硫酸钠和焦亚硫酸钠都是常用的，较好的磺化剂。

用其生产的减水剂都能达到高效减水剂的要求，适用于C20—C60等强度的混凝土中（颜色的特点清水混凝土中不可使用）。

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。

脂肪族减水剂

脂肪族减水剂即脂肪族高效减水剂，是一种绿色高效减水剂，不会对环境造成污染，此外也不会危及人体健康。

这样的脂肪类减水剂是由丙酮磺化合成的羰基焦醛。

脂肪族减水剂为外观棕红色的液体，固体含量大于35%，比重在1.15-1.2之间。

性能特点：
1、减水率高，可达15-25%，如果在同等强度坍落度状况，可以节约25-30%的水泥用量，从而可以节省成本。

2、早强、增强效果明显，加入此类减水剂，三天可达到60-70%的设计强度，七天则可达到100%，28天的话，则会达成比空白混凝土强度高30-40%的效果。

3、高保塑，和葡萄糖酸钠、麦芽糊精等这样的缓凝剂复合使用的话，混凝土坍落度经时损失会大幅减小。

4、对水泥适应性良好，和易性及粘聚性也不错，与其他各类外加剂配伍良好。

5、砼的抗冻融，抗渗，抗硫酸盐侵蚀以及其他物理性能能够得到显着提升。

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、无毒，不燃，不腐蚀钢筋，冬季无硫酸钠结晶。

综合实验三指导书2016脂肪族减水剂

脂肪族减水剂合成与性能分析1．实验目的：培养学生实际动手能力，提高学生分析问题解决问题能力；加深有机化学理论教学中聚合物的合成与应用的理解，了解混凝土化学助剂种类及应用，提高对本专业学习兴趣。

2．脂肪族减水剂合成原理：减水剂种类较多，传统有木质磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物，近年来发展应用较多的脂肪族减水剂、氨基减水剂、聚羧酸盐减水剂，其中脂肪族减水剂具有：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。

脂肪族类高效减水剂是一种磺化丙酮甲醛缩合物(简称SAF)，是近来发展较快的一种新型高效减水剂，具有生产工艺简单、周期短，常压反应，生产和使用过程对环境无污染；对水泥分散性好、减水率高，混凝土坍落度经时损失小、耐久性好等优点，具有极高的研究和推广价值。

SAF 的合成工艺主要采用丙酮的磺化反应及与甲醛的缩合反应。

原料配比、反应温度和pH 值是影响SAF 性能的主要因素。

脂肪族高效减水剂是高分子磺化合成的羰基焦醛。

是以甲醛、丙酮、亚硫酸钠（磺化试剂）为主要原料。

脂肪族减水剂合成反应方程式：（1）交叉羟醛缩合反应：在碱性介质中，有α-氢的丙酮易产生烯醇负离子，无α-氢的甲醛的羰基提供碳正离子，它们反应生成羟甲基丙酮。

HCOH+H 3CCOCH 32HOH 2CH 2CCOCH 2CH 2OH（2）酮的亲核加成反应：+HOH 2CH 2COCH 2CH 2OH SO 32-HOH 2CH 2CC OH CH 2CH 2OHSO 3-+H 3CCOCH 3SO 32-H 3CC OHCH 3SO 3-（3）缩合反应+HOH 2CH 2COCH 2CH 2OH HOH 2CH 2CC OH CH 2CH 2OH SO 3-+H 3CCOHOH 3CC OH CH 3SO 3-SO 3-(CH 2CH 2COCH 2CH 2OCH 2CH 2C OH SO 3-CH 2CH 2O)nC CH 3SO -CH 33. 性能检测方法合成产物磺化丙酮甲醛缩聚物对水泥的分散效果用水泥净浆流动度来衡量与减水率：（1）水泥净浆流动度的测定：根据国家标准《GB/T8077-2000》规定，结合相关文献介绍，采用以下方法检测水泥净浆流动度：在水泥净浆搅拌机中，加入称好的水泥、外加剂和水进行搅拌。

脂肪族减水剂

脂肪族减⽔剂脂肪族减⽔剂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。

应⽤于商品混凝⼟，不但保持了其作为⽔泥分散剂和萘系磺酸盐减⽔剂所具有的耐⾼温特性和⾼减⽔效果，还使其具有了很好的保坍效果，并且对不同⽔泥的适⽤性均好于萘系磺酸盐减⽔剂。

作为液体产品应⽤于商品混凝⼟中，因其不含硫磺酸盐，避免了硫酸钠因低温结晶沉淀⽽在商品混凝⼟泵送过程中引起的堵管现象。

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。

混凝⼟减⽔剂是⾼性能混凝⼟中的⼀个重要组成成分。

⽬前在国内市场上，⾼效减⽔剂以萘系为主，还有密胺树脂和氨基磺酸盐剂和聚羧酸类减⽔剂。

萘系磺酸盐减⽔剂的缺点是坍落度损失较⼤，并且含有⼀定量的硫酸钠，低温环境下很容易出现结晶沉淀，严重限制了它在冬季使⽤；⽽新型⾼效减⽔剂聚合物羧酸盐价格⾼，影响其⼴泛应⽤，氨基磺酸盐减⽔剂由于掺量临界点难以控制，容易造成混凝⼟的泌⽔，使⽤的范围也⾮常有限。

因此合成和采⽤低成本的新型⾼性能减⽔剂，⼀直是业界⾮常重视的问题。

脂肪族减⽔剂对⽔泥的适应性良好，分散能⼒强，能有效地降低⽔泥⽔化热、保⽔性好、能显著地改善和提⾼混凝⼟性能；碱含量低，可以有效地抑制混凝⼟的碱—集料反应；不含氯盐，对钢筋⽆锈蚀作⽤。

适⽤于脂肪族减⽔剂的泵送剂复配中产品多性能调节剂DT系列产品是青岛⿍昌新材料有限公司⾃主研发的⼀种新型混凝⼟外加剂，该产品能使⽔泥颗粒表⾯吸附⼤量的外加剂中阴离⼦，提⾼了⽔泥颗粒表⾯的电荷密度，增加了⽔泥表⾯的电负性，使相邻⽔泥颗粒之间的排斥⼒增加，阻⽌了⽔泥颗粒絮凝状结构的形成，将絮凝状聚集体中的⾃由⽔释放出来，增加混凝⼟的流动性或表现出相应的减⽔率。

脂肪族高效减水剂的合成与性能

３合成工艺研究
３．１醛酮摩尔比的确定及对分散性能的影响不同的醛酮摩尔比得到的产品的相对分
子量及分子量分布不一样。作为一种分散剂要有合适的相对分子质量及分子量分布。在实验过程中，固定亚硫酸钠的用量和浓度，改变甲醛与丙酮的比例（ｍｏｌ比），并测定所得产物的净浆流动度，测量结果如下：
（１）水泥净浆实验：按照《混凝土外加剂匀质性实验方法》ＧＢ／８０７７－２０００的方法测定水泥净浆流动度。
（２）混凝土实验：按照《混凝土外加剂》ＧＢ８０７６－１９９７，《混凝土外加剂应用技术规范》ＧＢＪ５０１１９－２００３的方法进行混凝土性能的测定。
净浆流动度，可以推算出该类减水剂的饱和掺量，有利于该类减水剂的使用。我们将ＨＡＦ脂肪族减水剂不同掺量下的净浆流动度进行了实验比较，结果见表６。
注：水泥为山东淄博水泥厂Ｐ．Ｏ４２．５水泥，混凝土配合比为１ ∶２．３ ∶３．４，单方混凝土水泥用量３３０ｋｇ／ｍ３
表６不同掺量下的水泥净浆流动度
由表可以看出，合成的脂肪族减水剂的饱和掺量为０．６％，相比一般的萘系减水剂的饱和掺量要低。
从表中实验可以看出，ＨＡＦ脂肪族减水剂具有良好的减水效果，在掺量达到０．５％（固含量），其减水率达到１９％，这样在保持原有塌落度的情况下，可以节约水泥的用量，但由于脂肪族减水剂具有一定的缓凝作用，因此我们建议混凝土掺量０．５％（固含量）为最佳参量。
由表２可以看出，不同的混合方式滴加对脂肪族减水剂的分散性有较大影响。混合滴加５０％的甲醛和１００％丙酮时流动度可以达到２６０ｍｍ，产品的分散性能最好。

微波作用下脂肪族高效减水剂的合成及其性能研究

２ＤｅａｔｎｆＢｉｌｇｃｌａｄ．ｐｒｍｅｔｏｏｏｉａｎＣｈｍｉａｇｎｅｉｇＧｕｎｘＵｎｖｒｉｏｅｈｏｏｙ，ｕｈｕ４０６，ａｘ，ｉａｅｃｌＥｎｉｅｒｎ，ａｇｉｉｅｓｔｆＴｃｎｌｇＬｉｚｏ５５０ＧｕｎｇｉＣｈｎ）ｙＡｂｔａｔＴａｉｈｔｃｕｅｐｌｓｉｉｅＳ）ｗａｙｔｅｉｅｔｆｒｌｅｙｅａｅｏｅａｄｎｙｒｕｓｄｕｓｒｃ：ｈｅｌａｉｓｐｒａｔｃｚｒ（ＡＦｐｓｓｎｈｓｚｄｗｉｏｍａｄｈｄ，ｃｔｎｎａｈｄｏｓｏｉｍｓｌｔａａｈｕｆｅｓｒｗｉ
脂肪族减水剂（Ｄ是２世纪８年代发展起来的一种耗、ＳＡ００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ｌＳＦｌＡ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
ｍａｅｉｌｎｅｒｔｒａｕｄｍｉｒｗａｅｉｒｄａｉｎｏｄｔｏｓｃｏｖ — ｒａｉｔｏｃｎｉｎ．ＴｈｏｔｍｓｎｈｓｓｏｄｔｏｓｉｅｐｉｍｕｙｔｅｉｃｎｉｎｗｅｅｂａｎｄｙｉｒｏｔｉｅｂＭｏａｅｔｎ— ｇｎＥｘｒｍｅｔｔｎ．ｐｅｉｎａｉｓ０Ｗｈｎｅ０．５７％Ｓｗａａｄｄ，ｈｗａｅｒｄｃｉｎａｅＡＦｓｄｅｔｅｔｒｅｕｔｒｔｗａ２．％ｏｓ６５ｍｅｎｉｅｈｔｍｅｆｙｔｅｉｗａｓｒｅｅｔｅｉｏａｗｈｌｔｅｉｏｓｎｈｓｓｓｈｏｎｄ，ｈｔｔｍｅｆ

高效减水剂的性能和应用

誉进而占领市场。

制定严谨科学的管理制度工程施工必须要有一套严谨科学的管理制度和组织措施，必须坚持现场办公和联合办公，通过召开现场办公会，联系实际制定切实可行的施工方案，避免因掌握情况不明而盲目施工造成的缺陷返工，这种会议至少应每月一次，有必要时可增加各施工单位现场会议，对质量好的单位提出表扬、奖励，施工质量低劣的单位给予惩罚，参加会议的人员各施工单位项目经理、技术负责人、施工队长等人员组成，除对工程进度、质量、安全、经验、进行全面总结外，还要预测后期工程情况及所可能出现的问题，使工程一线生产者了解情况。

加强公路施工质量监督工作首先，要明确质量检验标准、内容和方法，要做到方法规范化、检验过程规程化、检验方法标准化、检验管理制度化，要求对原材料、半成品或成品、结构整体和部件等施工所需的工程物资进行全面检验，杜绝可能发生在在施工过程中的质量事故的出现，使工程质量达到规定的标准。

其次，要明确检验的组织形式。

具体来说，在检验的主体方面，应当全面加强专职检验、日常检验、定期和不定期的自检以及互检，并使之有机结合，发挥最大的监管功效；在检验的工程环节方面，专检人员必须对施工准备、竣工交验等各个环节，以及原材料、施工程序等核心因素进行严格检验。

第三，应当注重质量管理的连贯性与完整性，做到事先指导、中间检查以及成果评审和信息反馈等关键工作相结合，彻底杜绝传统质量管理中重事后把关、重工程结果，而轻过程检查，进而导致质量不过关的现象发生。

结论当前，我们正遇到公路建设快速发展的良好机遇，为了保证公路建设项目工程质量，交通部颁发了大量法规和文件，规定了设计、监理、施工、管理各部门应承担的责任。

为加强公路工程质量管理，确保工程质量，必须加强基础工作、施工质量控制和检验把关工作。

要想建立科学的、严密的质量保证体系，会受到许多条件的限制，比如公路工程线长面广，有些工程施工季节性强，施工队伍的条件和素质要求还不相适应，工程监理工作起步晚，缺乏成熟经验，检测手段还不先进等等，都有待于我们作出更大的努力去探索。

绿色低成本脂肪族高效减水剂的合成及性能

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பைடு நூலகம்
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脂肪族高效减水剂(液体、粉体)使用方法及注意事项

脂肪族高效减水剂（液体、粉体）使用方法及注意事项脂肪族高效减水剂（液体、粉体）脂肪族高效减水剂液体为棕褐色溶液；粉体为棕红色粉末，有一定着色力，但极易被水冲洗干净。

本产品对水泥适应性好,具有高效减水和增加混凝土强度等功效，同时能改善新拌混凝土其它各种性能指标，提高工作性。

本产品非引气、无毒、不易燃，硫酸钠含量低，低温下无结晶，存放无沉淀，对钢筋无锈蚀作用，对人体健康无害。

本产品执行GB8076-2008《混凝土外加剂》、GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》。

一、产品特点1、在基准混凝土同坍落度和同等水泥用量的前提下，减水率可达20～26%，混凝土各龄期强度均有显著提高，3～7天可提高50～70%，28天仍可提高15%左右。

2、具有显著改善混凝土的粘聚性、和易性和保水性等效果，与其它各类外加剂配合良好，混凝土坍落度经时损失小，60 min损失1-2个，90 min损失2-3个。

3、能有效改善混凝土内部毛细孔通道，增加混凝土的密实性；提高其抗渗性；与基准混凝土相比可提高50%以上。

4、具有大幅度提高混凝土的流动性和塑化功能，从而大大提高了混凝土的工作性能。

5、适用于各种类水泥、配制各种级配的混凝土。

6、在与基准混凝土保持等强度、等坍落度的前提下，可节省水泥10～15%，能降低工程造价和提高工程质量。

二、技术指标1、本品符合混凝土外加剂GB8076-2008国家一等品标准。

2、外观：液体为棕褐色粘稠液；粉体为褐黄色粉末。

3、含固量：液体≥40%，粉剂≥92%。

4、硫酸钠含量：液体1-3%，粉剂2-4%。

5、氯离子含量≤0.5%；6、PH值（5%的水溶液）：8～10。

7、水泥净浆流动度≥220mm；8、细度0.315mm筛余<15％；三、应用范围1、适宜配制各种类混凝土。

2、适宜外加剂复配厂配制各类复合型混凝土外加剂。

四、使用方法及注意事项1、本产品液体掺量范围1～2%；粉体掺量范围0.3～0.7%（以复配好的泵送剂和胶凝材料量计）。

聚羧酸改性脂肪族高效减水剂的性能研究

内，滴加时间为３ｈ，滴加完毕保温ｌｈ，最后冷却 ∞ 至室温，得甜到 ∞笳糟伸５Ｏ５Ｏ５Ｏ５Ｏ
无色透明减水剂，即为聚羧酸改性脂肪族高效减水剂
（ＰＳＡＦ）。
２实验性能分析
２．１ＰＭ／ＰＳＡＦ（质量比）值对ＰＳＡＦ分散性的影响
点。因为脂肪族减水剂与聚羧酸减水剂的难兼容性，因此很难通过复配使得产品同时具备二者的优点。本文在脂肪族减水剂合成过程中，滴加一种聚羧酸改性剂ＰＭ，控制一定条件制备聚羧酸改性脂肪族高效减水剂ＰＳＡＦ。
由图１可以看出，当ＰＭ／ＰＡＳＦ（质量比）比值在１．５％以
０引言
随着城市化的推进，混凝土已成为建筑结构关键的组成
在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗及回流冷凝管的四口烧瓶反应釜中，按照一定的比例将水、氢氧化钠、亚硫酸氢
部分，而作为混凝土外加剂中最主要的组成部分，高效减水剂的应用又为其发展做出了不可磨灭的贡献［１】。外加剂的好坏直接影响到混凝土性能及施工可操作性。目前我国混凝土外加剂主要有萘系减水剂、脂肪族减水剂、聚羧酸减水剂等，其中脂肪族减水剂具有早强性、抗泥性、抗裂性，但是拌制后的混凝土偏红等特点；聚羧酸减水剂具有低掺量、高减水率、
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１．２．１聚羧酸改性剂（ＰＭ）的制备

NF脂肪族系高效减水剂的研制及应用

1 前言
随着建筑科学技术的发展,高强高性能混凝土得以大量应用。由于传统的萘系高效减水剂性能方面存在一些缺憾,不能适应高强高性能混凝土方面的发展,同时存在主要原材料———萘资源相对枯竭,价格不断提高的问题。这就迫切需要研制一种综合性能优良,原材料又容易获取且成本相对低廉的高效减水剂。通过分析减水剂对水泥的作用机理,我们选择了结构最简单货源又充足的醛和酮———甲醛和丙酮为主要反应物,合成出具有羟基和磺酸基长链结构的高缩合物。经过优化合成和复配工艺,NF 脂肪族系高效减水剂系列产品已日臻成熟,并得以大量应用。
中国海森-专业的聚羧酸减水剂提供商
3 NF 脂肪族系高效减水剂的主要特点和性能
NF 脂肪族系高效减水剂主要以液体形式供应,为棕褐色溶液,有一定着色力,但极易被水冲洗干净。该产品含固量32 %左右,具有较强的分散能力,掺量为1.0 %～3.0 %时,减水率可达到15 %～28 %。并且早强增强效果显著,对水泥适应性强,保水性好,能显著改善新拌混凝土的和易性。而且是一种无氯、低碱、无氨的绿色环保产品。
该产品由于具有一定的着色力,使新拌混凝土呈浅黄色,但硬化后混凝土的颜色会恢复正常,不影响混凝土的硬化性能和外观效果,可放心使用。
6 结论
(1)NF 脂肪族系高效减水剂的生产工艺已经成熟,无“三废”产生,是一种绿色环保材料;
(2)NF 脂肪族系高效减水剂是一种性能更为优良的高效减水剂,它减水率高,适应性强,应用范围广;与市场上其它品种的高效减水剂相比,具有显著的性能及价格优势,应用前景广阔。
5 工程应用
经过半年多时间的推广,NF 脂肪族系系列产品已应用到预制构件厂、商品混凝土搅拌站等单位。构件厂用户普遍反映混凝土工作性能大为改善,需蒸养构件的蒸养时间大大缩短;搅拌站用户也反映该产品对水泥适应性好,应用之可有效改善混凝土由于骨料质量差而出现的和易性不佳问题,并且可泵性大大提高,解决了150m高度泵送问题。

脂肪族高效减水剂与水泥适应性

脂肪族高效减水剂与水泥适应性外加剂的发展直接影响和决定着商品混凝土的发展，从普通减水剂到高效减水剂，商品混凝土也经历了从塑性商品混凝土到流动性商品混凝土的发展。

商品混凝土外加剂不仅能够影响商品混凝土的工作性能，而且还能够从微观上改善商品混凝土的结构，使其能够满足施工要求、力学要求以及耐久性要求。

目前，商品混凝土外加剂已成为商品混凝土必需的基本材料。

目前国内常用的减水剂有萘系，三聚氰氨系，氨基磺酸盐和脂肪族。

萘系与三聚氰氨系减水率虽然较高但坍落度损失较大，不利于商品商品混凝土的运输和施工。

氨基磺酸盐对掺量过于敏感，容易离析泌水而新型的脂肪族高效减水剂随着应用地广泛和深入，其优越的性能和广泛的适应性被逐渐地表现了出来。

由于水泥矿物质成分的不同，外加剂与水泥都存在适应性的问题。

分析研究适应性问题、提出更合理的解决方案就能使外加剂更广泛的适用于各种水泥。

复配是解决适应性问题的一般途径，好的复配方案能够减小外加剂掺量，降低坍落度损失，提高商品混凝土的工作性能。

1 适应性原理1.1 水泥水化普通硅酸盐水泥主要有铝酸三钙、硅酸二钙、硅酸三钙和铁铝酸四钙 4 种矿物质组分，当他们遇水后就发生水化反应。

硅酸二钙由于结构比较致密而反应比较缓慢，硅酸三钙和铁铝酸四钙水化速度较快且硅酸三钙水化后会生成一种凝胶，这种凝胶会粘附在未水化的水泥颗粒表面，从而能够抑制水泥水化的继续进行。

铝酸三钙反应速度很快，并且伴随着大量的热量放出。

由于不同水泥水化过程中化学变化速度的不同从而对外加剂产生了不同的要求。

1.2 吸附性由于水泥水化的化学变化产生了的对外加剂的吸附，水泥对外加剂的吸附量主要取决于铝酸三钙和铁铝酸四钙的含量。

铝酸三钙含量低的水泥对外加剂的吸附量小，外加剂能够在水泥水化过程中起到持续作用商品混凝土在应用过程中就不会短时间内出现大的工作性能变化，外加剂与水泥的适应性就好，如果铝酸三钙含量偏高，吸附量增大，商品混凝土的工作性能就不容易被保持，尤其是商品商品混凝土在长距离运输时就更容易出现问题，这就是外加剂与水泥的适应性差。

脂肪族高效减水剂复配应用技术

脂肪族高效减水剂复配应用技术本文采用对比试验的方法，通过对萘系减水剂单掺；萘系与脂肪族同比例复配及脂肪族单掺三种形式的商品混凝土对比试验，分析了脂肪族减水剂的应用效果。

前言脂肪族羟基磺酸盐缩合物是以羰基化合物为主要原料，在碱性条件下通过碳负离子的产生而缩合得到的一种脂肪族高分子链，并且通过亚硫酸盐对羰基的加成从而在分子链上引进亲水的磺酸基，这种缩合物的分子链上具有亲水基团和亲油基团，因而在性能上就具有了表面活性的特征，可以用作商品混凝土减水剂。

本文主要介绍脂肪族减水剂的性能及复配后在商品混凝土中的应用。

1 脂肪族减水剂的性能将脂肪族减水剂加入到商品混凝土中，若保持水灰比不变，则可以有效提高商品混凝土的坍落度；若减小水灰比，则可以获得流动性能良好的商品混凝土，易于成型密实，而且可以明显地提高商品混凝土的强度。

1.1 减水率实验在不同减水剂掺量的情况下，配制高强度、大流动性的商品混凝土，测定商品混凝土的坍落度及强度。

具体商品混凝土配合比和试验结果见表1。

从上面的试验可以看出，该减水剂的减水率随着掺量的增加而增大。

在试验范围内，减水剂的掺量与减水率几近成正比例的关系。

在第8 组试验中，减水剂掺量0.45%计，减水率可以达到20%以上，商品混凝土的出机坍落度为230 mm，商品混凝土的和易性良好，不离析、不泌水，28 d 的强度可以达到67.5 MPa。

另外，掺加该减水剂的商品混凝土，早期强度发展很快，3 d 的强度可以达到28 d 强度的70%～80%，7 d 的强度可以达到28 d 强度的80%～90%，而且商品混凝土的后期强度也有增长的趋势。

随着减水剂掺量的增加，商品混凝土单方用水量的减少，各组配比商品混凝土的早期强度也在增加。

由此可见，该系列的减水剂不同于萘磺酸甲醛缩合物或改性木质素磺酸钙等减水剂，因为这两类减水剂在增大掺量时会产生缓凝的作用，不同程度地影响商品混凝土的早期强度的发展。

1.2 脂肪族减水剂与萘系减水剂单掺及复配后的性能比较为了对比该减水剂与萘系减水剂对商品混凝土减水率的作用，我们设计了下面的商品混凝土试验，分别为萘系减水剂单掺（UNF-5），萘系与脂肪族同比例复配（UNF-5：ZF）、脂肪族单掺（ZF）。

脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂

例，我们得到试验结果如表1所示：
表1 甲醛/丙酮与反应时间和水泥净浆流动度变化
编号甲醛/丙酮
反应时间（h）水泥净浆流动度（mm）
(mol)
1
2
3
4
5
6
1 1.25:1 155 165 170 180 185 185
2 1.5:1 160 170 180 185 195 210
3 1.75:1 175 195 200 215 230 245
由此可见，延长聚合反应的时间可以提高缩聚物的分散性能。
水泥净浆流动度（mm）
280
270
260
250
240
230
220
210 200
反应时间(h)
1
2

4
5
6
图1 缩聚物的分散能力与聚合反应时间关系
6）凝胶化现象的产生和预防
当2个官能团的单体进行逐步聚合时，一般只形成线型聚合物。当其中一种或多种单体具有2个以上的官能团时，反应的结果是：先形成支链，进一步反应则交联成体型聚合物。
醛和酮都属于羰基化合物，其中最具代表性的当属丙酮和甲醛。丙酮和甲醛在苛性碱催化的条件下可以发生缩聚反应，其反应速率受到碱的浓度和反应温度的影响。当碱（NaOH）的浓度高时，反应速率加快，生成不溶于水的凝胶体或交联的固体。在低温下，这一反应不能进行，只有通过加热达到一定的温度范围才能引起反应。本课题的主要内容包括脂肪族羟基磺酸盐高效减水剂的合成与混凝土的应用两个部分。
1）、丙酮与Na2SO3的回流反应过程
对于一般的情况，在强碱条件下甲醛滴入丙酮所进行的羰基加成反应是非常剧烈的。但是通过实验方法的改进，该反应过程是可以得到控制的。我们首先将丙酮与Na2SO3水溶液混合，搅乳白拌色加的热液丙体酮。开亚始硫回酸流盐，作随为着亲N核a2试SO剂3的加成逐反渐应溶如解下，表体示系：成为

脂肪族羟基磺酸盐缩合物高效减水剂的合成与应用

脂肪族羟基磺酸盐缩合物高效减水剂的合成与应用目前，国内高效减水剂的应用越来越普遍，而最常用的品种仍然是萘系减水剂。

这类减水剂具有成本低、减水率高的优点，但是坍落度损失问题比较严重，直接影响到减水剂的使用效果，尤其是对于集中搅拌的商品混凝土。

如何有效地控制坍落度损失，也是进一步推广应用高效减水剂和开发混凝土新技术必须解决的一大问题。

坍落度损失的原因，首先在于水泥是一种具有水化活性的物质，减水剂的加入加速了水泥的初期水化进程；其次，水泥颗粒对减水剂的强烈吸附，又使液相中减水剂的有效浓度很快降低，ξ电位不断下降。

既然坍落度损失是由于水泥水化造成的，延缓水泥的水化进程必然能够改善坍落度保持效果；因此在减水剂中复合缓凝组份，是目前降低坍落度损失最经典的方法。

但复合缓凝组份又带来了新的问题，就是影响混凝土早期强度的发展。

一般说来，1d、3d强度均低于不掺缓凝组份的混凝土，7d以后强度才逐渐赶上。

这将会严重影响下一步工序的进行，是我们所不希望的。

本文的目的，就是通过缓凝剂的优选研究，既达到降低混凝土坍落度损失的目的，又尽量减少对混凝土早期强度的影响。

1缓凝剂的结构特征缓凝剂对水泥水化的作用机理尚未完全搞清，目前主要有吸附理论、络合理论和沉淀理论等。

具有缓凝作用的物质很多，既有有机的，也有无机的。

无机缓凝剂包括硼砂、氧化锌、磷酸盐和偏磷酸盐等，它们的作用机理在于在水泥颗粒表面形成难溶性膜，阻碍水泥水化过程。

无机缓凝剂由于缓凝作用往往表现得不够稳定，因此不常使用。

有机缓凝剂主要包括木质素磺酸盐、羟基羧酸(盐)、糖类及碳水化合物、多元醇及其衍生物等，其中多数是表面活性剂，它们在延缓水泥水化的同时，还具有一定的分散作用。

从分子结构上来说，带有羟基是缓凝剂的突出特点，由于羟基的数量、位置的不同而表现出不同的性质。

2用于控制坍落度损失的缓凝剂的优选研究含有羟基、具有缓凝作用的物质很多。

控制坍落度损失的缓凝剂，最理想的是既能够显著地延缓初凝，而对终凝的影响要尽量地小，这样才不至于影响混凝土早期强度的发展。