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PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：素材下载：背景图片：图表下载：优秀PPT下载：教程：教程：教程：资料下载：课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：高效减水剂4.1高效减水剂的品种与性能4.2高效减水剂对混凝土性能的影响4.3高效减水剂的生产工艺4.4高效减水剂的工程应用4.1高效减水剂的品种与性能4.1.1高效减水剂的品种按生产原料不同：（1）萘系减水剂（2）蒽系减水剂（3）甲基萘系减水剂（4）古马隆系减水剂（5）三聚氰胺系减水剂（6）氨基磺酸盐系减水剂（7）磺化煤焦油减水剂（8）脂肪酸系减水剂（9）丙烯酸接枝共聚物减水剂4.1.2高效减水剂的物理化学性质1.煤焦油系减水剂煤焦油系减水剂生产原料来自煤焦油中的不同馏分而得名。主要包括萘系、甲基萘系、蒽系、古马隆系、煤焦油混合物系。（1）萘系化学名称为聚次甲基萘磺酸钠（2）甲基萘系聚次甲基甲基萘磺酸钠（3）蒽系聚次甲基蒽磺酸钠（4）古马隆系聚氧茚树脂磺酸钠（5）煤焦油混合物系：没分馏的煤焦油直接生产减水剂。通式RSO3Na。属于大分子阴离子表面活性剂。通式：Ar：单环、多环、杂环等芳烃。R：甲基、乙基、羟基、氨基M：Na+、K+、Ca2+、NH4+分子量1500—10000性能差异减水作用：萘系古马隆系蒽系甲基萘煤焦油混合系引气作用：煤焦油混合系甲基萘蒽系古马隆萘系缓凝作用：煤焦油混合系甲基萘蒽系古马隆萘系塌落度损失：蒽系甲基萘萘系古马隆系煤焦油混合系2.三聚氰胺系减水剂化学名称为磺化三聚氰胺甲醛树脂，结构式：三聚氰胺+甲醛→三羟甲基三聚氰胺→磺化→磺化三聚氰胺甲醛树脂，分子量：3000—30000，不适合做成固体，减水增强作用强于萘系，掺量价格高于萘系。3.氨基磺酸盐系减水剂原料：苯酚，甲醛，对氨基苯磺酸，在一定温度下缩合而成。工艺较简单。特点：减水率高，塌落度小，对掺量及水泥敏感，过量容易泌水。产品为35%左右棕红色液体，成本比萘系高，掺量比萘系小，多与萘系复合使用。特点：掺量小（0.5%，减水22%）早强型非引气减水剂，生产工艺简单，掺量小，价格高于萘系，产品多不单独使用，复合使用。4.脂肪酸系减水剂（脂肪族羟基磺酸盐）5.丙烯酸接枝共聚型减水剂特点：(1)减水率高30%以上；（2）塌落度损失小，2—3小时内塌落度不变；（3）后期强度高；（4）掺量小，小于0.3%。接枝共聚物原料：C=C—COOH、HOOCH=CHCOOH结构特点：较长的高分子主链。主链上具有一些活性基团，如磺酸基团，羧酸基团，羟基基团。性能：主链的长度，活性基团的品种数量决定了品种的性能。水泥表面的电位只比萘系或三聚氰胺小，但塌落度在60～90分钟内基本不损失。由于多羧酸盐分子是立体的呈锯齿型吸附，因此具有更显著的立体电保护作用。水泥粒子表面吸附高分子链的各种形态a）同聚物（环行、齿轮型、引线型）b）末端吸附（引线型）c）点吸附（2根引线型）d）平面状吸附e)刚性垂直链吸附f）刚性链横卧吸附g）左：AB型右：ABA型块状聚合物的环型、齿轮型、引线型h）接枝共聚物的齿型吸附4.2高效减水剂对砼性能的影响4.2.1高效减水剂对新拌砼的作用1.减水作用高效减水剂减水率：10%~25%；普通5%~15%。原因：砼对减水剂的吸附和分散作用无减水剂时：絮凝状结构水化水减少，和易性降低；保持和易性，用水量增加，孔隙增大，力学性能降低。水泥矿物水化带电，异性电荷吸引，另外水泥颗粒热运动，其边棱角处碰撞、吸附、吸引，再有分子间范德华力使其吸引。有减水剂时：水分释放。水化初期减水剂的作用2.塑化作用流动性增强原因：吸附、分撒、润湿、润滑作用。润湿作用：加入表面活性剂后，水泥界面上的表面自由能降低，使水泥颗粒有效分散，水化面积增大，水化速度变快。润滑作用：磺酸根与水中的氢键缔合。氢键形成稳定的溶剂化水膜，起到立体保护作用；微气泡被表面活性剂吸附，由于电斥力，滑动力变大，起到润滑作用。4.2.2减水剂对硬化水泥石结构的影响水泥石结构：各种粒子及他们中间的空隙和水分所组成的多孔体。硬化过程：可塑性的浆体不能流动的紧密的状态相当强度的石状固体。结构发展过程：微晶凝聚体（水化物凝胶）纤维状晶体（末端尖细而有岔）三度空间网络结构网络结构密实，强度增强。掺高效减水剂试件SEM照片没掺高效减水剂试件SEM照片减水剂作用：1.延缓胶凝体向结晶体转变的过程，有利于晶体长大，网络结构密实，强度、耐久性提高；2.加入减水剂后，毛细孔径减小，孔隙体积降低，强度变大。4.2.3高效减水剂对砼力学性能的影响1.对强度的影响高效减水剂使水灰比降低，孔隙率降低，致密度提高，抗压强度提高。鲍罗米公式R=AR0(C/W－B)A、B——常数R——混凝土强度R0——水泥标号C/W——水灰比2.对硬化砼徐变及收缩影响（1）砼流动性增强，掺减水剂后的徐变略有增加。（2）水灰比降低，强度增加，掺减水剂后的徐变明显减少。（3）减少水泥用量，掺减水剂后的徐变不变。掺减水剂时由于水灰比减少，收缩值会变小。水灰比不变时收缩值不变。3.对硬化砼耐久性（抗冻融性、抗渗性、抗碳化性）影响抗冻融性：砼反复冻融过程中，砼承受破坏的能力。破坏力来自砼中的自由水结冰膨胀，过冷水迁移，产生冻胀应力。加入高效减水剂后，水灰比降低，自由水减少，冻融破坏减小。抗渗性：砼抵抗各种有害介质（水、油、气体）进入其内部的能力。介质进入砼，由于温度变化、体积变化，砼产生裂缝，反复发生这种变化，裂缝、缺陷扩大，并相互贯通形成网络，使砼抗渗能力下降，强度减低。影响抗渗性的主要因素：水灰比。水灰比大于0.55，混凝土透水性急剧增加。加入减水剂后，可在不改变和易性前提下降低水灰比，提高强度。碳化：混凝土表面长期暴露在大气中，混凝土中的水化产物氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，使混凝土逐步失去碱性变成中性。当PH值小于11.5时，空气中氧离子进入，使钢筋外面的一层钝化膜破坏，钢筋开始生锈。加入减水剂使水灰比降低，提高强度。明显减慢了混凝土的碳化速度。4.3高效减水剂的生产工艺主要是萘系高效减水剂，其次是三聚氰胺。其他没有工业规模生产。4.3.1萘系减水剂合成工艺原料（1）萘工业萘或精萘的分子式为C10H8。用含萘量高的物料生产的产品引气性较小，性能较好，所以目前一些大的减水剂生产厂，大都使用工业萘或精萘，以利于产品质量稳定。当从煤焦油中提取精萘或工业萘时，馏分温度为210℃。萘为白色易挥发片状晶体，具有可燃性和强烈的焦油味，密度1.145g/cm3，熔点80.2℃，沸点217.76℃，溶于苯、无水乙醇和醚，不溶于水。(2)硫酸用作磺化的硫酸常用浓度为98％的浓硫酸，磺化反应为亲电子反应，参加反应的是阳离子H3SO。(3)甲醛工业品甲醛工业品，其浓度为35％～37％，无色透明液体，有刺激气味，15℃时密度1.10g/cm3，分子式HCHO。(4)烧碱工业品固碱、液碱均可。使用固碱时应配制成30％～40％的水溶液。2．磺化反应磺化反应是浓硫酸作用于萘，磺酸根取代萘的氢原子，反应结果生成萘磺酸。α位β位都可以磺化，由于α位电子云密度大，更容易磺化，但也容易水解。磺化温度低生产α萘磺酸。磺化反应控制的好坏，直接影响β-萘磺酸的含量，对缩合后产品质量影响较大。影响磺化反应的因素主要有磺化温度、磺化时间、硫酸浓度、硫酸加入量及杂质等。(1)萘与硫酸的用量比萘与硫酸的摩尔比为1：1.3～1.4。(2)磺化温度在磺化反应中，温度不仅影响反应速度，更主要的是影响反应产物。萘的磺化是复杂过程，极易生成异构体。高效减水剂生产所需的是β-萘磺酸，该产物在160～165℃磺化时生成。磺化温度/℃40100124150α-萘磺酸含量/%96.083.052.418.3在磺化反应中，应先将萘投人反应锅，加热熔化至130～140℃时加入浓硫酸，投酸后由于磺化反应温度上升，容易导致局部过热，所以硫酸必须滴加，边滴边搅拌，保持温度在160～165℃之间。(3)磺化时间硫酸滴加后，温度应在160～165℃之间维持2h。时间短，磺化不充分；时间过长，则影响其产量。3．水解反应(1)水解目的在生产β-萘磺酸时，生成一部分α-萘磺酸。为有利于以后的缩聚反应，应使α-萘磺酸水解。水解时应将反应物降温至120℃左右加水，此时β-萘磺酸稳定，而α-萘磺酸则易水解。(2)水解用水量水解时加水量多对水解反应有利，但加水量多给缩聚反应带来不利影响。故水解用水量一般为2～3至4～5摩尔水/1摩尔萘。在控制总酸度相同情况下，水解加水量少些产品性能好。(3)水解总酸度水解时外加硫酸，控制其总酸度在30％左右，水解总酸度低，加水量大，降低反应物浓度；水解总酸度高，缩合时物料黏度大，不利于反应进行。(4)水解时间一般加水搅拌半小时左右。4．缩合反应萘磺酸水解后继续降温到80～90℃左右，滴加甲醛缩合，其反应方程如下：缩合反应是减水剂生产过程中的重要反应，也是时间较长的一个工序。技术关键是使反应尽可能地完全，得到长链分子，同时反应时间尽可能的短，以便缩短周期。影响缩合反应的因素很多，主要有配比、加水量、酸度、反应时间及反应温度。(1)甲醛用量甲醛用量大，有利于得到多核分子，提高产品质量，但缩合时间要加长，以使反应完全。当萘磺酸：甲醛＝2：1时得到二核体；当萘磺酸:甲醛＝10：9时得到核体数n＝10的高效减水剂。增大甲醛用量，有利于得到多核分子的高效减水剂，提高产品质量。一般萘与甲醛的摩尔比可取1：1。由于磺化反应的副反应，1摩尔萘不会全部磺化为β-萘磺酸，在密封较好、控制严格的生产条件下，甲醛用量可适当减少。一般萘与甲醛的摩尔比为1：0.8，甲醛控制在0.7～0.95之间。(2)缩合温度缩合温度一般在90～105℃之间，有压力下可选择130～140℃。温度较高时，反应速率随之增大，可以较快地趋向于平衡，同时有利于小分子副产物的移除，有利于高聚合物的形成。但因缩合反应为逐步反应，如温度和酸度太高，则反应过快，可能产生暴聚而结硬。(3)缩合酸度硫酸是萘磺酸缩聚的催化剂，酸度低时虽有节约硫酸、反应物料较稀薄等优点，但产品的分散性较差。酸度高有利于缩合反应的进行，但亦不应过高。故酸度一般控制在26％～30％，少数产品为30％～33％。(4)压力因为常压下缩合温度不能超过110℃，否则溶液中的水大量汽化；反应速度慢，时间长(一般滴加甲醛2～3h，滴加后缩合反应3～4h)，采用2～2.5大气压下缩合，则反应温度为130～140℃，2h左右即可反应完毕。(5)缩合反应时间大多数有机物间的反应速度比较慢，很难瞬间完成，需要较长时间。时间过短反应不完全，过长又使生产周期延长，成本增高，产量降低。故应取保证产品质量的最短时间。一般控制为投完甲醛其温度升至105℃后，再恒温3～4h。5．中和缩聚物中的萘磺酸，可转化为钠盐、铵盐、钾盐、锂盐，甚至钙盐，但常转化为钠盐。过量的硫酸可转化为钙盐，也可转化为钠盐。生产减水剂时，常用这两种中和方法。(1)氢氧化钠中和法反应物中加人氢氧化钠，使硫酸与磺酸均转化为钠盐。所得减水剂为低浓减水剂，其中硫酸钠含量≤20％(固体)。(2)石灰-碳酸钠(或氢氧化钠)中和法缩聚产物中加石灰，使硫酸转化为硫酸钙沉淀。H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4↓+2H2O滤除沉淀，磺酸存留于滤