新型与萘系减水剂复配

新型木质素磺酸钠与萘系减水剂复配

 

萘系减水剂,聚合度平均为10左右,分子量不到3000,分子链长度比较短,如果按照碳C的长度来计算的话,大概每个萘系减水剂分子的长度大约在40---60个C长度,而同样质量的脂肪族平均分子链长度为120个C长度左右,像脂肪族和聚羧酸由于分子量大,每个分子的平均链长度能到到200—300个C长度,这就是说,同样一个减水剂分子,脂肪族减水剂能覆盖200---300的C长度,而萘系1个分子只能覆盖50个C的长度。

萘系分子量小,分子链短,分子结构上没有羟基,羧基,氨基这类能缓凝的功能基团,在混凝土上的表现出来的缺点就是减水率低,坍落度损失大,但正因为分子量小,同样重量的减水剂的分子个数多,同样质量的萘系减水剂分子个数是脂肪族的3—4倍,是聚羧酸的10几倍。

新型木质素磺酸钠分子量和脂肪族基本相似,也在10000左右,和脂肪族的不同之处在于覆盖水泥的长度低于脂肪族减水剂,磺酸基密度大概是脂肪族减水剂的60%,但支链长度是脂肪族的5—6倍。这种分子结构的不同,使得新型木质素磺酸钠和萘系减水剂的复配变得非常适合,根据水泥的不同,利用好萘系减水剂分子数多的特点,和新型木质素磺酸钠支链长,空间位阻大的特点,对不同的水泥,通过实验,找出合理的复配比例,无论减水率还是坍落度保持性能都特别理想,坍落度保持的好,不是象缓凝剂通过抑制水泥水化来保持,而是通过萘系和木质素不同数量和被水泥吸附的速度不同,合理的吸附到铝酸三钙和硅酸三钙上面,达到保持坍落度的作用。

复配的原理是:水泥接触水,铝酸三钙水化先带正电,,复配的中萘系减水剂分子个数多,吸附的快,占据了大部分的吸附空位,但不能全部占用,要给新型木质素磺酸钠留出一定的空位,木质素吸附的越多减水率越大,分散性越好,但木质素吸附的过多,会导致硅酸三钙开始带正电的时候,水泥浆中没有足够的减水剂来吸附到硅酸三钙上面,硅酸三钙上面的正电与铝酸三钙上的负电相互吸附,水泥颗粒之间开始絮凝,坍落度的损失就越来越大。不同水泥吸附减水剂的能力不一样,所以萘系减水剂和新型木质素磺酸钠的复配比例要有区别,需要减水率大,新型木质素磺酸钠比例要大一些,需要坍落度保持的要好,萘系减水剂的复配量要稍大一些,但减水率会低一些。

水泥的净浆流动度和砂浆流动度和混凝土的流动度是不同的。水泥净浆和减水剂接触最充分,所以吸附减水剂特别快,特别多。砂浆由于是水泥和沙子混合的,与减水剂接触的机会少了一些,吸附的速度比净浆要慢,要少。而混凝土又加了石子,所以吸附的减水剂速度和数量都比水泥净浆要更慢更少,这也是水泥砂浆比水泥净浆流动度相对更接近反映减水剂在混凝土上性能的原因。

某个复配厂A在一家搅拌站和另一家复配厂B脂肪族减水剂产品竞标,A厂用山东万山的低浓萘系60%和新型木质素磺酸钠40%复配成30%浓度泵送剂,成本1100元,B厂脂肪族母料复配料浓度为30%,当时成本为1700元,掺量同为1.8%,在做水泥净浆流动度上A厂产品为210MM,  ,B厂脂肪族为260MM,做混凝土减水率时,A厂的萘系与新型木质素磺酸钠复配料减水率为21%,而且坍落度不损失。B厂的脂肪族减水率为17%,而且损失大一些。

单独使用萘系减水剂和新型木质素磺酸钠,混凝土的坍落度损失都大,水泥适应性也相对不好,但把它们通过合理的复配,却能达到减水率高,坍落度保持的好的效果,它们不是靠延缓水泥水化来起作用的,而是利用萘系分子量小,分子个数多,吸附快的特点,新型木质素磺酸钠分子量大,分子个数少,吸附慢但支链长度大的特点,合理的搭配,从而达到叠加的效果。

吸附减水剂过快的水泥,复配中萘系减水剂比例相对要大一些,吸附慢的水泥,萘系减水剂比例要相对小一些。同样是复配厂,按照萘系减水剂60%,新型木质素磺酸钠40%的比例,水泥净浆240MM,砂浆210MM,但混凝土扩展度只有360MM,这主要是这种水泥吸附减水剂的量少,慢一些,把比例调整一下,萘系占40%,新型木质素磺酸钠占60%,扩展度马上就好了。如果不改配合比,把复配料的掺量从1.8%降低一点也好一些,原因是水泥吸附萘系减水剂太多,新型木质素磺酸钠吸附的太少,导致分散性能下降。净浆由于吸附减水剂多,流动度大,砂浆吸附稍少,流动度减少的小,混凝土上吸附的更少,流动度就更差。

在夏季温度高,水泥水化太快时,损失大,也要复配部分缓凝剂,来抑制水泥水化,冬季温度低,水泥吸附减水剂少,萘系与新型木质素磺酸钠复配比例也要调整,时间长,失效了的水泥,使用萘系和木质素复配物的性能也会差,不如萘系和木质素单独使用效果。