混凝土-减水剂

10、产品稳定性好，长期储存无分层、沉淀现象发生，低 温时无结晶析出；
11、产品绿色环保，不含甲醛，为环境友好型产品；


12、经济效益好，工程综合造价低于使用其它类型产品， 同强度条件下可节省水泥15-25%。
使用说明

1、掺量为胶凝材料总重量的0.4%～2.0%，常用掺量为0.4% ～1.2%；使用前应进行混凝土试配试验，以求最佳掺量； 2、不可与萘系高效减水剂复配使用，与其它外加剂复配使 用时也应预先进行混凝土相容性实验； 3、坍落度对用水量的敏感性较高，使用时必须严格控制用 水量； 4、注意混凝土表面养护。

吸附分散作用
水泥在加水搅拌过程中，会产生一些絮凝状结构，如图所 示：
吸附分散作用
从上图我们可以看到，大量拌合水被絮凝状结构体 包裹在内部，不能为浆体的流动性做出贡献，导致普通 混凝土为获得一定用水量必须增加用水量，这将无疑降 低混凝土的其它性能，如强度降低、收缩开裂的危害增 大、抗渗性变差、耐久性降低。因此，为了我们需要通 过某种方法来释放这些被包裹的自由水，使得其做出应 该的贡献，从而改善混凝土的性能。



适用范围

适用于强度等级为 C15~C60 及以上的泵送或常态混凝 土工程。特别适用于配制高耐久、高流态、高保坍、高强 以及对外观质量要求高的混凝土工程。对于配制高流动性 混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。
发展历史

国外 20 世纪30年代，人们发现在混凝土中掺入亚硫酸盐纸浆废 液之后，能改善拌合物的和易性，强度和耐久性也 能得到提高。 1935年，美国的E. W.Scripture首先研制成 以木质素磺酸盐为主要成分的减水剂，1937年获得专利}s} ，五十年代，在美国滑模混凝土、大坝混凝土和冬季施工 混凝土中得到大量使用。 1962 年日本花王石碱公司服部健 一等，首先研制成以R一茶磺酸甲醛缩合物钠盐为主要成分 的减水剂，简称茶系减水剂。这类减水剂具有减水率高的 特点，适宜于制备高强(抗压强度达100 MPa)或坍落度可达 20〔二以上混凝土。
基本性能

1、掺量低、减水率高，减水率可高达45%； 2、坍落度经时损失小，预拌混凝土坍落度损失率1h小于5% ，2h小于10%； 3、增强效果显著，砼 3d抗压强度提高 50～ 110%， 28d 抗压 强度提高40～80%，90d抗压强度提高30～60%； 4、混凝土和易性优良，无离析、泌水现象，混凝土外观颜 色均一。用于配制高标号混凝土时，混凝土粘聚性好且易 于搅拌； 5、含气量适中，对混凝土弹性模量无不利影响，抗冻耐久 性好； 6、能降低水泥早期水化热，有利于大体积混凝土和夏季施 工；
普通减水剂

目前市场上常用的几种减水剂为：木质素磺酸钠盐减水剂 、萘系高效减水剂、脂肪族高效减水剂、氨基高高效减水 剂、聚羧酸高效减水剂等。 木质素磺酸盐：它属于普通的减水剂，它的原料是木质素 ，一般从针叶树材中提取，木质素是由对亘香醇、松柏醇 、芥子醇这三种木质素单体聚合而成的，用于砂浆中可改 进施工性、流动性，提高强度，减水率在5%－10%。 萘磺酸盐减水剂：是我国最早使用的高效减水剂，是萘 通过硫酸磺化，再和甲醛进行缩合的产物，属于阴离子型 表面活性剂。该类减水剂外观视产品的不同可呈浅黄色到 深褐色的粉末，易溶于水，对水泥等许多粉体材料分散作 用良好，减水率达25%。
润湿作用
水泥加水搅拌后，其颗粒表面被水润湿，润湿的状况 对新拌混凝土的性质影响很大。水泥颗粒表面存在很多 毛细管，水分向毛细管内部渗透的程度取决于毛细管半 径和水对水泥表面的润湿角。在加入减水剂的体系中， 水溶液对水泥的润湿角减小，则能增加水向水泥颗粒表 面毛细孔内的渗透作用，这样会增大水泥颗粒初始的水 化面积，从而起到润湿作用。
水泥助磨剂 组成结构
常见水泥助磨剂有液体和粉体(固体)两种，都能显 著地提高磨机产量，或提高产品质量，或降低粉磨电耗。 在湿法粉磨过程中的水泥助磨剂又称之为:分散剂 水泥助磨剂组成 按化学结构分类，水泥助磨剂可以分为三种:聚合有机 盐助磨剂、聚合无机盐助磨剂和复合化合物助磨剂。使 用的水泥助磨剂产品大都属于有机物表面活性物质。由 于单组分助磨剂价格较高，使用效果也不十分理想，复 合化合物助磨剂应用较为广泛。
润滑作用

水泥颗粒表面溶剂化水膜的形成
减水剂分子在水泥浆体结构中电离后定向吸附于水泥 颗粒表面，呈极性的亲水基团指向水溶液，易和水分子 以氢键的方式缔合，从而形成一层稳定的溶剂化水膜， 不仅对水泥颗粒起空间立体保护作用，而且增加了水泥 颗粒之间相互润滑的能力，也就是起到润滑作用。
润滑作用


极性微气泡的引入减水剂属于阴离子型表面活性剂， 掺入水泥浆体系后使水泥的表面自由能降低，也同时降 低了溶液的表面张力，因而在搅拌过程中，往往会引入 一定量微小的气泡。 减水剂分子被定向吸附在气泡膜上，憎水基团指向空气、 亲水基团指向水溶液的单分子或者多分子吸附膜。由于 减水剂分子的亲水基一端因电离带有一定量的相同电荷， 因此气泡液膜上也带有相同的电荷。这样，水泥与水泥、 水泥与微气泡、微气泡与微气泡之间由于排斥作用表现 为较好的分散作用。而且对于水泥颗粒来说，极性微气 泡的存在，相当于“滚珠轴承”，增加了润滑动力。


聚羧酸高效减水剂

聚羧酸系高性能减水剂 聚羧酸系高性能减水剂是目前世界上最前沿、科技含量最 高、应用前景最好、综合性能最优的一种混凝土超塑化剂( 减水剂)。聚羧酸系高性能减水剂是羧酸类接枝多元共聚物 与其它有效助剂的复配产品。经与国内外同类产品性能比 较表明，聚羧酸系高性能减水剂在技术性能指标、性价比 方面都达到了当今国际先进水平。


水泥助磨剂
简介
水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学 添加剂，可以显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度， 改善其流动性。水泥助磨剂能大幅度降低粉磨过程中形 成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的 超细颗粒的再次聚结趋势。 水泥助磨剂也能显著改善水泥流动性，提高磨机的 研磨效果和选粉机的选粉效率，从而降低粉磨能耗。使 用助磨剂生产的水泥具有较低的压实聚结趋势，从而有 利于水泥的装卸，并可减少水泥库的挂壁现象。作为一 种化学添加剂，助磨剂能改善水泥颗粒分布并激发水化 动力，从而提高水泥早期强度和后期强度。
混凝土减水剂&水泥助磨剂
季建
日照广信建材
减水剂
定义：减水剂是指在保持混凝土稠度不变的条件下， 具有减水增强作用的外加剂。 分类： 按作用效果可分为：普通减水剂和高效减水剂。 按凝结时间可分为：标准型、早强型、缓凝型 按主要化学成分可分为：木质素磺酸盐系；多环芳 香族磺酸盐系；水溶性树脂磺酸盐系；糖蜜类、腐 植酸盐和复合型减水剂等。




基本性能

7、适应性优良，水泥、掺合料相容性好，温度适应性好， 与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性，解决了采用 其它类减水剂与胶凝材料相容性差的问题； 8、低收缩，可明显降低混凝土收缩，抗冻融能力和抗碳化 能力明显优于普通混凝土；显著提高混凝土体积稳定性和 长期耐久性； 9、碱含量极低，碱含量≤0.2%，可有效地防止碱骨料反应 的发生

润滑作用：减水剂中的亲水基极性很强，因此水泥颗粒表 面的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜 ，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间 的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高
作用机理

空间位阻作用：减水剂结构中具有亲水性的聚醚侧链，伸 展于水溶液中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定 厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近时，吸附层开 始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多， 空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大 ，使得混凝土的坍落度保持良好。 接枝共聚支链的缓释作用：新型的减水剂如聚羧酸减水剂 在制备的过程中，在减水剂的分子上接枝上一些支链，该 支链不仅可提供空间位阻效应，而且，在水泥水化的高碱 度环境中，该支链还可慢慢被切断，从而释放出具有分散 作用的多羧酸，这样就可提高水泥粒子的分散效果，并控 制坍落度损失。
减水剂的作用机理
减水剂的主要成分是阴离子表面活性剂。之所以选 用阴离子表面活性剂，是由于阴离子表面活性剂的生产 和应用相对广泛，生产成本较低，也对水泥具有比较好 的减水效果。 混凝土减水剂并不与水泥起化学反应，是通过对新 拌混凝土的塑化作用起作用的，下面我们主要分析下减 水剂的作用机理。
作用机理

发展历史

随后 1964年联邦德国研究成功磺化三聚氰胺甲醛树脂减水 剂，该类减水剂与茶系减水剂同样具有减水率高、早强效 果好、低引气量等特点，同时对蒸养混凝土制品和铝酸盐( 主要为 C3A)含量高的水泥制品适应性较好，能制备高强或 大流动性混凝土。德国由此发明了流态混凝土，使混凝土 由原来的人工浇注或吊罐浇注发展为泵送施工，节省人力 ，提高工效，保证质量，消除噪音，使混凝土技术水平与 施工水平有了极大的飞跃。


普通减水剂

密胺系减水剂：是三聚氰胺通过硫酸磺化，再和甲醛进行 缩合的产物，因而化学名称为磺化三聚氰胺甲醛树脂，属 于阴离子表面活性剂。该类减水剂外观为白色粉末，易溶 于水，对粉体材料分散好，减水率高，其流动性和自修补 性良好。 粉末聚羧酸酯：它是近年来研制开发的新型高性能减水剂 ，它具有优异的减水率、流动性、渗透性。明显增强水泥 砂浆的强度，但制作工艺复杂，一般价格较高。 干酪素：它是一种生物聚合物，它是牛奶用酸沉淀并经过 圆筒干燥后得到的。
发展历史

国内 我国外加剂的起步较国外稍晚，但是发展迅速，20 世纪 50 年代开始木质素磺酸盐和引气剂的研究和应用;到70年代以 后，茶系高效减水剂、葱系高效减水剂等都有了自主研发 的产品; 90 年代后期，改性三聚氰胺、氨基磺酸盐、脂肪族高效减 水剂快速发展;2006年以来，在高速铁路建设的带动下，聚 梭酸系高性能减水剂也获得了快速的发展。减水剂促进了 我国混凝土新技术的发展，促进了工业副产品在胶凝材料 系统中的应用，已经逐步成为优质混凝土必不可少的材料 。

分散作用：水泥加水拌合后，由于水泥颗粒分子引力的作 用，使水泥浆形成絮凝结构，使 10% ～30%的拌合水被包裹 在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影 响了混凝土拌合物的流动性。当加入减水剂后，由于减水 剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有 同一种电荷（通常为负电荷），形成静电排斥作用，促使 水泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹部分水 ，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。

由于高效减水剂对混凝土改性方面的重要贡献，它的应用 成为继钢筋混凝土和预应力混凝土之后，混凝土发展史上 第三次重大突破。以高效减水剂的研制和应用为标志，使 混凝土技术进入由塑性、干硬性到流态化的第三代。
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90 年代初，美国首次提出高性能混凝土 (HPC) 的概念 ，即要求混凝土具有高强度、高流动性、高耐久性等性能 ，高性能混凝土对减水剂提出了更高的要求，要求高性能 减水剂具有减水率高、大流动度和坍落度经时损失小等特 点。一些新型高效减水剂得了迅速的开发和应用，如聚梭 酸系、氨基磺酸系高效减水剂。
减水剂作用机理的总结
由于减水剂所起的吸附分散、润湿、润滑作用，只要 能使较少量的水就可以很容易地将混凝土拌合均匀，使 新拌混凝土的和易性得到明显的改善，这就是减水剂的 减水机理。 当然了，不同系列的减水剂，作用机理不完全相同， 新一代的聚羧酸减水剂由于分子结构的特殊性（梳型）， 空间位阻起到的作用更大。
吸附分散作用
掺入一定减水剂后，情况就不同了。减水剂的憎水基 团会定向吸附在水泥颗粒的表面，而亲水基团指向水溶 液，构成单分子或多分子吸附膜。
吸附分散作用
从上图我们可以看出，由于减水剂在水泥颗粒表面 的定向吸附，使水泥颗粒表面带有相同符号的电荷（负 电荷），一方面在电性斥力的作用下，水泥颗粒体系处 于相对稳定的悬浮状态；另外减水剂的加入还将促使水 泥初期形成的絮凝状结构解体，从而释放出自由水，达 到减水的效果。 同时，在水泥颗粒表面形成的溶剂化水膜对水泥浆 体所起的空间立体保护效应也是保证体系稳定存在的原 因。