NF脂肪族系高效減水劑的研制及應(yīng)用

[摘　要]NF 脂肪族系高效減水劑系是以丙酮、甲醛為主要原料,輔以適量磺化劑、引發(fā)劑,在一定反應(yīng)條件下合成的新型高性能減水劑,是一種羥基磺酸鹽高縮合物。研究及應(yīng)用表明,與傳統(tǒng)萘系高效減水劑相比,該產(chǎn)品不僅各種性能更為優(yōu)良,對(duì)水泥適應(yīng)性廣,而且生產(chǎn)原料充足,摻量降低10 %～25 % ,性價(jià)比低10 %～15 %。是一種值得大力推廣的新型高效減水劑。

[關(guān)鍵詞]脂肪族系高效減水劑; 　高性能; 混凝土

[中圖分類號(hào)]TU528.042.2 　[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1002 - 3550(2004) 04 - 0074 - 02

1 　前言

隨著建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高強(qiáng)高性能混凝土得以大量應(yīng)用。由于傳統(tǒng)的萘系高效減水劑性能方面存在一些缺憾,不能適應(yīng)高強(qiáng)高性能混凝土方面的發(fā)展,同時(shí)存在主要原材料———萘資源相對(duì)枯竭,價(jià)格不斷提高的問(wèn)題。這就迫切需要研制一種綜合性能優(yōu)良,原材料又容易獲取且成本相對(duì)低廉的高效減水劑。通過(guò)分析減水劑對(duì)水泥的作用機(jī)理,我們選擇了結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單貨源又充足的醛和酮———甲醛和丙酮為主要反應(yīng)物,合成出具有羥基和磺酸基長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)的高縮合物。經(jīng)過(guò)優(yōu)化合成和復(fù)配工藝,NF 脂肪族系高效減水劑系列產(chǎn)品已日臻成熟,并得以大量應(yīng)用。

2 　NF 脂肪族系高效減水劑的合成工藝

NF 脂肪族系高效減水劑的合成原理是在堿性介質(zhì)中讓甲醛和丙酮的碳負(fù)粒子加以連接成長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu),同時(shí)提供磺化劑使分子結(jié)構(gòu)中含有一定數(shù)量極性磺酸根,增多分子中的極性基團(tuán),使合成產(chǎn)物對(duì)水泥顆粒的分散性增強(qiáng)。通過(guò)分子設(shè)計(jì),成分比例確定為:甲醛∶丙酮= 1∶(1.5～2) ,丙酮∶磺化劑= 1∶(2～2.5) 。由于參與反應(yīng)的物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)均比較活躍,反應(yīng)溫度和反應(yīng)速度對(duì)產(chǎn)物性能影響顯著,所以尋求合適的反應(yīng)溫度和反應(yīng)速度是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)一系列的優(yōu)化組合試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),將反應(yīng)溫度控制在46 ℃～48 ℃,反應(yīng)速度控制在6 小時(shí)～8 小時(shí)完成比較合理。在生產(chǎn)過(guò)程中增設(shè)回流裝置實(shí)行一釜串聯(lián)反應(yīng),消除了“三廢”的產(chǎn)生。

3 　NF 脂肪族系高效減水劑的主要特點(diǎn)和性能

NF 脂肪族系高效減水劑主要以液體形式供應(yīng),為棕褐色溶液,有一定著色力,但極易被水沖洗干凈。該產(chǎn)品含固量32 %左右,具有較強(qiáng)的分散能力,摻量為1.0 %～3.0 %時(shí),減水率可達(dá)到15 %～28 %。并且早強(qiáng)增強(qiáng)效果顯著,對(duì)水泥適應(yīng)性強(qiáng),保水性好,能顯著改善新拌混凝土的和易性。而且是一種無(wú)氯、低堿、無(wú)氨的綠色環(huán)保產(chǎn)品。

按GB8076 - 1997 檢測(cè),NF 脂肪族系高效減水劑各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到并遠(yuǎn)超過(guò)高效減水劑一等品指標(biāo)。對(duì)比試驗(yàn)表明,與萘系高效減水劑的摻量相同時(shí),其性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)萘系高效減水劑,成本卻較之降低10 %～15 %(摻固量0.5 %時(shí)相當(dāng)于后者產(chǎn)0.75 %的使用效果) ;與氨基系和密胺系高效減水劑相比,性能相差不大,但價(jià)格低廉,每噸售價(jià)約為1800 元/ 噸(液體) ,具有極強(qiáng)的市場(chǎng)挑戰(zhàn)力。與萘系、氨基系、密胺系高效減水劑的試驗(yàn)對(duì)比見(jiàn)表1。

4 　NF 脂肪族系高效減水劑的配伍性

該產(chǎn)品可單摻使用,更適合復(fù)配使用,一系列的試驗(yàn)表明,可與其它系列高效減水劑符合使用,而且性能更趨完善。按適當(dāng)比例復(fù)合后,減水效果出現(xiàn)疊加效應(yīng),特別對(duì)高膠結(jié)材料用量的混凝土不再出現(xiàn)過(guò)粘、抓底現(xiàn)象,適合配制高強(qiáng)高性能混凝土。

該產(chǎn)品可不必?fù)郊颖Ｋ芙M份,而只需添加木質(zhì)素類或羥基羧酸類緩凝劑就可以復(fù)配出性能優(yōu)良的泵送劑,用該種泵送劑配制的商品混凝土和易性好,保塑效果顯著,泵送性能大大改善。

5 　工程應(yīng)用

經(jīng)過(guò)半年多時(shí)間的推廣,NF 脂肪族系系列產(chǎn)品已應(yīng)用到預(yù)制構(gòu)件廠、商品混凝土攪拌站等單位。構(gòu)件廠用戶普遍反映混凝土工作性能大為改善,需蒸養(yǎng)構(gòu)件的蒸養(yǎng)時(shí)間大大縮短;攪拌站用戶也反映該產(chǎn)品對(duì)水泥適應(yīng)性好,應(yīng)用之可有效改善混凝土由于骨料質(zhì)量差而出現(xiàn)的和易性不佳問(wèn)題,并且可泵性大大提高,解決了150m高度泵送問(wèn)題。

該產(chǎn)品由于具有一定的著色力,使新拌混凝土呈淺黃色,但硬化后混凝土的顏色會(huì)恢復(fù)正常,不影響混凝土的硬化性能和外觀效果,可放心使用。

6 　結(jié)論

(1)NF 脂肪族系高效減水劑的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟,無(wú)“三廢”產(chǎn)生,是一種綠色環(huán)保材料;

(2)NF 脂肪族系高效減水劑是一種性能更為優(yōu)良的高效減水劑,它減水率高,適應(yīng)性強(qiáng),應(yīng)用范圍廣;與市場(chǎng)上其它品種的高效減水劑相比,具有顯著的性能及價(jià)格優(yōu)勢(shì),應(yīng)用前景廣闊。

[參考文獻(xiàn)]

[1 ]潘祖仁編. 高分子化學(xué)[M] . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社.

　原作者：逄魯峰