萘系减水剂的研究进展
减水剂应用常见问题问答
减水剂应用常见问题问答混凝土外加剂1、什么是混凝土外加剂？答：在混凝土搅拌之前或搅拌过程中掺入，用以改善新拌混凝土或硬化混凝土性能的物质，掺量不大于5% （特殊情况除外）。
2、混凝土外加剂是如何分类的？答：混凝土外加剂品种繁多．按其主要功能分为下列 6 类：①改善拌合物和易性的外加剂：减水剂（塑化剂），引气剂、保水剂等；②调节凝结时间或硬化性能的外加剂：速凝剂、早强剂、缓凝剂等；③调节混凝土含气量的外加剂：引气剂，加气剂、发泡剂、消泡剂等；④改善物理和力学性能的外加剂：防冻剂、引气剂、防水剂、粘结剂等；③提高耐久性的外加剂：引气剂、防水剂、防锈剂等；⑥改善某些特殊性能的外加剂：发泡剂、着色剂、防霉剂、杀虫剂等。
3、混凝土外加剂的主要目的有哪些？答：各种不同的外加剂都具有各自的特殊作用，合理使用各种混凝土外加剂，可以满足实际工程对混凝土在塑性阶段、凝结硬化阶段阶段和凝结硬化后期服务阶段各种性能的不同要求。
归纳起来，使用混凝土外加剂的主要目的有以下几个方面：1）改善混凝土、砂浆和水泥浆塑性阶段的性能1）在不增加用水量的情况下提高新拌混凝土和易性或在和易性相同时减少用水量；2）降低泌水率；3）增加黏聚性，减小离析；4）增加含气量；5）降低坍落度经时损失；6）提高可泵性；7）改善在水下浇注时的抗分散性等。
（2）改善混凝土、砂浆和水泥浆在凝结硬化阶段的性能1）缩短或延长凝结时间；2）延缓水化或减少水化热，降低水化热温升速度和温峰高度；3）加速早期强度的增长速度；4）在负温下尽快建立强度，以增强防冻性等。
（3）改善混凝土、砂浆和水泥浆在凝结硬化后期及服务期内的性能1 ）提高强度（包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪强度等）；2）增强混凝土与钢筋之间的粘结能力；3）提高新老混凝土之间的粘结力；4）增强密实性，提高防水能力；5 ）提高抗冻融循环能力；6）产生一定体积膨胀；7）提高耐久性；8 ）阻止碱- 集料反应；9)阻止内部配筋和预埋金属的锈蚀；10)改善混凝土抗冲击和抗磨损能力；11)其他，包括配制彩色混凝土、多孔混凝土等。
新型高效减水剂的发展与应用
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２ １年 第 ５期 ０ １
第 ３ ７卷 总第 １３期 ６
２ ｌ年 １ ０１ ０月
Ｓｉｈ ａ ｃ ｕ ｎ Ｂｕｉ ｉ ｇ Ｍ ａｔｒａ ｓ ｌｎ ｄ ｅ 发 展 与 应 用
秦 岷
（ 新疆建筑材料研究院，新疆 乌鲁木齐 ８００ ） ３００
剂 黯 然失 色 ，从 而 开 创 出 减 水 剂 技 术 和 混 凝 土施 工 技 术 的 新局面。
能 与 化 合 物 的结 构 有 密 切 关 系 ， 良好 的 结 构 特 征 可 以使 其 在混凝土中作为 减水剂使 用时 ，在 用量很 小的 情况下就 会 对水泥颗粒产生很 强的分 散作用 ，而且这 种分散作 用还 不
次 重 大 革 命 。可 以说 减水 剂 的技 术 及 其 应 用 代 表 着 一 个 国 家建筑材料和施工技 术的水 平。但 是萘 系减水剂在 近几十 年 的发 展 中 也暴 露 了 一 些 自身 难 以克 服 的 问题 。例 如 ，用 它 配 制 的 混 凝 土 坍 落 度 损 失 影 响 十 分 明 显 ，不 可 能 有 更 高
主要 是 脂 肪族 结 构 单 元 ，在 线 形 主 链 上 还 带 有 许 多 一 定 长 度 的侧链 ，形 成 所 谓 的梳 形 结 构 。 它 的 分 散 和 分 散 保 持 性
的减水率 ，复掺形 成的复 合减水剂 对混凝 土某个单 一性 能 有所改善的 ，其强 度会有 不同程度 的降低 。为此 ，国外 积 极研究 和开发 非萘系 高效 减水剂 ，以丰 富的石油化工产 品 为原 料 ，以极 高的减水率 、极 小的坍 落度损失使 萘系减水
１ 新型 高效 混凝 土减水 剂的发展
现代建设工程和工 程建筑 物及其施 工技术对 混凝土 的 要求越来越 高 ，不但 要 求 具有 适 当 的抗压 、抗 折 、抗 拉 、 抗弯强度 ，而且要 求其具有 高抗冻性 、抗 渗性 、耐腐蚀 性、 抗 碱 一骨 料 反 应 性 、致 密 性 和 耐 久 性 ， 以 能 抵 抗 各 种 来 自 内部或外部因素 的破 坏 ，并要有合 适 的流动性和成 型及水 化 性 能 ， 以满 足 各 种 施 工 环 境 和 施 工 条 件 的 要 求 。 因 而 在 ｔ 凝 土 的 制备 过 程 中 ，通 常 要 在 其 拌 合 物 中 掺 人 不 大 于 水 昆 泥 重 量 一 定 比例 （ 常 为 ５ ） 外 加 剂 ， 以改 变 或 改 善 混 通 ％ 的 凝 土 性 能 诸 如 流 动 性 、和 易 性 、早 期 强 度 、 抗 冻 性 、抗 渗 性 、水 化 进 程 等 。更 为 重 要 的 是 今 后 的 建 设 工 程 中 高 强 、
减水剂对混凝土性能影响
减⽔剂对混凝⼟性能影响减⽔剂对混凝⼟性能影响的研究1 引⾔混凝⼟外加剂是在混凝⼟、⽔泥净桨或砂浆拌合时、拌合前或额外拌合中掺⼊，⽤以改善混凝⼟性能的化学物质。
⾮特殊情况，加⼊量⼀般不超过⽔泥质量的5％。
⽬前，针对混凝⼟⼯程的各种特殊要求，已经研制出了许多种能满⾜各式各样要求的外加剂，将它们以适当⽅式加到混凝⼟中就可以达到⼀些预期的效果。
根据这些外加剂的作⽤，可分为减⽔剂、速凝剂、缓凝剂、引⽓利、防⽔剂、粘结剂、膨胀剂、阻锈剂、消泡剂、脱模剂、着⾊剂、防潮剂等等。
这些混凝⼟外加剂按其主要功能可分为四类：(1)改善混凝⼟拌合物流变性能的外加剂，包括减⽔剂、引⽓剂和泵送剂等。
(2)调节混凝⼟凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。
(3)改善混凝⼟耐久性的外加剂，包括引⽓剂、防⽔剂和阻锈剂等。
(4)改善混凝⼟其它性能的外加剂，包括粘结剂、膨胀剂、阻锈剂、消泡剂、脱模剂、着⾊剂、防潮剂等等。
本⽂先介绍⼏种常⽤的外加剂，再着重对混凝⼟减⽔剂的分类、作⽤机理、现状及发展加以阐述。
此外，本⽂还针对⽬前常⽤的⼏种检测混凝⼟初终凝时间的⽅法，分析了其优点和不⾜。
并提出了⼀种新的检测⽅法——收缩率测定法。
２混凝⼟外加剂2.1外加剂的分类对外加剂可按其功能和化学成分分类。
按功能分类，有改善混凝⼟拌和物流变性能的，有调节混凝⼟凝结时间和硬化性能的，有改善混凝⼟耐久性能的;按化学成分分类，有⽆机类、有机类、有机⽆机复合类共三类。
2．1．1 混凝⼟减⽔剂减⽔剂能在不影响和易性的条件下使给定混凝⼟的拌和⽤⽔量减少，在不影响⽤⽔量的条件下使混凝⼟拌和物的和易性增加。
此类减⽔剂可分为普通减⽔剂和⾼效减⽔剂。
①普通减⽔剂:要求减⽔率>5%，龄期为3-7天的混凝⼟抗压强度提⾼10%，龄期为28天的混凝⼟抗压强度提⾼5%以上。
常⽤的普通减⽔剂有⽊质素磺酸钙减⽔剂。
②⾼效减⽔剂:能⼤幅度地减少拌和⽤⽔量或显著提⾼混凝⼟的流动度。
混凝土减水剂的作用和发展历史
混凝土减水剂的作用和发展历史摘要：减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。
本文讨论了混凝土减水剂的作用和发展历史。
关键词：混凝土减水剂；作用；发展历史减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。
混凝土减水剂又称高性能外加剂、分散剂、超塑化剂，国内外将其分为标准型、引气型、缓凝型、早强型等。
混凝土减水剂本质是一种表面活性剂，加入混凝土中能对水泥颗粒起吸附、分散作用，把水泥凝聚体中所包含的水分释放出来，使水泥质点间的润滑作用增强、水化速度改变，从而改善混凝土的和易性，提高混凝土的强度和密实性。
一、混凝土减水剂的作用减水剂的主要作用是改善混凝土的和易性；和易性是指新拌水泥混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇注、捣实等）并能获得质量均匀、成型密实的性能，其含义包含流动性、粘聚性及保水性。
也称混凝土的工作性。
1、在不改变各种原材料配比的情况下，添加混凝土减水剂，不会知改变混凝土强度，同时可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性，使得混凝土施工可以采用自流、泵送、无需振动等方式进行施工，提高施工速度、降低施工能耗。
2、在不改道变各种原材料配比（除水）及混凝土的坍落度的情况下，减少水的用量，可以大大提高混凝土的强度，早强和后期强度分别比不加减水剂的混凝土提高60%及20%以上，通过减水，可以实现浇筑C100标号的高强混凝土。
3、在不改变各种原材料配比（除水泥）及混凝土强度的情况下，可以减少水泥的用量，掺加水泥质量0.2%～0.5%的混凝土减水剂，可以节省水泥量的15～30%以上。
4、掺加混凝土高效减水剂，可以提高混凝土的寿命一倍以上，即使建筑物的正常使用寿命延长一倍以上。
减水剂主要能提高砂浆的强度，它的定义是在不影响混凝土施工和易性的条件下，具有减水和增强作用的外加剂称为减水剂。
一般减水率大于8%的称之为高效减水剂，减水剂有很多的功能。
聚羧酸减水剂与萘系减水剂混合后对混凝土性能的影响
聚羧酸减水剂与萘系减水剂混合后对混凝土性能的影响聚羧酸系高性能减水剂与萘系高效减水剂是两种作用机理不同的混凝土减水剂，各有其特点。
聚羧酸系减水剂掺量低、减水率高、保坍性好、收缩率低、绿色环保等优点，但对混凝土其他原材料及环境具有较高的敏感性，而且价格较高；萘系减水剂适应性较好，价格较便宜，但减水率一般。
能不能在拌制混凝土时，将两种减水剂复合使用，进行优势互补呢？大量文献表明，聚羧酸减水剂与萘系减水剂是不能复合使用的，否则将对混凝土性能产生不良影响。
试验证明，聚羧酸系减水剂与萘系减水剂对胶凝材料粒子的吸附形态不同，故减水作用机理不同。
聚羧酸系减水剂为梳状高分子，减水机理为空间位阻作用。
其主链上所带的极性阴离子活性基团吸附在强极性的水泥颗粒表面上，具有亲水性的支链可以延伸进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层，当水泥颗粒靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生位阻作用，使得水泥颗粒之间分散。
萘系减水剂属于阴离子表面活性剂，减水机理为静电斥力作用。
减水剂中的磺酸根离子就会在水泥粒子的正电荷钙离子作用下而吸附于水泥粒子，形成扩散双电层的粒子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，把水泥水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来，使混凝土分散性提高。
当将两者复合使用时，减水率下降，混凝土流动性减小，坍落度经时损失加大，甚至混凝土的初始工作性已经无法满足。
究其原因，还是两者的减水机理不同所致：复合使用时，羧酸根离子与磺酸根离子存在竞争吸附现象，先吸附于水泥颗粒表面的基团就会对水泥颗粒的分散性起到主导作用。
与羧酸系的羧酸根阴离子基团相比，萘系中的磺酸根离子吸附速度较快，从而阻止了聚羧酸分子对水泥颗粒的吸附，使聚羧酸系高性能减水剂的塑化效应无法充分发挥，因此两者复合使用时往往效果不好，反而造成不必要的浪费。
萘系减水剂生产工艺
萘系减水剂生产工艺萘系减水剂是一种高性能水泥添加剂，常用于混凝土和石膏板生产中，能够有效降低水泥用量、改善混凝土工作性能和减少混凝土开裂。
本文将介绍萘系减水剂的基本生产工艺。
萘系减水剂的生产过程主要包括原料处理、反应、中间产物分离、后处理和成品包装等环节。
下面将具体介绍各个环节的操作步骤。
首先是原料处理阶段。
萘系减水剂的主要原料包括萘、甲醛和氨溶液。
萘和甲醛要事先进行精制和筛分，以保证原料的纯度和质量。
接下来是反应过程。
将精制的萘和甲醛按一定摩尔比混合，在一定温度和压力下进行缩聚反应。
通常采用中性催化剂催化反应，以提高反应速率和产量。
反应时间一般为4-6小时。
反应完成后，中间产物分离阶段开始。
通过提取、分离、洗涤等步骤将反应产物中的杂质和不需要的成分去除，得到纯净的萘系减水剂中间产物。
接下来是后处理过程。
将中间产物进行中和、稀释、调整PH 值等处理，以获得所需的减水剂性能参数。
此时还可根据需要添加一些功能性助剂，如增粘剂、防冻剂等，以提高减水剂的性能。
最后是成品包装阶段。
将经过后处理的萘系减水剂通过过滤、灌装等工艺进行包装，通常以塑料桶、塑料袋或散装方式出售。
需要注意的是，萘系减水剂的生产过程需要严格控制反应温度、压力和反应时间，以确保所产生的中间产物成分和性能达到要求。
同时，需要对生产设备进行定期维护和检查，以保证操作的安全性和稳定性。
综上所述，萘系减水剂的生产工艺主要包括原料处理、反应、中间产物分离、后处理和成品包装等环节。
通过严格控制每个环节的条件和操作，可以获得高质量的萘系减水剂产品。
高效减水剂的应用现状与行业发展进展
制， 基本 无三废产 生。Ｉ ｓ Ａ —ＨＰ的性 能优越 ： 量低 、 掺 减水 率 高 、 塑性能优 越 ， 其 对低 碱水 泥 亦有 较好 的相容 性 。 保 尤 这 两系列产 品均已通过技术 鉴定 ， 已大量 生产 和应 用 ， 并 取 得 了 良好 的 社 会 、 济 效 益 。 经
［］冯 中 军 ． 乐峰 ， 军 等 ． １ 傅 沈 聚羧 酸 高效 减 水 剂 的 结 构 与 性 能 关 系研 究Ｅ］ 化 学 建材 ，０ ６ Ｊ． ２０．
社 会 发 展 有 重 要 的意 义 。 参 考 资 料
有 效 浓 度 很 快 降 低 ， 位 不 断 下 降 。在 减 水 剂 中 复 合 缓 凝 电 ［ ］张兵 ． ２ 聚羧 酸 系高 性 能 减 水 荆 的研 制 ［ ］ 南京 理 工 大 学 ，０７ Ｄ． ２０． 组分 ， 目前 降低 坍落 度 损 失最 常 用 的方法 。但 复合 缓凝 ［］ 希高． 是 ３蔡 高性能混凝 土外加 荆的化 学结构特 征［ ． Ａ］ 混凝 土外加 组 分 会 带 来 了新 的 问题 ， 是 影 响 混 凝 土 早 期 强 度 的 发 展 。 就 剂及 其 应 用 技 术 ， ０ ４ ２０ ． 般 说 来 ，ｄ ３ 度 均 低 于 不 掺 缓 凝 组 分 的 混 凝 土 ，ｄ以 ［ ］王志标． 高效减水剂混凝 土坍落度损失的研究［ ． １ 、ｄ强 ７ ４ 掺 Ｄ］ 武汉理工大 后 强 度 才 能 逐 渐 赶 上 。 相 比 之 下 ， 用 具 有 缓 释 性 能 的 减 采 学 ，０ ２ ２０．
用 高效减水剂和 开发混凝土新技 术必须解决 的一大问题 。 坍 落 度 损 失 的 原 因 ， 先 在 于 水 泥 是 一 种 具 有 水 化 活 首 性 的物质 ， 水 剂的加入有 可能 加速水 泥 的初期 水化进 程 ； 减 其 次 ， 泥 颗粒 对 减 水 剂 的 强 烈 吸 附 ， 使 液 相 中 减 水 剂 的 水 会
化学外加剂
坚毅 恒久 凝聚 可塑
3、减水剂的分类
从化学组成来说，减水剂的一些分类如下： 木质素磺酸盐及其衍生物 高级多元醇 普通减水剂 羟基羧酸及其盐类 多元醇复合体 减水剂
萘系减水剂
氨基磺酸盐系减水剂 高效减水剂
三聚氰胺系减水剂
脂肪族减水剂 聚羧酸盐系减水剂
坚毅 恒久 凝聚 可塑
二、普通减水剂
目前普通减水剂中，使用最广泛的是木质素磺酸盐，其次是多元 醇类，如蜜糖、糖化钙、淀粉水解物等。其他普通减水剂因资源和成 本问题使用较少。在减水剂的生产中，往往为了满足工程使用要将一 种减水剂配制成系列产品。
坚毅 恒久 凝聚 可塑
2、聚羧酸减水剂的分类
聚羧酸减水剂有很多种分类方式，在此介绍一种常用的分类 方式。根据支链和主链不同的连接方式，可将聚羧酸减水剂分为 聚酯类和聚醚类两大类。 聚酯类主要为甲基丙烯酸和甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯大 分子单体的共聚物，聚醚类主要为马来酸酐和烯丙基聚乙二醇醚 类大分子共聚物。
坚毅 恒久 凝聚 可塑
3、新拌混凝土性能
（1）减水作用 萘系高效减水剂是高分子表面活性剂，并且有强的固-液界面 活性作用。在水泥分散体系中，它们能吸附在水泥粒子表面上， 形成带负电的强电场，使水泥凝体产生分散，因此使水泥浆体的 流动性大大提高。 它们气-液表面活性小，几乎不降低水的表面张力，因此气泡 作用很小，对混凝土无引起作用。与基准混凝土保持相同坍落度 时，掺高效减水剂可大幅度减少混凝土用水量。 （2）坍落度和坍落度损失 掺萘系高效减水剂可以使基准混凝土的坍落度从6-8cm提高到 18-22cm，但是在此情况下坍落度损失较快，经30-60min就失去了 流动性。因此，目前商混上流态混凝土很少使用单一成分的高效 减水剂，必须复配使用。 （3）萘系减水剂对水泥无缓凝作用。
减水剂
减水剂．前言随着科学技术的发展，人们对混凝土的性能提出了各种新的更高的要求。
从上世纪40年代开始推广混凝土外加剂以来，它的发展不但从微观亚微观层次改变了硬化混凝土的内部结构，并且在工艺过程改变了新拌混凝土的结构。
减水剂又称分散剂或塑化剂，是最常用和最重要的外加剂。
使用它时能在不影响混凝土和易性的条件下使新拌混凝土的用水量减少。
它的主要成分是表面活性剂，它对新拌混凝土所起的作用也主要是表面活性作用。
减水剂可以减少混凝土的拌合物的用水量，提高混凝土的强度和耐久性、抗渗性；改善混凝土的工作性，提高施工速度和施工质量，满足机械化施工要求，减少噪声及劳动强度，节约水泥用量等。
减水剂发展历程20 世纪30 年代,人们发现在混凝土中掺入亚硫酸盐纸浆废液之后,能改善拌合物的和易性,强度和耐久性也能得到提高。
1935 年,美国的E. W.Scripture 首先研制成以木质素磺酸盐为主要成分的减水剂。
1962 年日本首先研制成以β- 萘磺酸甲醛缩合物钠盐为主要成分的减水剂,简称萘系减水剂。
这类减水剂具有减水率高的特点,适宜于制备高强(抗压强度达100 MPa)或坍落度可达20 cm 以上混凝土。
随后1964 年联邦德国研究成功磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂,该类减水剂与萘系减水剂同样具有减水率高、早强效果好、低引气量等特点,同时对蒸养混凝土制品和铝酸盐(主要为C3A) 含量高的水泥制品适应性较好,能制备高强或大流动性混凝土。
70年代后期，很多人对木质素类减水剂进行改进，研究出了改性木质素磺酸盐高效减水剂。
90 年代初,美国首次提出高性能混凝土(HPC)的概念,即要求混凝土具有高强度、高流动性、高耐久性等性能,高性能混凝土对减水剂提出了更高的要求,要求高性能减水剂具有减水率高、大流动度和坍落度经时损失小等特点。
一些新型高效减水剂得到了迅速的开发和应用,如聚羧酸系、氨基磺酸系高效减水剂。
综上所述,减水剂经历了从木素磺酸盐、萘磺酸盐缩合物、三聚氢胺甲醛缩合物、氨基磺酸盐系、聚羧酸系等发展的历程,减水率也从8 %增加到30 %左右。
第三章混凝土化学外加剂
第三章-_混凝土化学外加剂第三章混凝土化学外加剂外加剂的进展概况外加剂是混凝土材料中不可缺少的第五种组分，是二十世纪混凝土技术的一场革命。
1935年美国的E1>. W. Scripture第一研制成功了木质素磺酸盐为要紧成份的减水剂，该外加剂的出此刻那时改善新拌混凝土的塑性，提高硬化混凝土的强度、工艺技术的改善等方面起到了重要的作用1962年日本花王石碱公司服部健一等人第一活着界上研制成功了主成份为萘磺酸甲醛缩合物钠盐的高效减水剂。
与木质素磺酸盐相较，这种高效减水剂具有减水率高，大体不阻碍混凝土的凝结时刻，不引气等特点1964年德国的Aignesberger等人研制成功了磺化三聚氰胺甲醛树脂的减水剂，该外加剂具有减水率高，大体不阻碍混凝土的凝结时刻，不引气，早强成效好，对蒸养混凝土制品的适应性好等优势，三聚氰胺系列的高效减水剂的诞生为德国泵送混凝土的全面崛起发挥了重要的作用。
有人把引气剂、减水剂所代表的年代称为混凝土外加剂的第一个黄金时期，而把现代百花争艳的各类外加剂的开发称作混凝土外加剂的第二个黄金时期自1982年成立混凝土外加剂专业委员会和外加剂协会以来，我国混凝土外加剂的研究开发、生产及应用已走上标准化、标准化的正确轨道，加速了我国混凝土外加剂科学化、产业化的进程。
外加剂的进展历程：国际：上个世纪30年代开始我国：上个世纪50年代开始70年代外加剂行业开始兴起1982年成立了中国混凝土外加剂学会1986年成立了中国混凝土外加剂协会通过近30年的尽力，我国的外加剂行业已经取得长足的进展。
混凝土化学外加剂:能有效改善混凝土某项或多项性能,其掺量一样在水泥量的5%以下,却能显著改善混凝土和易性、凝结时刻、强度、耐久性及节约水泥的一类材料。
概念减少泌水和离析大幅度提高可泵性减小坍落度损失新拌混凝土延缓或减少水化热阻止或减缓混凝土中钢筋的锈蚀操纵与减缓混凝土收缩或膨胀破坏硬化混凝土外加剂的分类按其要紧功能分为四类：（1）改善混凝土拌和物流变性能的外加剂。
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第 1 页 （共 9 页） 萘系减水剂的研究进展 化学学院 化学（师范）专业 2011级 余苑 指导教师 李荣
摘 要：萘系减水剂是我国使用最广泛的混凝土外加剂，其技术水平对它的使用有着重要的影响。本论文介绍了萘系减水剂的分类、合成及性能特点，总结出了近年来萘系减水剂在坍落度损失的减少，减水率的提高，萘系混凝土强度的增强等方面的研究成果。并且总结出了将不同类别减水剂复合使用的效果研究。 关键词：萘系减水剂；合成机理；研究进展 Abstract：Naphthalene superplasticizer is the most widely used in China, it has an important influence on the technical level of its use. This paper introduced the classification, synthesis and properties of naphthalene superplasticizer; Naphthalene superplasticizer was summed up in reducing slump loss, water reducing rate increase, naphthalene concrete strength enhancement for the research results in recent years. And I summed up the effect of different types of superplasticizer in composite use. Key words：Naphthalene super plasticizer；Synthesis mechanism；Research progress
1 引言 减水剂是最主要的建筑外加剂之一，其技术水平对它的使用有着重要的影响。当前我国减水剂的使用率远低于国际水平。目前，国际上对于高效减水剂的研究热点是聚羧酸类高效减水剂及复合型减水剂，但由于合成聚羧酸系减水剂的原材料选择十分有限，故这类减水剂在国内的研究尚处于实验室阶段，国内应用最多的高效减水剂是萘系减水剂，在混凝土中添加萘系减水剂不仅能够使混凝土的强度提高，而且还能改善其多种性能，如抗磨损性、抗腐蚀性、抗渗透性等。而其第 2 页 （共 9 页）
它的非萘系减水剂产品虽然市场前景广阔，但也因成本和技术性问题，未能得到大规模的应用。资料显示，25万吨，其中萘系减水剂就达20多万吨，占80%以上。 随着高层建筑和商品混凝土的发展，合成高质量的萘系高效减水剂具有较大社会效益和经济效益[1]。因此，对萘系减水剂研究是非常广泛而且必要的。本文依据“循序渐进”的思想，将近年来我国对萘系减水剂的研究成果进行分类、整理、归纳与总结。为进一步对萘系高效减水剂的研究及应用提供依据。
2 萘系减水剂简介 2.1 减水剂的定义及分类 减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。根据其减水及增强能力，分为普通减水剂（又称塑化剂）和高效减水剂（又称超塑化剂）；根据减水剂的化学成分组成，分为水质素磺酸盐类减水剂类，萘系高效减水剂类，三聚氰胺系高效减水剂类，氨基磺酸盐系高效减水剂类，脂肪酸系高减水剂类，聚羧酸盐系高效减水剂类；根据凝结时间分为标准型、早强型和缓凝型[2]。 2.2 萘系减水剂的特点 不同的减水剂各有不同的特点，那么萘系减水剂主要特点是：1、在强度和坍落度基本相同时，可减少水泥用量10-25%；2、在水灰比不变时，使混凝土初始坍落度提高10cm以上，减水率可达15-25%；3、对砼有显著的早强、增强效果，其强度提高幅度为20-60%；4、改善混凝土的和易性；5、对各种水泥适应性好，与其它各类型的混凝土外加剂配伍良好；6、特别适用于在以下混凝土工程中使用：流态混凝土、塑化混凝土、蒸养混凝土、抗渗混凝土、防水混凝土、自然养护预制构件混凝土、钢筋及预应力钢筋混凝土、高强度超高强度混凝土；7、混凝土坍第 3 页 （共 9 页）
落度经时损失较大，半小时坍落度损失近40%。所以萘系减水剂的产品在坍落度、减水率以及强度方面性能不高，还有待提升[3]。
3 萘系减水剂的研究进展 3.1 降低萘系减水剂坍落度的研究 前面提到萘系减水剂在应用过程中存在坍落度损失比较严重的问题，混凝土运至施工现场后，流动性大大降低，直接影响到减水剂的使用效果，因而如何有效控制坍落度损失，是进一步推广应用高效减水剂和开发混凝土新技术急需解决的问题。目前，解决萘系减水剂应用中坍落度损失的方法有：复合缓凝剂法，外加剂后掺法，外加剂分批掺入法，引气剂隔离水泥颗粒法等。 3.1.1 改性萘系减水剂的研究 为适应绿色高性能混凝土发展的需要，混凝土外加剂的绿色化也成为必然。淀粉作为一种产量大、可再生的资源得到了广泛研究。赵平[4]等用经氧化醚化等改性制得的氧化醚化淀粉（OES）与萘系减水剂复配改性，研究了改性萘系减水剂对水泥基材料性能的影响。结果表明，改性萘系减水剂能有效改善萘系减水剂的保坍行为，使水泥浆体保持较长的塑化时间，水泥水化诱导期明显延长；掺13%改性萘系减水剂的水泥浆体2h坍落度损失仅为6%，远小于掺萘系减水剂的56%；与掺萘系减水剂的水泥浆体相比，当改性萘系减水剂中OES含量为5%-13%时，水泥净浆流动度2h损失减小了17%-89%，28d水泥胶砂强度则相应提高了12%-20%。 3.1.2 缓释型萘系减水剂的研究 改性萘系混凝土的坍落度是先增加后减小，所以缓凝剂会影响混凝土的早期强度的发展,这在很多场合是很不适用的。相比之下，缓释法是一种很有前途的方案，采用具有缓释性能的减水剂，一次掺加，缓慢释放，使体系中减水剂的浓度得到持续增长，以达到降低坍落度损失的目的，且对混凝土的早期强度不会产生第 4 页 （共 9 页）
不利影响。于是，对缓释型萘系减水剂展开了研究。 王素娟[5]等运用共沉淀法合成了萘系减水剂插层MgAl-LDH的缓释材料。XRD（X射线衍射）图谱显示，萘系减水剂插层MgAl-LDH后，层间距从原来的0.76nm增大到1.06nm，说明萘系减水剂已经进入层间；FTIR（傅氏转换红外线光谱分析仪）谱表明，萘系减水剂插层MgAl-LDH后，保留了LDH层状结构的吸收峰，在1035.6和1123.1cm-1处出现了萘系减水剂中-SO3基团的吸收峰，说明萘系减水剂已经进入层间；在H2O和Na2CO3水溶液考察的缓释性能的结果表明，合成的缓释型萘系减水剂具有明显的缓释效果，其缓释机理主要为客体阴离子与介质中CO3
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的离子交换过程，释放速率较大的初期符合一级动力学方程。共沉淀法简单易行，所得缓释型萘系减水剂具有明显的缓释效果，在混凝土外加剂等领域可望有重要应用前景。水泥净浆流动度测试表明，相比商品萘系减水剂，它有明显的缓释效果。 3.1.3 丙烯酸改性萘系高效减水剂 尹全勇[6]丙烯酸改性萘系高效减水剂意在原有萘系高效减水剂的分子结构中通过化学合成引入羧基。以多羧酸高效减水剂常用原料丙烯酸为改性剂，在萘系高效减水剂合成工艺的基础上，通过优化原料比例、反应时间等对萘系高效减水剂进行改性。使用沉降试验方法时合成过程进行在线监测，并对合成产物的分散性能进行初步测试。结果表明，丙烯酸改性茶系高效减水剂在保持原有萘系高效减水剂分散效果的同时，显著提高了分散效果的保持时间，使坍落度损失减小。
3.2 提高萘系减水剂综合性能的研究 萘系减水剂在我国运用最广泛，但是其缺点除了坍落度损失大以外，减水率不高，萘系混凝土强度不够等缺点也是需要改进的重点。因此，对提高萘系减水剂的综合性能进行了一定的研究。例如合成了新型萘系减水剂、苯酚改性萘系减水剂、葡萄糖酸钠改性萘系减水剂和羟基改性萘系减水剂。 3.2.1 新型萘系减水剂 第 5 页 （共 9 页）
刘潮霞[7]等用廉价的草浆碱木素和萘等为原料，将萘与浓硫酸磺化，降温加水水解，并将β-萘磺酸加热熔化，加入计量的草浆碱木素，补加浓硫酸，并加入甲醛，控温，最后再用氢氧化钠中和pH至7－9，合成了新产品——新型萘系减水剂。该减水剂具有萘系和木素磺酸盐系减水剂各自的优点，减水率高，坍落度损失少，合成成本低。产品经研究分析得出以下结论：（1）产品的最佳掺量为0.9%，此产品的减水率为44.74%，比普通萘系减水剂提高了一半多；（2）当水灰比为0.35，产品的掺量为0.9%时，水泥净浆流动度为214mm，流动性优于普通萘系减水剂及其简单复合物；（3）合成成本降低了20%左右(由市场调查，工业萘6000-7000元/t，碱木素1000元/t)。实验结果可看出，不仅有效地利用了草浆造纸的污染物，还大大降低了萘系减水剂的合成成本，且减水性能也优于普通萘系减水剂。 3.2.2 苯酚改性萘系减水剂 苯酚萘系减水剂是将苯酚加入萘系减水剂中，达到改性提高萘系减水剂质量的目的。萘系减水剂的操作参数按现行生产经验已经确定，改性苯酚磺化液是在缩合过程中加入的，所以苯酚改性萘系减水剂只有缩合阶段发生变化，不影响其他阶段。影响缩合阶段的的主要因素有加入的苯酚磺化液量，改性甲醛量，改性酸量，其他因素影响不大。 李洋[8]通过大量实验，根据改性的目的确定了影响缩合过程加入的各个化学物质的量，并且通过实验数据证明了利用苯酚改性萘系减水剂的是完全可行的。改性后的萘系减水剂的减水率大大提高，稠度和保湿度都增加了，掺量0.7时减水率达27.6%左右；净浆流动度315*318左右；30min和60min的坍落度损失值分别为12-19mm和32-35mm；强度比萘系增加了50%-80%；泌水率比为5.7%。这些实验数据可以看出苯酚改性萘系减水剂的综合性能比普通萘系减水剂大大提高。 3.2.3 葡萄糖酸钠改性萘系减水剂 杨开武[9]等通过接枝改性合成葡萄糖酸钠改性萘系高效减水剂。经过接枝改性，在萘系减水剂的分子主链上接枝葡萄糖酸钠分子支链，充分发挥吸附了减水剂分子的水泥颗粒间的位阻斥力。分析合成产品的红外光谱并比较改性前后萘系减水