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减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下,能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂,有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用,能改善其工作性,减少单位用水量,改善混凝土拌合物的流动性;或减少单位水泥用量,节约水泥。

主要分类

  外观形态分为水剂和粉剂。水剂含固量一般有20%,40%(又称母液),60%,粉剂含固量一般为98%。

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根据减水剂减水及增强能力,分为普通减水剂(又称塑化剂,减水率不小于8%,以木质素磺酸盐类为代表  )、高效减水剂(又称超塑化剂,减水率不小于14%,包括萘系、密胺系、氨基磺酸盐系、脂肪族系等  )和高性能减水剂(减水率不小于25%,以聚羧酸系减水剂为代表 ),并又分别分为早强型、标准型和缓凝型。

按组成材料分为

(1)木质素磺酸盐类;

(2)多环芳香族盐类;

(3)水溶性树脂磺酸盐类。

萘系高效减水剂,脂肪族高效减水剂,氨基高效减水剂,聚羧酸高性能减水剂等。

按化学成分组成通常分为:木质素磺酸盐类减水剂类,萘系高效减水剂类,三聚氰胺系高效减水剂类,氨基磺酸盐系高效减水剂类,脂肪酸系高减水剂类,聚羧酸盐系高效减水剂类。

木质素磺酸盐

  木质素磺酸盐是亚硫酸法制浆的副产物。  木质素磺酸盐的分子量为2000~5000,磺酸盐基为1.25~2.5mcq/g,可溶于各种PH值的水溶液中,不溶于有机溶剂,官能团为酚式羟基。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,包括:木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁,木质素磺酸酸盐减水剂是常有的普通型减水剂,属于阴离子型表面活性剂,可以直接使用,也可作为复合型外加剂原料之一,因价格便宜,使用还是较广泛。用于砂浆中可改进施工性、流动性,提高强度,减水率在8%-10%。

制备方法:一般主要有两种脱取木质素制造减水剂的方法。

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  (1)将亚硫酸盐废液用碱性溶液中和,经生物发酵去除糖类物质,蒸发烘干成粉状减水剂。

如吉林开山屯化学纤维纸浆厂的产品即采用此法。它采用该厂亚硫酸盐蒸煮木材(75%以上是白松)制得化纤浆柏生产过程中的废液为原料,先经生物发酵处理脱糖提取酒精,把存下10%左右浓度的酒精废液,经蒸发器浓缩到50%左右,然后输送到喷雾器干燥,再经200℃以卜热风喷雾干燥而成。其pH=4.5-5.5。 术材种类不同、蒸煮工艺不同,对亚硫酸盐纸浆废液及制成的木质素磺酸盐化学成分影响较大,因而影响着减水剂的性能。

  (2)对碱木质素或硫酸盐木质素用酸化沉淀的方法将术质素分离,再进行磺化,

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在碱性介质中生成木质素磺酸盐。碱法制浆黑液中的木质素以碱木质素形式存在。当黑液中有效碱含量>1.14%,碱木质素完全溶于黑液中,呈亲水凝胶,不发生沉淀,而当有效碱含量<0.71%时,碱术质素胶体部分受破坏,产生沉淀。由于碱木质素亲水基团的存在,使黑液有一定活性,但效果不稳定。因此,利用碱术质素纸浆废液生产减水剂,必须引入磺酸基、胺基、羧基等阴离子表面活性基团进行改性。木质素易与亚硫酸、亚硫酸盐等磺化剂发生反应生成木质素磺酸盐。反应原理是:亚硫酸与术质素分子中的烯醇基加成引入磺酸基,引入磺酸基的试剂用Na2S03,由于Na2S03水解生成H2SO3,使加成反应得以进行,在碱性介质中生成木质素磺酸盐。

应用现状:国内木质素磺酸盐减水剂主要有三方面的出路:

 1)单独用作减水剂配制混凝上;

 2)用于各种早强剂、早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、泵送剂、防水剂等复合外加剂的配制组分;

 3)用于出口。 根据调查,C30以下的混凝上),30%的术质素磺酸盐则被出口。

在国外,木质素磺酸盐被看作是一种环保型的产品,韩国每年从中国进口16万t液体木质素磺酸盐,英国、美国、日本等也从中国进口木质素磺酸盐,主要是单独作为减水剂使用,或用于复合减水剂产品的原料。

萘磺酸盐减水剂

  是我国最早使用的,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

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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%。

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