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新型氨基磺酸盐高效减水剂的合成、复配及应用毕业论文

1绪论

1.1论文研究背景

混凝土减水剂，是能够减少混凝土用水量的外加剂。它可以定义为能保持混凝土坍落

度不变，而显著减少其拌和水量的外加剂。混凝土减水剂多属表面活性剂，借助极性吸附

及排斥作川，降低水泥颗粒之间的吸引力而使之分散，从而取得减水的效果，故称之为分

散剂（Dispersionagent)或超级塑化剂(Superplasticizer)。采用减水剂的目的在于提

高混凝土的强度，改善其工作性，泌水性，抗冻性，抗渗性和耐蚀性等[1]。

混凝土减水剂的发展有着悠久的历史。2030年代，美国、英国、日本等国家

已相继在公路、隧道、地下等工程中开始使用引气剂。1935年美国E1W1斯克里普彻

(Scripture)首先研制成木质素磺酸盐为主要成分的塑化剂，揭开了减水剂发展的序幕。

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早期使用的减水剂有木质素硝酸盐、松香酸钠和硬脂酸皂等。2060年代，β-萘

磺酸甲醛缩合物钠盐(SNF)和磺化三聚氰胺甲醛缩合物(SMF)这两种高效减水剂研制成

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功，并且在混凝土工程中得到了广泛应用，使混凝土技术的发展上升到更高阶段。从60

年代到80年代初，是高效减水剂的发展阶段，该阶段减水剂的特点是减水率较高，但混

凝土坍落度损失较快，无法满足泵送等施工要求，不能用于制备高性能和超高性能混凝土。

通常是在减水剂中复合缓凝组分等方法解决,但复合缓凝组分会带来新的问题，如影响混

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凝土早期强度的发展等。

混凝土改性的第三次突破，就是以高效减水剂的研究和应用为标志的。通过高效减水

剂的使用，使混凝土技术进入由塑性到干硬性再到流动性的第三代。木质素类减水剂属于

普通型减水剂，虽然它有制作方便、价格低廉等优点，但其减水率太低(8~10%左右)，对

混凝土的增强不够，且提高混凝土的耐久性能较差。它的使用条件也受到较多的限制，要

求气温在5摄氏度以上，混凝土在无水石膏、工业氟石膏作调凝剂会出现异常凝结现象，

在减水剂超过掺和量时，混凝土的强度不仅不增加反而要降低，混凝土甚至长时间不结硬

等的缺点。高效减水剂具有许多普通减水剂不具备的优点，且在提高混凝土的流动性、减

水、增强和耐久性方面效果颇佳，随着我国石油化工和煤化工工业的发展，这类减水剂的

造价将越来越低，因此，在混凝土工程制品中将越来越得到广泛应用[5]。

国外对萘系、三聚氰胺系等高效减水剂的研究日趋完善。日本自从服部健一博士发明

β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐后,基于此发明采用了各种方法来改进萘系减水剂的性能，以减

少坍落度损失。如1969年研究萘系和柠檬酸、葡萄糖酸钠、磷酸钠等缓凝剂混用；1971

年通过改变添加方法,如二次添加法来改性；1979年通过改变萘系本身的形状，如将减水

剂由粉末状转变为球粒状来对萘系进行改性；1983年通过产品成分本身改进来提高萘系

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的保坍性能，如引入羧基到其分子结构上。日本减水剂研究机构早在70年代就发现一个

事实：萘系减水剂受到分子结构的制约，保坍性能无法从根本上改变，故必须开发新型的

多功能活性基团的减水剂。但是，近来在日本已有人提出对萘系减水剂进行化学接枝改性

的设想，从对聚合物分子结构的改造出发，使其达到更高的减水率，而又适当引气，并能

有效地控制坍落度损失。但对这种接枝链或基团的选择、分布以及接枝工艺的研究成果还

未见详细报导。三聚氰胺