NF脂肪族系高效减水剂的研制及应用

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[摘　要]NF 脂肪族系高效减水剂系是以丙酮、甲醛为主要原料,辅以适量磺化剂、引发剂,在一定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缩合物。研究及应用表明,与传统萘系高效减水剂相比,该产品不仅各种性能更为优良,对水泥适应性广,而且生产原料充足,掺量降低10 %～25 % ,性价比低10 %～15 %。是一种值得大力推广的新型高效减水剂。

[关键词]脂肪族系高效减水剂; 　高性能; 混凝土

[中图分类号]TU528.042.2 　[文献标识码] A [文章编号] 1002 - 3550(2004) 04 - 0074 - 02

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。

2 　NF 脂肪族系高效减水剂的合成工艺

NF 脂肪族系高效减水剂的合成原理是在碱性介质中让甲醛和丙酮的碳负粒子加以连接成长链结构,同时提供磺化剂使分子结构中含有一定数量极性磺酸根,增多分子中的极性基团,使合成产物对水泥颗粒的分散性增强。通过分子设计,成分比例确定为:甲醛∶丙酮= 1∶(1.5～2) ,丙酮∶磺化剂= 1∶(2～2.5) 。由于参与反应的物质化学性质均比较活跃,反应温度和反应速度对产物性能影响显著,所以寻求合适的反应温度和反应速度是关键环节。通过一系列的优化组合试验发现,将反应温度控制在46 ℃～48 ℃,反应速度控制在6 小时～8 小时完成比较合理。在生产过程中增设回流装置实行一釜串联反应,消除了“三废”的产生。

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。

按GB8076 - 1997 检测,NF 脂肪族系高效减水剂各项性能指标均达到并远超过高效减水剂一等品指标。对比试验表明,与萘系高效减水剂的掺量相同时,其性能指标远远超过萘系高效减水剂,成本却较之降低10 %～15 %(掺固量0.5 %时相当于后者产0.75 %的使用效果) ;与氨基系和密胺系高效减水剂相比,性能相差不大,但价格低廉,每吨售价约为1800 元/ 吨(液体) ,具有极强的市场挑战力。与萘系、氨基系、密胺系高效减水剂的试验对比见表1。

4 　NF 脂肪族系高效减水剂的配伍性

该产品可单掺使用,更适合复配使用,一系列的试验表明,可与其它系列高效减水剂符合使用,而且性能更趋完善。按适当比例复合后,减水效果出现叠加效应,特别对高胶结材料用量的混凝土不再出现过粘、抓底现象,适合配制高强高性能混凝土。

该产品可不必掺加保塑组份,而只需添加木质素类或羟基羧酸类缓凝剂就可以复配出性能优良的泵送剂,用该种泵送剂配制的商品混凝土和易性好,保塑效果显著,泵送性能大大改善。

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。

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。

[参考文献]

[1 ]潘祖仁编. 高分子化学[M] . 北京:化学工业出版社.