新型减水剂的设计及其应用技术.ppt

新型减水剂的设计 及其应用技术 2.1 新型减水剂的分子结构与性能 2.2 新型减水剂的作用机理 2.3 聚羧酸系减水剂的设计与合成 2.4 聚羧酸系减水剂的应用技术 2.1 新型减水剂的结构与性能 （1）减水剂合成的一般技术路线 （2）减水剂的分子结构与结构模型 （3）氨基磺酸系、脂肪族减水剂的性能 （4）醚型与酯型聚羧酸系减水剂的性能 减水剂合成的一般技术路线－－两大步骤 第一步反应－－生成结构单元： 萘系为磺化萘、磺化甲基萘； 氨系的为氨基苯磺酸； 脂肪族的单元为磺化丙酮和磺化甲醛； 聚羧酸系的为带不同官能团的不饱和单体。 第二步反应－－合成聚合物减水剂： 通过加甲醛发生缩合反应，合成萘系、氨系及脂肪族减水剂； 通过加引发剂发生共聚反应，合成醚型或酯型聚羧酸减水剂。 通过缩合方法缩聚物减水剂可以相互复配使用；通过加聚反应的醚型与酯型聚羧酸系减水剂可以复配使用 酯型聚羧酸系减水剂的合成 第一步酯化反应： 第二步聚合反应 其它：中和，调整含气量 （2）减水剂的分子结构与模型 （2.1）减水剂的分子结构式 （2.2）减水剂的分子结构模型 （2.1）减水剂的分子结构 传统磺酸系减水剂 新型磺酸系减水剂 （脂肪族、氨基磺酸系） 聚羧酸系减水剂 （醚型和酯型） 传统磺酸系减水剂的分子结构 新型磺酸系减水剂的分子结构 新型脂肪族减水剂的主要分子结构式 聚羧酸系减水剂分子结构的代表式： 国内聚羧酸系减水剂的分子结构 （2.2）减水剂的分子结构模型 新型磺酸系减水剂模型 （氨基、脂肪族） 聚羧酸系减水剂结构模型 新型磺酸系减水剂的分子结构模型 高性能聚羧酸系减水剂的分子结构模型 聚羧酸系减水剂分子结构模型 1，主链线性中心层 2，长侧链溶剂化扩散层 3，短侧链绒化紧密层 三层结构模型解析： 1，主链线性中心层：以非极性基相互连接为主，可以包括脂肪烃、芳烃和部分弱极性基团，决定聚合物的平均分子量与分子量分布。 2，长侧链溶剂化扩散层: 聚氧化乙烯基长侧链PEO，由许多疏水基亚甲基和亲水基醚键构成，属于非离子型强极性基团，水溶性随聚合度增加而增强。 3，短侧链绒化紧密层: 连接在主链上，可以是带有极性离子型和非离子型的亲水基，也可以是低碳脂肪链的疏水基的短侧链。 分子结构模型特点 传统减水剂的分子结构： 结构单元带磺酸基的线型分子结构，长链的单元结构为单环、双环、三环和杂环，通过亚甲基连接。 新型磺酸系减水剂（脂肪族、氨基磺酸系）： 多枝链、强极性分子结构 聚羧酸系减水剂：长侧链、梳形分子结构 (3) 新型磺酸系减水剂的性能 (3.1) 脂肪族减水剂 优点： 1、原料来源广泛，并且成本低于萘系减水剂，最早用作油井水泥分散剂。 2、浓度30～40％，碱含量低5～8％，在低温条件下无结晶沉淀，具有优良的耐高温特性和显著增大混凝土流动性的效果 3、减水率介于萘系与氨基磺酸系减水剂之间，可以与萘系减水剂等复合使用于工程 主要缺点： 1、反应机理复杂，生产质量不够稳定； 2、与水泥的相容性差； 3、影响混凝土的外观颜色，但混凝土外观颜色实际上在一周时间内基本回复混凝土的本色。 (3.2) 氨基磺酸系减水剂的性能 优点： 1、减水率高、保持混凝土流动性时间长、硬化混凝土强度增长较快 2、生产工艺简单，浓度25～35％，碱含量低2～5％，在低温条件下无结晶沉淀 3、相容性好，可以与萘系减水剂等复合使用于工程 主要缺点： 1、产品价格成本高，高于相同掺量的聚羧酸系减水剂； 2、与水泥的相容性好，但超过饱和掺量时混凝土会产生严重泌水问题 (4) 聚羧酸系减水剂的性能 (4.1) 酯型聚羧酸系减水剂的性能 优点 1、掺量低，低水灰比下高分散性，较好的坍落度保持性能 2、与不同水泥的适应性好 3、混凝土早期强度快速增长 缺点 1、主链和支链的连接是酯键，生产质量波动大 2 、长期储存性能下降明显，稳定性差 3 、与消泡剂相容性差，消泡不均匀，混凝土性能差异大。容易出现混凝土严重离析泌水，和易性差，或混凝土后期28天强度偏低等问题 (4.2) 醚型聚羧酸系减水剂的性能 优点 1、生产工艺简单，长期储存稳定性好 2、低水灰比下具有高分散性，较好的坍落度保持性能 3、与消泡剂相容性好，混凝土和易性好，砂石料包裹性好，混凝土后期28强度高 缺点 1、掺量高于酯型产品，3：2， 2、具有较强的缓凝性能。过量影响早期强度，不足则混凝土坍落度损失过快。 3、与不同水泥的适应性差，特别不适合低碱早强P.O硅酸盐水泥 (4.3) 聚羧酸系高性能减水剂