我国的高效减水剂有哪些种类

1萘磺酸盐甲醛缩合物(萘系高效减水剂)

萘系减水剂是芳香族磺酸盐甲醛缩合物。此类减水剂主要成分为萘或萘的同系物磺酸盐与甲醛的缩合物,属于阴离子表面活性剂。

萘系高效减水剂的结构特点是憎水性的主链为亚甲基连接的双环或多环的芳烃,亲水性的官能团则是连在芳环上的-SO3M等。

萘系高效减水剂根据其产品中Na2SO4含量的高低,可分为高浓型产品(Na2SO4含量<5%)和低浓型产品(Na2SO4含量>5%)。现场搅拌混凝土时,一般掺加粉状外加剂,Na2SO4含量高低影响不大。在商品混凝土中,多采用液体外加剂,低浓萘系产品在气温较低时易产生Na2SO4结晶,影响计量精度和使用效果。为了降低产品中的结晶程度和彻底消灭结晶现象,生产厂一般采用KOHCa(OH)2代替NaOH进行中和,或者增加低温抽滤的工序将Na2SO4除去,生产高浓萘系高效减水剂。

萘系高效减水剂在推荐掺量下的减水率一般在15%~25%之间,基本上不影响混凝土的凝结时间,引气量低(<2%),提高混凝土强度效果较明显。

萘系高效减水剂的缺点是与水泥的适应性问题,有时混凝土坍落度损失较快,这与减水剂本身的磺化程度、聚合度、中和离子的种类、Na2SO4含量、掺加时的状态、掺量及掺加方法有关,因此,在商品混凝土中使用萘系高效减水剂时一般要同时复合缓凝、引气等组分进行改性,得到所谓的泵送剂产品。

2)三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物(密胺系高效减水剂)

三聚氰胺高效减水剂是一种水溶性的高分子聚合物,其主要成分是磺化三聚氰胺甲醛缩合物,属于阴离子型、早强、非引气型高效减水剂,减水率可达25%。代表性的产品有德国的Melment、日本的NL-4000、瑞典的Peramin SMF和中国的SM等。据德国专家Plank教授统计,萘系和三聚氰胺是目前世界上使用最广泛的高效减水剂。

密胺系高效减水剂属于低引气型,无缓凝作用,减水率相当于萘系高效减水剂,对混凝土增强效果较好,但掺加传统的密胺减水剂后混凝土坍落度损失也较快。由于其无色和低引气的特征,适合于干粉砂浆、彩色路面砖和清水混凝土等的生产。

2004年,中国建筑材料科学研究院研制成功了性价比较高的新型三聚氰胺高效减水剂,其改性技术路线独辟蹊径,以三聚氰胺为主要原料,经羟甲基化反应激活其活性官能团生成羟甲基三聚氰胺,然后引入其他预聚单体,增加可能与三聚氰胺缩合的单体,改变缩合产物的分子结构,得到了比传统三聚氰胺超塑化剂性能更好的新型三聚氰胺超塑化剂。

3)氨基磺酸盐(氨基磺酸盐系高效减水剂)

 氨基磺酸盐高效减水剂为对氨基苯磺酸盐苯酚甲醛的缩合物,也被称为单环芳烃型高效减水剂,主要指聚合物憎水主链中苯基和亚甲基交替连接而成,而在主链的单环上可接有-SO3H-OH-NH2-COOH的亲水性官能团,烷基、烷氧基等取代基,或有可能使主链上带有聚氧乙烯基等长链基团,使该类减水剂具有梳型结构。

该高效减水剂一般掺量为0.2%~0.5%,具有减水率高,混凝土坍落度损失较小(在侧基种类合适的情况下)的特点。近年来国内部分厂家合成生产这类减水剂并投入实际工程使用。尽管它合成工艺较简单,合成温度低(80~110oC),但由于原材料对氨基苯磺酸钠、苯酚等的价格上涨,这类高效减水剂生产成本相对较高,使得其虽在高强高性能混凝土的配制中具有一定的技术优势,但应用普及程度远不如萘系高效减水剂。必须注意的是,氨基磺酸盐系减水剂掺量较高时极易引起过度泌水和缓凝。因此,通常情况下,将氨基磺酸盐类高效减水剂与萘系高效减水剂等进行复合,不仅可以改善萘系高效减水剂与水泥的适应性,而且能增强混凝土的坍落度保持性。

4)脂肪族高效减水剂                            

脂肪族高效减水剂主要指采用丙酮、亚硫酸盐、甲醛等合成的脂肪族羟基磺酸盐缩合物(又称为酮醛缩合物),其结构特点是憎水基主链为脂肪族的烃类,而亲水基主要为-SO3H-COOH-OH等。

脂肪族高效减水剂生产原料充足而便宜,工艺简单(合成温度80-100oC),所以合成成本相对较低,其减水率高,对混凝土塑化增强方面的效果与萘系、密胺系高效减水剂相近。不使混凝土过分泌水,对混凝土凝结时间影响较小。

脂肪族高效减水剂在北京和广东两地已形成规模化生产,在国内生产和应用尚不够普遍。该产品减水率大、对混凝土的早期度(3天)和后期强度(28天一半年)发展有促进作用;冬天无结晶、无引气性、不含氯盐、对钢筋无锈蚀;对水泥品种的适应性优于萘系产品,适用于预制构件砼生产。该产品与其它外加剂组分相容性好,通过复合可配制成系列化产品,而达到泵送、缓凝、早强、防水、抗冻等效果,满足商品砼的各种要求。

脂肪族高效减水剂呈明显的棕红色,虽然并不影响混凝土的内在性能,但掺入后会使混凝土颜色发红,目前在高强管桩生产中应用较多,且在萘系减水剂价格高涨时期,其更加受到用户青睐。广东柯杰公司生产的KJ系列脂肪族高效减水剂配制C80高强砼管桩,充分显示了该产品优异的技术性能。