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      減 水 劑

      來源: 時間:2020-08-12 01:34:33 瀏覽次數:

      減水劑是一種在維持混凝土坍落度基本不變的條件下,能減少拌合用水量的混凝土外加劑,改善混凝土泵送性能的外加劑。大多屬于陰離子表面活性劑,有木質素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后對水泥顆粒有分散作用,能改善其工作性,減少單位用水量,改善混凝土拌合物的流動性;或減少單位水泥用量,節約水泥。
      外觀形態分為水劑和粉劑。水劑含固量一般有20%,40%(又稱母液),60%,粉劑含固量一般為98%。
      根據減水劑減水及增強能力,分為普通減水劑(又稱塑化劑,減水率不小于8%,以木質素磺酸鹽類為代表 [2]  )、高效減水劑(又稱超塑化劑,減水率不小于14%,包括萘系、密胺系、氨基磺酸鹽系、脂肪族系等 [2]  )和高性能減水劑(減水率不小于25%,以聚羧酸系減水劑為代表 [2]  ),并又分別分為早強型、標準型和緩凝型。
      按組成材料分為:(1)木質素磺酸鹽類;(2)多環芳香族鹽類;(3)水溶性樹脂磺酸鹽類。
      萘系高效減水劑,脂肪族高效減水劑,氨基高效減水劑,聚羧酸高性能減水劑等。
      按化學成分組成通常分為:木質素磺酸鹽類減水劑類,萘系高效減水劑類,三聚氰胺系高效減水劑類,氨基磺酸鹽系高效減水劑類,脂肪酸系高減水劑類,聚羧酸鹽系高效減水劑類。 
      木質素磺酸鹽
      木質素磺酸鹽是亞硫酸法制漿的副產物。 [4]  木質素磺酸鹽的分子量為2000~5000,磺酸鹽基為1.25~2.5mcq/g,可溶于各種PH值的水溶液中,不溶于有機溶劑,官能團為酚式羥基。 [5]  它的原料是木質素,一般從針葉樹材中提取,木質素是由對亙香醇、松柏醇、芥子醇這三種木質素單體聚合而成的,包括:木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、木質素磺酸鎂,木質素磺酸酸鹽減水劑是常有的普通型減水劑,屬于陰離子型表面活性劑,可以直接使用,也可作為復合型外加劑原料之一,因價格便宜,使用還是較廣泛。用于砂漿中可改進施工性、流動性,提高強度,減水率在8%-10%。 [3] 
      制備方法
      :一般主要有兩種脫取木質素制造減水劑的方法。
      (1)將亞硫酸鹽廢液用堿性溶液中和,經生物發酵去除糖類物質,蒸發烘干成粉狀減水劑。
      (2)對堿木質素或硫酸鹽木質素用酸化沉淀的方法將術質素分離,再進行磺化,
      (3)在堿性介質中生成木質素磺酸鹽。堿法制漿黑液中的木質素以堿木質素形式存在。當黑液中有效堿含量>1.14%,堿木質素完全溶于黑液中,呈親水凝膠,不發生沉淀,而當有效堿含量<0.71%時,堿術質素膠體部分受破壞,產生沉淀。由于堿木質素親水基團的存在,使黑液有一定活性,但效果不穩定。因此,利用堿術質素紙漿廢液生產減水劑,必須引入磺酸基、胺基、羧基等陰離子表面活性基團進行改性。木質素易與亞硫酸、亞硫酸鹽等磺化劑發生反應生成木質素磺酸鹽。反應原理是:亞硫酸與術質素分子中的烯醇基加成引入磺酸基,引入磺酸基的試劑用Na2S03,由于Na2S03水解生成H2SO3,使加成反應得以進行,在堿性介質中生成木質素磺酸鹽。 [5]
           作用機理:分散作用:水泥加水拌合后,由于水泥顆粒的水化作用,水泥顆粒表明形成雙電層結構,使之形成溶劑化水膜,且水泥顆粒表面帶有異性電荷使水泥顆粒間產生締合作用,使水泥漿形成絮凝結構,使10%~30%的拌合水被包裹在水泥顆粒之中,不能參與自由流動和潤滑作用,從而影響了混凝土拌合物的流動性。當加入減水劑后,由于減水劑分子能定向吸附于水泥顆粒表面,使水泥顆粒表面帶有同一種電荷(通常為負電荷),形成靜電排斥作用,促使水泥顆粒相互分散,絮凝結構解體,釋放出被包裹部分水,參與流動,從而有效地增加混凝土拌合物的流動性。 [11] 
      潤滑作用:減水劑中的親水基極性很強,因此水泥顆粒表面的減水劑
      吸附膜能與水分子形成一層穩定的溶劑化水膜,這層水膜具有很好的潤滑作用,能有效降低水泥顆粒間的滑動阻力,從而使混凝土流動性進一步提高。
      空間位阻作用:減水劑結構中具有親水性的支鏈,伸展于水溶液中,從而在所吸附的水泥顆粒表面形成有一定厚度的親水性立體吸附層。當水泥顆??拷鼤r,吸附層開始重疊,即在水泥顆粒間產生空間位阻作用,重疊越多,空間位阻斥力越大,對水泥顆粒間凝聚作用的阻礙也越大,使得混凝土的坍落度保持良好。
      接枝共聚支鏈的緩釋作用:新型的減水劑如聚羧酸減水劑在制備的過程中,在減水劑的分子上接枝上一些支鏈,該支鏈不僅可提供空間位阻效應,而且,在水泥水化的高堿度環境中,該支鏈還可慢慢被切斷,從而釋放出具有分散作用的多羧酸,這樣就可提高水泥粒子的分散效果,并控制坍落度損失。

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