混凝土外加劑及其應(yīng)用高效減水劑

現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.1高效減水劑的品種與性能4.1.1高效減水劑的品種按生產(chǎn)原料不同：（1）萘系減水劑（2）蒽系減水劑（3）甲基萘系減水劑（4）古馬隆系減水劑（5）三聚氰胺系減水劑（6）氨基磺酸鹽系減水劑（7）磺化煤焦油減水劑（8）脂肪酸系減水劑（9）丙烯酸接枝共聚物減水劑現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.1.2高效減水劑的物理化學(xué)性質(zhì)1.煤焦油系減水劑煤焦油系減水劑生產(chǎn)原料來(lái)自煤焦油中的不同餾分而得名。主要包括萘系、甲基萘系、蒽系、古馬隆系、煤焦油混合物系。（1）萘系化學(xué)名稱為聚次甲基萘磺酸鈉

現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一（2）甲基萘系聚次甲基甲基萘磺酸鈉

現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一（3）蒽系聚次甲基蒽磺酸鈉

現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一（4）古馬隆系聚氧茚樹脂磺酸鈉現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一（5）煤焦油混合物系：沒分餾的煤焦油直接生產(chǎn)減水劑。通式RSO3Na。屬于大分子陰離子表面活性劑。通式：

Ar：?jiǎn)苇h(huán)、多環(huán)、雜環(huán)等芳烴。

R：甲基、乙基、羥基、氨基

M：Na+

、K+、Ca2+、NH4+分子量1500—10000

現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一性能差異

減水作用：萘系>古馬隆系>蒽系>甲基萘>煤焦油混合系引氣作用：煤焦油混合系>甲基萘>蒽系>古馬隆>萘系緩凝作用：煤焦油混合系>甲基萘>蒽系>古馬隆>萘系塌落度損失：蒽系>甲基萘>萘系>古馬隆系>煤焦油混合系現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一2.三聚氰胺系減水劑化學(xué)名稱為磺化三聚氰胺甲醛樹脂，結(jié)構(gòu)式：三聚氰胺+甲醛→三羥甲基三聚氰胺→磺化→磺化三聚氰胺甲醛樹脂，分子量：3000—30000，不適合做成固體，減水增強(qiáng)作用強(qiáng)于萘系，摻量?jī)r(jià)格高于萘系?，F(xiàn)在是11頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一3.氨基磺酸鹽系減水劑原料：苯酚，甲醛，對(duì)氨基苯磺酸，在一定溫度下縮合而成。工藝較簡(jiǎn)單。特點(diǎn)：減水率高，塌落度小，對(duì)摻量及水泥敏感，過(guò)量容易泌水。產(chǎn)品為35%左右棕紅色液體，成本比萘系高，摻量比萘系小，多與萘系復(fù)合使用。現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一特點(diǎn)：摻量?。?.5%，減水22%）早強(qiáng)型非引氣減水劑，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，摻量小，價(jià)格高于萘系，產(chǎn)品多不單獨(dú)使用，復(fù)合使用。4.脂肪酸系減水劑（脂肪族羥基磺酸鹽）現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一5.丙烯酸接枝共聚型減水劑特點(diǎn)：(1)減水率高30%以上；（2）塌落度損失小，2—3小時(shí)內(nèi)塌落度不變；（3）后期強(qiáng)度高；（4）摻量小，小于0.3%。接枝共聚物原料：C=C—COOH、HOOCH=CHCOOH現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：較長(zhǎng)的高分子主鏈。

主鏈上具有一些活性基團(tuán)，如磺酸基團(tuán)，羧酸基團(tuán)，羥基基團(tuán)。性能：主鏈的長(zhǎng)度，活性基團(tuán)的品種數(shù)量決定了品種

的性能。水泥表面的電位只比萘系或三聚氰胺小，但塌落度在60～90分鐘內(nèi)基本不損失。由于多羧酸鹽分子是立體的呈鋸齒型吸附，因此具有更顯著的立體電保護(hù)作用?，F(xiàn)在是19頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一水泥粒子表面吸附高分子鏈的各種形態(tài)a）同聚物（環(huán)行、齒輪型、引線型）b）末端吸附（引線型）c）點(diǎn)吸附（2根引線型）d）平面狀吸附e)剛性垂直鏈吸附f）剛性鏈橫臥吸附g）左：AB型右：ABA型塊狀聚合物的環(huán)型、齒輪型、引線型h）接枝共聚物的齒型吸附現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.2高效減水劑對(duì)砼性能的影響4.2.1高效減水劑對(duì)新拌砼的作用減水作用高效減水劑減水率：10%~25%；普通5%~15%。原因：砼對(duì)減水劑的吸附和分散作用現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一無(wú)減水劑時(shí)：絮凝狀結(jié)構(gòu)水化水減少，和易性降低；保持和易性，用水量增加，孔隙增大，力學(xué)性能降低。水泥礦物水化帶電，異性電荷吸引，另外水泥顆粒熱運(yùn)動(dòng)，其邊棱角處碰撞、吸附、吸引，再有分子間范德華力使其吸引?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一有減水劑時(shí)：水分釋放?，F(xiàn)在是23頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一水化初期減水劑的作用

現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一2.塑化作用流動(dòng)性增強(qiáng)原因：吸附、分撒、潤(rùn)濕、潤(rùn)滑作用。潤(rùn)濕作用：加入表面活性劑后，水泥界面上的表面自由能降低，使水泥顆粒有效分散，水化面積增大，水化速度變快?，F(xiàn)在是26頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一潤(rùn)滑作用：磺酸根與水中的氫鍵締合。氫鍵形成穩(wěn)定的溶劑化水膜，起到立體保護(hù)作用；微氣泡被表面活性劑吸附，由于電斥力，滑動(dòng)力變大，起到潤(rùn)滑作用?，F(xiàn)在是28頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.2.2減水劑對(duì)硬化水泥石結(jié)構(gòu)的影響水泥石結(jié)構(gòu)：各種粒子及他們中間的空隙和水分所組成的多孔體。現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一硬化過(guò)程：可塑性的漿體不能流動(dòng)的緊密的狀態(tài)相當(dāng)強(qiáng)度的石狀固體。結(jié)構(gòu)發(fā)展過(guò)程：微晶凝聚體（水化物凝膠）纖維狀晶體（末端尖細(xì)而有岔）三度空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密實(shí)，強(qiáng)度增強(qiáng)?，F(xiàn)在是30頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一摻高效減水劑試件SEM照片沒摻高效減水劑試件SEM照片現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一減水劑作用：延緩膠凝體向結(jié)晶體轉(zhuǎn)變的過(guò)程，有利于晶體長(zhǎng)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密實(shí)，強(qiáng)度、耐久性提高；2.加入減水劑后，毛細(xì)孔徑減小，孔隙體積降低，強(qiáng)度變大?，F(xiàn)在是34頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.2.3高效減水劑對(duì)砼力學(xué)性能的影響1.對(duì)強(qiáng)度的影響高效減水劑使水灰比降低，孔隙率降低，致密度提高，抗壓強(qiáng)度提高。鮑羅米公式R=AR0(C/W－B)A、B——常數(shù)R——混凝土強(qiáng)度

R0——水泥標(biāo)號(hào)

C/W——水灰比現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一2.對(duì)硬化砼徐變及收縮影響（1）砼流動(dòng)性增強(qiáng)，摻減水劑后的徐變略有增加。（2）水灰比降低，強(qiáng)度增加，摻減水劑后的徐變明顯減少。（3）減少水泥用量，摻減水劑后的徐變不變。

摻減水劑時(shí)由于水灰比減少，收縮值會(huì)變小。水灰比不變時(shí)收縮值不變?，F(xiàn)在是36頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一3.對(duì)硬化砼耐久性（抗凍融性、抗?jié)B性、抗碳化性）影響抗凍融性：砼反復(fù)凍融過(guò)程中，砼承受破壞的能力。破壞力來(lái)自砼中的自由水結(jié)冰膨脹，過(guò)冷水遷移，產(chǎn)生凍脹應(yīng)力。加入高效減水劑后，水灰比降低，自由水減少，凍融破壞減小?，F(xiàn)在是38頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一抗?jié)B性：砼抵抗各種有害介質(zhì)（水、油、氣體

）進(jìn)入其內(nèi)部的能力。

介質(zhì)進(jìn)入砼，由于溫度變化、體積變化，砼產(chǎn)生裂縫，反復(fù)發(fā)生這種變化，裂縫、缺陷擴(kuò)大，并相互貫通形成網(wǎng)絡(luò)，使砼抗?jié)B能力下降，強(qiáng)度減低。影響抗?jié)B性的主要因素：水灰比。水灰比大于0.55，混凝土透水性急劇增加。加入減水劑后，可在不改變和易性前提下降低水灰比，提高強(qiáng)度?，F(xiàn)在是39頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一碳化：混凝土表面長(zhǎng)期暴露在大氣中，混凝土中的水化產(chǎn)物氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，使混凝土逐步失去堿性變成中性。當(dāng)PH值小于11.5時(shí)，空氣中氧離子進(jìn)入，使鋼筋外面的一層鈍化膜破壞，鋼筋開始生銹。加入減水劑使水灰比降低，提高強(qiáng)度。明顯減慢了混凝土的碳化速度。現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.3高效減水劑的生產(chǎn)工藝主要是萘系高效減水劑，其次是三聚氰胺。其他沒有工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。4.3.1萘系減水劑合成工藝現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一原料（1）萘

工業(yè)萘或精萘的分子式為C10H8。用含萘量高的物料生產(chǎn)的產(chǎn)品引氣性較小，性能較好，所以目前一些大的減水劑生產(chǎn)廠，大都使用工業(yè)萘或精萘，以利于產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。當(dāng)從煤焦油中提取精萘或工業(yè)萘?xí)r，餾分溫度為210℃。萘為白色易揮發(fā)片狀晶體，具有可燃性和強(qiáng)烈的焦油味，密度1.145g/cm3，熔點(diǎn)80.2℃，沸點(diǎn)

217.76℃，溶于苯、無(wú)水乙醇和醚，不溶于水?，F(xiàn)在是42頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(2)硫酸

用作磺化的硫酸常用濃度為98％的濃硫酸，磺化反應(yīng)為親電子反應(yīng)，參加反應(yīng)的是陽(yáng)離子H3SO。(3)甲醛工業(yè)品

甲醛工業(yè)品，其濃度為35％～37％，無(wú)色透明液體，有刺激氣味，15℃時(shí)密度1.10g/cm3，分子式HCHO。(4)燒堿工業(yè)品

固堿、液堿均可。使用固堿時(shí)應(yīng)配制成30％～40％的水溶液。

現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一2．磺化反應(yīng)

磺化反應(yīng)是濃硫酸作用于萘，磺酸根取代萘的氫原子，反應(yīng)結(jié)果生成萘磺酸。

α位β位都可以磺化，由于α位電子云密度大，更容易磺化，但也容易水解?；腔瘻囟鹊蜕a(chǎn)α萘磺酸。

磺化反應(yīng)控制的好壞，直接影響β-萘磺酸的含量，對(duì)縮合后產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。

現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一影響磺化反應(yīng)的因素主要有磺化溫度、磺化時(shí)間、硫酸濃度、硫酸加入量及雜質(zhì)等。萘與硫酸的用量比

萘與硫酸的摩爾比為1：1.3～1.4?，F(xiàn)在是46頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(2)磺化溫度

在磺化反應(yīng)中，溫度不僅影響反應(yīng)速度，更主要的是影響反應(yīng)產(chǎn)物。萘的磺化是復(fù)雜過(guò)程，極易生成異構(gòu)體。高效減水劑生產(chǎn)所需的是β-萘磺酸，該產(chǎn)物在160～165℃磺化時(shí)生成。磺化溫度/℃40100124150α-萘磺酸含量/%96.083.052.418.3在磺化反應(yīng)中，應(yīng)先將萘投人反應(yīng)鍋，加熱熔化至130～140℃時(shí)加入濃硫酸，投酸后由于磺化反應(yīng)溫度上升，容易導(dǎo)致局部過(guò)熱，所以硫酸必須滴加，邊滴邊攪拌，保持溫度在160～165℃之間。現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(3)磺化時(shí)間

硫酸滴加后，溫度應(yīng)在160～165℃之間維持2h。時(shí)間短，磺化不充分；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則影響其產(chǎn)量。

現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一3．水解反應(yīng)

(1)水解目的

在生產(chǎn)β-萘磺酸時(shí)，生成一部分α-萘磺酸。為有利于以后的縮聚反應(yīng)，應(yīng)使α-萘磺酸水解。水解時(shí)應(yīng)將反應(yīng)物降溫至120℃左右加水，此時(shí)β-萘磺酸穩(wěn)定，而α-萘磺酸則易水解。(2)水解用水量

水解時(shí)加水量多對(duì)水解反應(yīng)有利，但加水量多給縮聚反應(yīng)帶來(lái)不利影響。故水解用水量一般為2～3至4～5摩爾水/1摩爾萘。在控制總酸度相同情況下，水解加水量少些產(chǎn)品性能好。

現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(3)水解總酸度

水解時(shí)外加硫酸，控制其總酸度在30％左右，水解總酸度低，加水量大，降低反應(yīng)物濃度；水解總酸度高，縮合時(shí)物料黏度大，不利于反應(yīng)進(jìn)行。

(4)水解時(shí)間

一般加水?dāng)嚢璋胄r(shí)左右。

現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4．縮合反應(yīng)

萘磺酸水解后繼續(xù)降溫到80～90℃左右，滴加甲醛縮合，其反應(yīng)方程如下：縮合反應(yīng)是減水劑生產(chǎn)過(guò)程中的重要反應(yīng)，也是時(shí)間較長(zhǎng)的一個(gè)工序。技術(shù)關(guān)鍵是使反應(yīng)盡可能地完全，得到長(zhǎng)鏈分子，同時(shí)反應(yīng)時(shí)間盡可能的短，以便縮短周期。現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一

影響縮合反應(yīng)的因素很多，主要有配比、加水量、酸度、反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)溫度。

甲醛用量

甲醛用量大，有利于得到多核分子，提高產(chǎn)品質(zhì)量，但縮合時(shí)間要加長(zhǎng)，以使反應(yīng)完全。當(dāng)萘磺酸：甲醛＝2：1

時(shí)得到二核體

；當(dāng)萘磺酸:甲醛＝10：9時(shí)得到核體數(shù)n＝10的高效減水劑。增大甲醛用量，有利于得到多核分子的高效減水劑，提高產(chǎn)品質(zhì)量。一般萘與甲醛的摩爾比可取

1：1。由于磺化反應(yīng)的副反應(yīng)，1摩爾萘不會(huì)全部磺化為

β-萘磺酸，在密封較好、控制嚴(yán)格的生產(chǎn)條件下，甲醛用量可適當(dāng)減少。一般萘與甲醛的摩爾比為1：0.8，甲醛控制在0.7～0.95之間。

現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(2)縮合溫度

縮合溫度一般在90～105℃之間，有壓力下可選擇

130～140℃。溫度較高時(shí)，反應(yīng)速率隨之增大，可以較快地趨向于平衡，同時(shí)有利于小分子副產(chǎn)物的移除，有利于高聚合物的形成。但因縮合反應(yīng)為逐步反應(yīng)，如溫度和酸度太高，則反應(yīng)過(guò)快，可能產(chǎn)生暴聚而結(jié)硬。(3)縮合酸度

硫酸是萘磺酸縮聚的催化劑，酸度低時(shí)雖有節(jié)約硫酸、反應(yīng)物料較稀薄等優(yōu)點(diǎn)，但產(chǎn)品的分散性較差。酸度高有利于縮合反應(yīng)的進(jìn)行，但亦不應(yīng)過(guò)高。故酸度一般控制在26％～30％，少數(shù)產(chǎn)品為30％～33％。現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(4)壓力

因?yàn)槌合驴s合溫度不能超過(guò)110℃，否則溶液中的水大量汽化；反應(yīng)速度慢，時(shí)間長(zhǎng)(一般滴加甲醛2～3h，滴加后縮合反應(yīng)3～4h)，采用2～2.5大氣壓下縮合，則反應(yīng)溫度為130～140℃，2h左右即可反應(yīng)完畢。(5)縮合反應(yīng)時(shí)間

大多數(shù)有機(jī)物間的反應(yīng)速度比較慢，很難瞬間完成，需要較長(zhǎng)時(shí)間。時(shí)間過(guò)短反應(yīng)不完全，過(guò)長(zhǎng)又使生產(chǎn)周期延長(zhǎng)，成本增高，產(chǎn)量降低。故應(yīng)取保證產(chǎn)品質(zhì)量的最短時(shí)間。一般控制為投完甲醛其溫度升至105℃后，再恒溫3～4h?，F(xiàn)在是54頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一5．中和

縮聚物中的萘磺酸，可轉(zhuǎn)化為鈉鹽、銨鹽、鉀鹽、鋰鹽，甚至鈣鹽，但常轉(zhuǎn)化為鈉鹽。過(guò)量的硫酸可轉(zhuǎn)化為鈣鹽，也可轉(zhuǎn)化為鈉鹽。生產(chǎn)減水劑時(shí)，常用這兩種中和方法。

(1)氫氧化鈉中和法

反應(yīng)物中加人氫氧化鈉，使硫酸與磺酸均轉(zhuǎn)化為鈉鹽。

所得減水劑為低濃減水劑，其中硫酸鈉含量≤20％(固體)。

現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(2)石灰-碳酸鈉(或氫氧化鈉)中和法

縮聚產(chǎn)物中加石灰，使硫酸轉(zhuǎn)化為硫酸鈣沉淀。

H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4↓+2H2O

濾除沉淀，磺酸存留于濾液中，然后用碳酸鈉(或氫氧化鈉)中和。

2ArSO3H十Na2CO3→2ArSO3Na2+H2O+CO2↑

ArSO3H＋NaOH→ArSO3Na+H2O

此為高濃減水劑，其中硫酸鈉含量≤3％(固體)。

現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一項(xiàng)目減水率/%泌水率比%含氣量/%凝結(jié)時(shí)間差/min抗壓強(qiáng)度比/%收縮率比/%鋼筋銹蝕初凝終凝1天3天7天28天萘系高效減水劑一等品≥12≤90≤3.0-90～+120-90

～+120≥140≥130≥125≥120≤135無(wú)合格品≥10≤95≤4.0-90～+120-90～+120≥130≥125≥115≥110≤135無(wú)摻萘系高效減水劑混凝土性能

現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一泌水率比測(cè)定

泌水率比按式(1)計(jì)算，精確到小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)。

RB=Bt×100………（1）BcRB——泌水率之比，用百分?jǐn)?shù)表示（%）；

Bt——摻外加劑混凝土泌水率，用百分?jǐn)?shù)表示（%）；

Bc——基準(zhǔn)混凝土泌水率，用百分?jǐn)?shù)表示（%）。

現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一泌水率的測(cè)定和計(jì)算方法如下：

用濕布潤(rùn)濕容積為5L的帶蓋筒，將混凝土拌合物一次裝入，在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)20s，然后用抹刀輕輕抹平，加蓋以防水分蒸發(fā)。試樣表面應(yīng)比筒口邊低約20㎜。自抹面開始計(jì)算時(shí)間，在前60min，每隔10min用吸液管吸出泌水一次，以后每隔20min吸水一次，直至連續(xù)三次無(wú)泌水為止。每次吸水前5min，應(yīng)將筒底一側(cè)墊高約20㎜，使筒傾斜，以便于吸水。吸水后，將筒輕輕放平蓋好。將每次吸出的水都注入帶塞的量筒，最后計(jì)算出總的泌水量，準(zhǔn)確至1g，并按式（2）、（3）計(jì)算泌水率：現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一混凝土壓力泌水儀混凝土虹吸管泌水膨脹儀現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一B=VW×100……………（2）(W/G)Gw

Gw=G1—

G0………………

（3）

B——泌水率，用百分?jǐn)?shù)表示（%）；

VW——泌水總質(zhì)量，單位為克（g）；

W——混凝土拌合物的用水量，單位為克（g）；

G——混凝土拌合物的總質(zhì)量，單位為克（g）；

Gw——試樣質(zhì)量，單位為克（g）；

G1——筒及試樣質(zhì)量，單位為克（g）；

G0——筒質(zhì)量，單位為克（g）。

現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一排式振搗機(jī)現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一在模板上振搗，影響含氣量，泌水性。現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一混凝土振搗棒混凝土振搗施工現(xiàn)在是64頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.3.2蒽系減水劑合成工藝原料：蒽油

蒽油也稱防腐油，為蒽、菲、咔唑等的混合物，黑色油狀液體，相對(duì)密度1.06，系煤焦油經(jīng)高溫精餾而得。235℃前餾出物不大于10％，

360℃前餾出物不小于75％。現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一

α位電子云密度較大，比較容易磺化；β位電子云密度小，較難磺化，磺化物也較難水解。現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一（1）蒽磺化的主反應(yīng)為：

現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(2)影響磺化反應(yīng)的主要因素

1)投料比例。

2)反應(yīng)溫度。

3)反應(yīng)時(shí)間。

硫酸的投料量應(yīng)略超過(guò)蒽量，但不可超量過(guò)多。

反應(yīng)溫度低，α-蒽磺酸的比例將提高；反應(yīng)溫度過(guò)高，蒽二磺酸比例將提高。

反應(yīng)速度較慢，轉(zhuǎn)化率將較低。反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，降低了生產(chǎn)效率。

現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一

(3)水解反應(yīng)

目的：除去α-蒽磺酸和蒽二磺酸溫度：110～120℃。補(bǔ)水量：補(bǔ)水后的物料酸度能夠滿足縮合要求?，F(xiàn)在是69頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一水解主要反應(yīng)式為：

現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(4)縮合反應(yīng)

現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(5)影響縮合反應(yīng)的主要因素

1)縮合酸度。

2)甲醛量。

3)反應(yīng)溫度。

4)反應(yīng)時(shí)間。影響縮合反應(yīng)進(jìn)行的程度

低溫加甲醛

現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(6)中和反應(yīng)

液堿和石灰乳兩步中和?，F(xiàn)在是73頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一蒽系減水劑的生產(chǎn)工藝

(1)將蒽油投入反應(yīng)釜中，升溫至120～130℃攪拌，以細(xì)流方式加入95％～98％的濃硫酸，同時(shí)吸收反應(yīng)產(chǎn)生的酸性氣體。

(2)于135～140℃恒溫磺化反應(yīng)2h，取樣測(cè)磺化酸度，根據(jù)酸度值計(jì)算水解補(bǔ)水量，在110～120℃下水解30min。

(3)降溫至80℃以下，以較慢的速度滴加甲醛，整個(gè)滴加時(shí)間不宜少于

60min。加甲醛過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)物料升溫較快，應(yīng)及時(shí)向釜內(nèi)夾套通冷水降溫。

(4)待加完甲醛后，于80～85℃下縮合反應(yīng)3～4h，當(dāng)物料粘度很大時(shí)，應(yīng)及時(shí)向釜內(nèi)補(bǔ)水調(diào)節(jié)。

(5)將縮合好的物料放入中和槽中，先加液堿，再加石灰乳中和物料，pH值至7～9，再將物料過(guò)濾除去硫酸鈣沉淀。水劑物料可調(diào)節(jié)至一定含量，制成水劑成品使用，也可干燥成粉劑成品，粉劑成品為深褐色?，F(xiàn)在是74頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一項(xiàng)目基準(zhǔn)混凝土摻蒽系減水劑混凝土摻萘系高效減水劑混凝土GB8076—1997減水劑一級(jí)品要求摻量(%)00.60.80.60.8－減水率(%)－19.524.521.025.9≥12泌水率比(%)－61486352≤100含氣量(%)1.92.32.52.02.1≤3凝結(jié)時(shí)間(min)初凝320310/-10305/-15310/-10305/-15-60～+60終凝445430/-15425/-20425/-20425/-20-60～+60抗壓強(qiáng)度比(MPa)3d14.7/10023.4/15925.7/17524.5/16727.3/186≥1307d21.3/10030.5/14332.4/15231.1/14633.7/158≥12528d33.1/10045.7/13848.7/14746.7/14150.3/152≥120蒽系和萘系高效減水劑性能對(duì)比

蒽系減水劑的減水率和抗壓強(qiáng)度比均高于GB中規(guī)定一級(jí)品的指標(biāo)要求，具有明顯的減水、增強(qiáng)效果，不緩凝、微引氣、泌水少；減水、早強(qiáng)和增強(qiáng)效果是隨著摻量的加大而增加；與萘系性能接近?，F(xiàn)在是75頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一主要性能：

1、減水率15～20％，早期強(qiáng)度提高40～80％，3～5d可達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度為70％，7d達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)，28d強(qiáng)度提高20％以上，抗拉、抗折和后期強(qiáng)度也顯著提高。

2、可使混凝土坍落度由3～5cm提高到20cm左右，保水性、粘聚性和可泵性顯著提高，同時(shí)強(qiáng)度也有較大提高。

3、可節(jié)省水泥15％，每1t產(chǎn)品節(jié)省水泥30t以上。

4、混凝土拌合物含氣量增加1～2.5％，混凝土的抗凍性、抗?jié)B性和抗碳性能顯著提高。

5、對(duì)蒸汽養(yǎng)護(hù)具有適應(yīng)性。用硬石膏、氟石膏為調(diào)凝劑的水泥均有良好適應(yīng)性。

6、對(duì)混凝土收縮無(wú)不良影響，對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕。

現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一摻量與減水率曲線圖

根據(jù)使用時(shí)混凝土不同強(qiáng)度等級(jí)及應(yīng)用范圍不同，常規(guī)摻量范圍為0.3～0.8%。如配制高強(qiáng)，超高強(qiáng)混凝土可在摻量范圍為0.8～1.8%內(nèi)選擇。最佳摻量0.75%。液體按含固量折算。

現(xiàn)在是77頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一使用方法：

1、摻量用量為0.25～1.2％。常用摻量為0.7～1.0％，在配制低號(hào)混凝土?xí)r宜選用0.5～0.7％的摻量；如為節(jié)約水泥，提高經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，宜采用上述低摻量。配制高標(biāo)號(hào)及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土則應(yīng)選用0.8～1.2的摻量。2、摻加方法：

(1)把粉劑先與水泥直接混合，然后再與骨料和水合，即先摻法。

(2)把粉劑預(yù)先溶解成溶液再同拌合水一起加入，即同摻法。

(3)攪拌過(guò)程中，粉劑略滯后于拌合水1～2min加入，即滯水法此法為最佳摻法。

現(xiàn)在是78頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.3.2三聚氰胺系減水劑合成工藝主要基本化工原料

甲醛HCHO，常溫下是氣體，易溶于水，工業(yè)品為37~40%的甲醛水溶液。三聚氰胺(H2N·CN)3亦稱蜜胺，白色晶體，易溶于溫?zé)岬募兹┧芤?，分子中存在三個(gè)活潑的氨基（－NH2）。

尿素H2N·CO·NH2又名乙酰胺，無(wú)色晶體，溶于水、乙醇和苯，水溶液呈中性反應(yīng)，分子中含有兩個(gè)活潑的氨基（－NH2）。

磺化劑常用的有亞硫酸氫鈉（NaHSO3）、亞硫酸鈉（Na2SO3）或焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）等無(wú)機(jī)鹽類，其分子中都含有磺基（－SO3H）?，F(xiàn)在是79頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一合成技術(shù)路線

現(xiàn)在是80頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一三聚氰胺甲醛縮合物類高效減水劑原合成采用三步反應(yīng)，即羥甲基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、縮合反應(yīng)。(1)羥甲基化反應(yīng)：將三聚氰胺、甲醛、水按照一定配比加入反應(yīng)瓶中，開動(dòng)攪拌裝置，逐漸加熱至65~75℃，保溫60min左右。

反應(yīng)進(jìn)程與介質(zhì)的pH值有關(guān)。在酸性介質(zhì)中可以非?？斓乃俣壬蓸渲⑼瑫r(shí)產(chǎn)生凝膠化，在中性或堿性介質(zhì)中反應(yīng)生成羥甲基三聚氰胺。為了使反應(yīng)容易控制在這個(gè)階段，反應(yīng)在弱堿性介質(zhì)（pH=8.5）中進(jìn)行。影響羥甲基化的主要因素有：

①反應(yīng)介質(zhì)酸堿度：pH值過(guò)低，反應(yīng)過(guò)快，易產(chǎn)生凝膠；pH值過(guò)高，甲醛會(huì)發(fā)生副反應(yīng)。

②反應(yīng)時(shí)間：時(shí)間短，轉(zhuǎn)化率降低，羥甲基化將不完全

③投料比例：將影響羥甲基三聚氰胺的分子結(jié)構(gòu)及后續(xù)工藝的工藝參數(shù)?，F(xiàn)在是81頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是82頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是83頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(2)單體磺化：羥甲基化結(jié)束后，加入磺化試劑，升高反應(yīng)溫度至85~95℃，反應(yīng)1~2h，即可使得羥甲基三聚氰胺轉(zhuǎn)化為磺化的羥甲基三聚氰胺。

影響磺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的主要因素有：①反應(yīng)時(shí)間：合成時(shí)間過(guò)短，溶液中會(huì)存在過(guò)多的磺化試劑。

②磺化劑的量：用量少，反應(yīng)快，轉(zhuǎn)化率高；用量多，反應(yīng)不充分。

③磺化介質(zhì)pH值：pH值過(guò)低，易縮聚交聯(lián)而不能磺化。

④反應(yīng)溫度：溫度低于80℃，反應(yīng)進(jìn)行緩慢，轉(zhuǎn)化率低；高于95℃，易于發(fā)生副反應(yīng)，減水率降低現(xiàn)在是84頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一時(shí)間轉(zhuǎn)化率時(shí)間（min）1020406382103120磺化轉(zhuǎn)化率（%）51.368.177.283.488.792.896.3反應(yīng)時(shí)間與磺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的關(guān)系

現(xiàn)在是85頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一現(xiàn)在是86頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一(3)單體縮合：羥甲基三聚氰胺磺酸鹽在酸性條件下，通過(guò)羥基間的脫水，發(fā)生縮合反應(yīng)，生成高分子聚合物。影響縮合反應(yīng)的因素很多，主要有：

①縮合的酸性條件：加入一定量的濃H2SO4作為反應(yīng)的催化劑，根據(jù)酸度的大小控制反應(yīng)的時(shí)間。

②反應(yīng)溫度：溫度超過(guò)75℃一般均會(huì)凝膠，即使合成得到產(chǎn)品，達(dá)不到高效減水劑的要求。反應(yīng)溫度通常控制在50~60℃。

③反應(yīng)時(shí)間：反應(yīng)體系隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，體系黏度將增加；達(dá)到一定時(shí)間，將會(huì)發(fā)生凝膠，減水作用減弱甚至喪失。

④反應(yīng)物的濃度：濃度過(guò)低，反應(yīng)體系的反應(yīng)分子碰撞幾率降低，反應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)；濃度過(guò)高，縮聚很快，極易凝膠，反應(yīng)不易控制。通常濃度在20~50之間較好。

現(xiàn)在是87頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一調(diào)節(jié)pH=7~9。最后得到濃度為40%的水溶液產(chǎn)品，或者經(jīng)真空脫水濃縮后，噴霧干燥得白色粉狀產(chǎn)品?，F(xiàn)在是88頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一4.4高效減水劑的工程應(yīng)用

主要用途和應(yīng)用實(shí)例

高效減水劑可用于日最低氣溫0℃以上施工的混凝土。

1、配制早強(qiáng)混凝土

在混凝土予制構(gòu)件及現(xiàn)澆混凝土中應(yīng)用高效減水劑，達(dá)到脫模強(qiáng)度的時(shí)間可縮短一半左右，從而場(chǎng)地和模板周轉(zhuǎn)加快，產(chǎn)量提高，同時(shí)質(zhì)量也顯著改善。

水泥制品廠在自然養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)的混凝土構(gòu)件中應(yīng)用高效減水劑取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。如水泥制品廠在農(nóng)房構(gòu)件生產(chǎn)中應(yīng)用減水劑，年產(chǎn)值增加41萬(wàn)元，節(jié)省水泥500噸，為農(nóng)民多提供3570間建房材料。水泥制品廠在建筑構(gòu)件中應(yīng)用減水劑，產(chǎn)量增加70~100%，年利潤(rùn)增加2.84萬(wàn)元，節(jié)省水泥110噸?，F(xiàn)在是89頁(yè)\一共有101頁(yè)\編輯于星期一2、配制早強(qiáng)砂漿

在鋼絲網(wǎng)水泥造船中應(yīng)用高效減水劑，砂漿的早期強(qiáng)度顯著提高。在氣溫15℃以上時(shí)取消了鋼絲網(wǎng)水泥造船的蒸汽養(yǎng)護(hù)，生產(chǎn)周期與蒸汽養(yǎng)護(hù)的相同，每噸位水泥船降低成本4~5元；低溫季節(jié)，通蒸汽的時(shí)間比不用減水劑的縮短一半以上，每噸位降低成本3元左右。調(diào)查十八個(gè)應(yīng)用單位表明，一年來(lái)應(yīng)用減水劑建造船舶13.21萬(wàn)噸位，節(jié)煤