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減水劑的種類和特點
發(fā)布時間：
2023-01-04 16:16
減水劑的種類和特點
來源：沈陽盛鑫源建材 更新時間：2017-01-09
1.萘系減水劑：
其生產(chǎn)原料來自煤焦油，為含單環(huán)、多環(huán)或雜環(huán)芳烴并帶有極性磺酸基團的聚合物電解質(zhì)，相對分子質(zhì)量在1500-10000的范圍內(nèi)。
由于萘系減水劑(β-磺酸甲醛縮合物)生產(chǎn)工藝成熟、原料供應穩(wěn)定且產(chǎn)量大、性能優(yōu)良穩(wěn)定，故應用范圍廣。
萘系高效減水劑根據(jù)硫酸鈉含量不同分為高濃型和低濃型兩種，高濃型硫酸鈉含量一般在5%左右（以干粉計，下同），而低濃型在20%左右。
2.氨基磺酸鹽系減水劑：
氨基磺酸鹽系減水劑一般是在一定溫度條件下，以對氨基苯磺酸、苯酚、甲醛為主要原料縮合而成，也可以聯(lián)苯酚及尿素為原料加成縮合。
氨基磺酸鹽系減水劑是一種非引氣可溶性樹脂減水劑，生產(chǎn)工藝較萘系減水劑簡單。氨基磺酸鹽系高效減水劑減水率高，坍落度損失較小，混凝土抗?jié)B性、耐久性好。氨基磺酸鹽系減水劑對水泥較敏感，過量時容易引發(fā)泌水。它與萘系減水劑復合使用有較好的效果，特別是在防止混凝土坍落度損失過快方面有較好的作用。
3.聚氰胺系高效減水劑：
三聚氰胺系高效減水劑(俗稱蜜胺減水劑)，化學名稱為磺化三聚氰胺甲醛樹脂。
該類減水劑實際上是一種陰離子型高分子表面活性劑，具有無毒、高效的特點，特別適合高強、超高強混凝土及以蒸養(yǎng)工藝成型的預制混凝土構(gòu)件。研究結(jié)果表明，磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑對混凝土性能的影響與其相對分子質(zhì)量及磺化程度有密切關(guān)系，而分子中的-S03基團是其具有表面活性及許多其它重要性能的最主要原因，因此提高樹脂磺化度可顯著增強其表面活性。
4.羧酸鹽系高效減水劑：
該分子結(jié)構(gòu)為梳型的聚羧酸鹽系減水劑可由帶羧酸鹽基(-COOMe)、磺酸鹽基(-S03 Me )、聚氧化乙烯側(cè)鏈基的烯類單體按一定比例在水溶液中共聚而成，其特點是在其主鏈上帶有多個極性較強的活性基團，同時側(cè)鏈上則帶有較多的分子鏈較長的親水性活性基團。
有以下幾個特點：
1)低摻量(質(zhì)量分數(shù)為0.2%-0.5%)而分散性能好；
2)經(jīng)時坍落度損失小，90min內(nèi)坍落度基本無損失；
3)在相同流動度下比較時，可以延緩水泥的凝結(jié)；
4)分子結(jié)構(gòu)上自由度大，制造技術(shù)上可控制的參數(shù)多，高性能化的潛力大；
5)合成中不使用甲醛，因而對環(huán)境不造成污染；
6)與水泥和其它種類的混凝土外加劑相容性好；
7)使用聚羧酸鹽類減水劑，可用更多的礦渣或粉煤灰取代水泥，從而降低成本。
四、減水劑對混凝土性能的作用機理：
一般認為減水劑能夠產(chǎn)生減水作用主要是由于減水劑的吸附和分散作用所致。研究混凝土中水泥硬化過程可以發(fā)現(xiàn)，水泥在加水攪拌的過程中，由于水泥礦物中含有帶不同電荷的組分，而正負電荷的相互吸引將導致混凝土產(chǎn)生絮凝結(jié)構(gòu)（如圖）。絮凝結(jié)構(gòu)也可能是由于水泥顆粒在溶液中的熱運動致使其在某些邊棱角處互相碰撞、相互吸引而形成。由于在絮凝結(jié)構(gòu)中包裹著很多拌合水，因而無法提供較多的水用于潤滑水泥顆粒，所以降低了新拌混凝土的和易性。
因此，在施工中為了較好地潤滑水泥顆粒，并達到分散的目的，就必須在拌合時相應地增加用水量，而這種用量的水遠遠超過水泥水化所需的水，從而導致水泥石結(jié)構(gòu)中形成孔隙，致使其物理力學性能下降，從而留下缺陷，加速了混凝土因各種外界環(huán)境條件的作用而劣化，導致耐久性性能下降。加入混凝土減水劑就是將這些多余的水分釋放出來，使之用于潤滑水粒顆粒，減少拌合水用量，因而提高混凝土物理力學性能和耐久性性能。
混凝土中摻人減水劑后，可在保持水灰比不變的情況下增加流動性。普通減水劑在保持水泥用量不變的情況下，使新拌混凝土坍落度增大10cm以上，高效減水劑可配制出坍落度達到25cm的混凝土。
減水劑除了有吸附分散作用外，還有濕潤和潤滑作用。水泥加水拌合后，水泥顆粒表面被水所濕潤，而這種濕潤狀況對新拌混凝土的性能影響甚大。濕潤作用不但能使水泥顆粒有效地分散，亦會增加水泥顆粒的水化面積，影響水泥的水化速率。減水劑中的極性憎水基團定向吸附于水泥顆粒表面上，而親水基團向外定向排列。親水基團很容易和水分子以氫鍵形式結(jié)合。當水泥顆粒吸附足夠的減水劑分子后，借助于磺酸基團負離子與水分子中氫鍵的締合，水泥顆粒表面便形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，顆粒之間因這層水膜的隔離而得到潤滑，相對滑移更容易。由于減水劑是極性分子，吸附在水泥顆粒表面，向外帶相同的電荷，而向內(nèi)則帶另一種極性的相同電荷，故形成雙電層。由于水泥顆粒表面均帶相同的電荷，從則由于靜電相斥作用而分散。
以上所介紹的就是減水劑的一種減水機理，即靜電斥力的解釋。但是，作為高效減水劑，特別是聚羧酸鹽類高效減水劑，由于側(cè)鏈結(jié)構(gòu)復雜，因此只用一種靜電斥力的機理，并不能為何減水效果更好，坍落度更大的問題。該類減水劑結(jié)構(gòu)呈梳形，主鏈上帶有多個活性基團，并且極性較強，還有較強的親水性的基團。有人對氨基磺酸鹽系(SNF)和聚竣酸鹽系(PC)高效減水劑進行了比較，結(jié)果表明，在水泥品種和水灰比均相同的條件下，當SNF和PC高效減水劑摻量相同時，水泥粒子對PC的吸附量以及摻PC水泥漿的流動性都大大高于摻SNF系統(tǒng)的對應值。但摻PC系統(tǒng)的雙電層ζ電位絕對值卻比摻SNF系統(tǒng)的低得多（ζ電位是負值，它的絕對值越大，顆粒之間的靜電斥力越大），這與靜電斥力理論是矛盾的。這也證明PC發(fā)揮分散作用的主導因素并非僅是靜電斥力，而是由減水劑本身大分子鏈及其支鏈所引起的空間位阻效應。這就是高效減水劑的空間位阻解釋。
靜電斥力理論適用于解釋分子中含有一S03基團的高效減水劑，如萘系減水劑、三聚氰胺系減水劑等，而空間位阻效應則適用于聚羧酸鹽系高效減水劑。 具有大分子吸附層的球形粒子在相互靠近時，顆粒之間的范德華力（分子引力）是決定體系位能的主要因素。當水泥顆粒表面吸附層的厚度增加時，有利于水泥顆粒的分散。聚羧酸鹽系減水劑分子中含有較多較長的支鏈，當它們吸附在水泥顆粒表層后，可以在水泥表面上形成較厚的立體包層，從而使水泥達到較好的分散效果。
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