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高效减水剂如何改性?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-06-07

由于人们对高性能混凝土综合要求的提高,单独一种高效减水剂都难以实现,各种高效减水剂都有其不可避免的缺点。萘系减水剂在使用时,坍落度损失大,混凝土容易发黏;氨基磺酸系高效减水剂使用时,泌水率大的问题以及合成聚羧酸减水剂的高成本问题,使得人们从另外一个角度出发来研究高效减水剂,例如,人们采用化学改性和物理复配的方法来解决。

其中一种方法就是采用化学改性,通过表面活性剂活性基团的接枝合成和结构设计使外加剂改性。一般它的结构是在一个较长的高分子主链上,接上各种活性基团,如磺酸基团(—SOR)、羧酸基团(—COOH)、羟基基团(—OH)、氨基基团(—NH) 以及聚氧烷基烯类基团[(CHCHO)—R]等。根据混凝土的性能进行减水剂分子结构设计时,这些基团必须以合适的比例出现在高分子主链上,而且减水剂的平均分子量,分子量分布也必须有适当的构成,这样就从根本上解决了现在单独一种高效减水剂存在的问题。例如,萘系坍落度损失快,氨基磺酸盐类易泌水等。

另外就是通过物理复配达到改性。在高效减水剂中添加辅助外加剂(复配),以弥补高效减水剂性能上的缺点。由于物理复配操作简单、效果明显、容易实现,在实际中用得较多。到目前为止,复合型外加剂已得到广泛的应用。复配原则为要复配的高效减水剂之间有较好的相容性,复配后必须具备“1+1>2” 的效果,即复配后所得产品的性能有所改善和提高;同时使用辅助材料的品种尽量少。复配的关键是主导官能团的组合。—SOH的主导作用是高效分散产生高减水率,—COOH的主导作用是缓凝、保坍。—COOH和—SOH可以分别与一种或多种多个极性基团,原子团中的极性原子组合在一起,从而赋予复配出来的高效减水剂新的主导作用以及一些其他功能。

一、萘系减水剂

自1962年日本花王公司首先成功研制以β-萘磺酸盐甲醛缩合物为主要成分的萘系减水剂以来,在世界各地得到广泛应用。近几年,虽然相继研制了一系列的高效减水剂,但到目前为止,萘系减水剂仍占主导地位。经调查,我国应用于现代混凝土中的高效减水剂萘系占80%,其他各种高效减水剂仅占20%。萘系减水剂作为应用量最大的、最广泛的一种外加剂,仍存在离析、泌水、坍落度损失大,对部分水泥适应性不好等缺点,因此对其性能进行综合研究至关重要。国内外对改进其缺点做了大量的研究工作。

(一)物理复配

萘系减水剂突出的缺点是保坍性能差,可以采用与柠檬酸、葡萄糖酸、磷酸等缓凝剂混合使用来减小坍落度损失。日本的萘系减水剂还与木质素磺酸盐复配来保持一定的引气性和降低混凝土坍落度损失。还可以与新型反应型高分子或水溶性聚合物复配来提高性能,改善保坍性能,拓宽其应用范围。用萘磺酸盐系减水剂与马来酸和马来酸酐的共聚物混合,提高流动性而不缓凝,早期强度高,还可以配制自密实混凝土。茚-马来酸酐共聚物与萘系复配可以降低混凝土和砂浆坍落度损失。F.Yamato用萘系减水剂与一种水溶性聚合物复配,聚合物是环氧化合物和环氧烷烃与C≥12单醇、硫醇、或烷基酚加成物的共聚物,初始坍落度大于或等于50cm,用于自密实混凝土。

在我国多用木钙与萘系减水剂复配,目前已有用多羧酸系反应性高分子减水剂对萘系减水剂进行改性研究的报道。刘彤等由马来酸酐、苯乙烯、丙烯酸羟基酯等单体多元共聚合成得水溶性聚合物(SMAH),以SMAH作为与水泥具有反应活性的组分,对市售萘系减水剂进行改性,成功研制了PSL低坍落度损失缓凝高效减水剂,还可以用作优质泵送剂,受外界环境影响小。王正祥等用炼油厂的废料C9油与马来酸酐共聚,再磺化得到一种价格便宜的,与萘系复配能有效控制坍落度损失的高效减水剂。

(二)化学反应改性

谢亦富等用离子交换法制得季铵盐型萘系减水剂,具有明显的减水增强和早强功能。在与甲基纤维素复配时生成的钙盐比钠盐更大程度地提高流动性和密实性。也可与反应性高分子缩合,让高分子中的羧基经过化学修饰处理,以憎水的酯基、酰胺基的形式存在或以成盐、络合、聚合等修饰手段,加入到水泥这种碱性介质中逐渐水解释放出羧基而分散水泥粒子,从而极大改善萘系的保坍性能。罗永会等在萘系减水剂合成的中和工序时加以改进,引入一种有机碱,利用胺基上氮原子的孤对电子的特性,通过共价键与磺酸基结合起来,再在水泥这种强碱介质中分解出磺酸和胺,这种高效减水剂具有良好的保持流动性能。F.Yamato还用分子量在300~13000的萘磺酸甲醛缩合物与苯酚类化合物(可同时含烷基,磺酸基)和甲醛再缩聚,可以有很好的流动性和减水效果。由于石油的日益短缺,萘系减水剂的价格逐步攀升,它的应用正受到限制。

二、密胺系高效减水剂

与一般混凝土减水剂相比较,密胺树脂系高效减水剂具有显著的减水效果(减水率大于25%,略小于萘系减水剂),对水泥分散性能好,早强效果显著,蒸养适应好,基本不影响混凝土凝结时间和含气量的特点;对纯铝酸盐水泥有很好的适应性,和其他品种外加剂相容性好,可一起使用或复配成多功能复合外加剂;也可用于石膏制品,改善石膏制品的塑性黏度;在彩色装饰混凝土、耐热防火混凝土、油井固井混凝土及一些特殊工程中有很好的应用前景。

但是该类减水剂在混凝土中坍落度损失较快,对水泥品种适应性不是太好。另外也存在生产成本高,难以制成粉剂,库存与运输费用高,以及反应条件要求严格、质量难以控制等缺点。这些大大影响了它的大批量生产及推广应用。人们对它的研究主要在如何提高稳定性、耐久性,降低成本和减小坍落度损失等方面。

(一)化学改性

利用部分尿素代替三聚氰胺制备出高减水率的高效减水剂,从而降低成本。陈应钦以价格低廉的两种活性单体代替部分三聚氰胺,成功合成出新型密胺系高效减水剂,成本低,但减水率及增强都超过萘系减水剂。来关根等以醛、脲、密胺、焦亚等为主要原料,经羟甲基化、磺化、催化缩合,离子改性等反应合成出新型密胺树脂混凝土减水剂,其性能超过日本的NP-20减水剂。J.Uchida介绍以对氨基苯磺酸代替传统的亚硫酸盐等磺化剂来改性密胺系高效减水剂,同时与缓凝剂,如葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠或六氟硅酸镁复配可以获得良好的流动性能和保持流动性能,既可用在使用密胺系高效减水剂较多的混凝土制品厂,也可用来制备预拌混凝土,而且在坍落度损失较快的夏季里使用,或用在搅拌温度较高的环境里可防止坍落度损失过快。S.Pieh还介绍了除对氨基苯磺酸外还可以用1-氨基,6-萘磺酸来改性密胺系高效减水剂来提高流动性能和养护性能;用对氨基苯磺酸改性脲醛树脂,可以做到U/M (U为尿素,M为三聚氰胺)≥1,同时尿素是不可缺少的成分,合成的高效减水剂有良好的早期强度和流动性能,同时适合于泵送混凝土和高强混凝土。F.Yamato还将萘、三聚氰胺、苯酚和苯胺的羟甲基和磺酸基衍生物与甲醛的缩合物用作高性能减水剂来配制自密实混凝土,无离析。G.Albrecht还使用三聚氰胺和水合乙醛酸缩合物来提高流动性,控制坍落度损失,增加抗压强度。徐长征、何廷树使用廉价的活性单体尿素取代三聚氰胺单体(取代量为17%) 制成了改性密胺树脂高效减水剂JD;并复配氨基磺酸盐高效减水剂HPP,可进一步改善改性密胺树脂高效减水剂的综合性能。

(二)物理复配

密胺系高效减水剂与苯酚磺酸盐和甲醛的缩合物复配,具有良好的泡沫稳定性和抗冻融性。磺酸改性的密胺系高效减水剂与水溶性纤维素或酯、聚丙烯酰胺、淀粉接枝的聚丙烯酸盐一起混合可用在水下工程,具有良好的工作性,可防止垂直墙面膜料松散。密胺系或改性密胺系高效减水剂也可以与氨基磺酸系和聚羧酸系减水剂复配,从而保持两者的优点,即有优异的流动性能和保持流动性能,同时不缓凝,早强,含气量适中,更可以用在自密实混凝土。

三、改性木质素磺酸盐系高效减水剂

木质素磺酸盐是使用最早的减水剂,早在20世纪30年代初,国外就已注意到亚硫酸纸浆及各种浓缩液能改善混凝土的流动性。由于超剂量使用木质素磺酸盐将会导致混凝土强度降低,甚至发生混凝土在相当长时间不硬化的现象。且其对本身剂量和环境气候均比较敏感,减水率仅在8%~10%之间,所以其用途受到一定限制。但由于价格低廉,因此木质素磺酸盐还是使用较普遍的减水剂。

(一)化学改性

从20世纪70年代末以来,许多发达国家都开始研究木质素磺酸盐制备高效减水剂的技术途径,并且已经取得了显著的成果。M.Nishida则用木质素磺酸盐50~95份,对氨基苯磺酸2~40份,甲醛1~15份(质量比) 缩合制得一种具有良好的流动性能和减少坍落度损失的高效减水剂。张致发等人尝试将木质素磺酸盐与丙烯酸单体进行电化学接枝共聚,以实现木质素磺酸盐向高效减水剂转化,产品的表面活性有明显改善。吕永松等人通过化学改性方法,在木质素磺酸镁分子中引入羟甲基(羟基)和磺酸基等不同活性基团,以提高其对混凝土的减水效果,将木质素磺酸镁转化为高效减水剂。H.Ishitoku将水溶性铁化合物和铝化合物与木质素磺酸盐反应,产品具有高表面张力和低引气性,混凝土早期强度发展快。杨益琴等人则认为磺酸基含量过高的木质素磺酸盐用作混凝土减水剂时,存在引气量偏大、缓凝等问题,可通过在碱性高温下进行部分脱磺来改善。武汉工业大学北京研究生部采用“泡沫吸附” 分离法对木质素磺酸盐进行改性,除去分子量较小和较大的木质素磺酸盐,剩余分散作用较强的中分子量木质素磺酸盐,可减少引气和缓凝作用,其掺量可提高到0.5% ~0.6%,减水率达到18%。华南理工大学利用基团设计方法,通过对木质素磺酸盐进行化学物理改性,制备出GCL1-3A高效减水剂。该减水剂可使水泥净浆减水率达到20%,使3~28d硬化混凝土的抗压强度提高28% ~60%。混凝土掺加GCL1-3A高效减水剂后能满足工程要求,尤其是混凝土的和易性、坍落度等工作性能好,获得了国家授权的发明专利,其技术成果处于国内领先地位,达到国际先进水平,目前已在不少工程得到推广应用。由于其优良的性能价格比,GCL1系列减水剂已成为目前国内广泛使用的萘系减水剂的替代品。万朝均研究了几种超塑化剂(高效减水剂,其中木质素磺酸钙有较好的作用) 对水泥沉降的影响,并指出:超塑化剂具有强烈的分散作用,能使水泥浆中产生凝聚的水泥颗粒高度分散,相当于颗粒粒径减少,沉降速度降低。李建峰等研究了木质素磺酸盐对水泥生料浆减水剂的分散作用,水泥生料分散体系是极不稳定的体系,极易形成聚集状态,木质素磺酸盐能提高粒子的分散度,改善粒子的表面能,在粒子表面形成一个强电场,增加粒子间的静电斥力,在粒子表面形成溶剂化膜,从而提高浆料的流动性和稳定性。Mollah等用Fourier变换红外分光技术研究了木质素磺酸钠对水泥浆体早期水化的影响。Khalil、Monosi、Col-loPardi等研究了木质素磺酸盐对水泥水化产物组成及结构的影响。李庆春等人采用化学、复合改性方法,在木质素磺酸盐中加入一定量改性剂后,在碱性介质及加热条件下进行剧烈搅拌。在这种碱性热降解过程中,甲氧基分解,醚键、碳碳键断裂,羧基含量增大,随后再加入一定量的助剂进行复合改性。改性后木质素磺酸盐减水剂的掺量可提高到0.55%,减水率提高5%,混凝土的3d、7d和28d抗压强度分别提高21.3%、16.7%和6.7%。

化学改性概括起来包括了三个方面,即:①强氧化改性木质素磺酸盐,使木质素磺酸盐中缓凝基团(—OH)、醚键(—O—)氧化成不大缓凝的羧基(—COOH),从而减小木质素磺酸盐中缓凝作用,提高其分散作用及掺量范围。②利用木质素磺酸盐分子中的化学基团与甲醛、萘磺酸盐或三聚氰胺磺酸盐等共缩聚制备超塑化剂。③木质素磺酸盐与其他化学物质接枝共聚以改善木质素磺酸盐的应用性能。周建成等将木质素磺酸盐丙/乙氧基化后制成木质素磺酸盐衍生物,该改性物在混凝土减水剂体系中与普通木质素磺酸盐相比,其分散性能增强,吸附力降低,净浆流动度有了较大改善,气泡性能也得到一定的抑制,能有效地抑制缓凝及降低引气效果,提高其减水率。

(二)复配改性

原苏联在木质素磺酸盐中加入少量改性剂(调节引气性的试剂,如多羟基丙二醇醚、正丁醇、硅氧烷),降低了木质素磺酸盐的引气量,产品性能接近高效减水剂。硫酸钠、三乙醇胺与木质素磺酸盐复合使用,可以减少木质素磺酸盐的缓凝作用;木质素磺酸盐与脂肪酸聚氧乙烯酯、萘系等减水剂复配,可以提高减水效果、降低成本;TsujiA等人将木质素磺酸盐与甲基萘磺酸盐复配,并加入少量异丁烯-马来酸酐共聚物锌盐,可提高减水性能;SugiuraH等人将含茚轻油馏分与不饱和二元羧酸的共聚物添加到木质素磺酸盐中,以提高减水效能和改善坍落度;周晓群等人将亚硫酸盐废液与脂肪酸聚氧乙烯酯、山梨醇聚氧乙烯脂肪酸酯等一种或多种搅拌混合,制成减水率为8%~15%的减水剂。A.Baskoca等人则认为木质素磺酸盐的减水性能差及强烈缓凝与其化学结构和胶体性质有关,加入铵盐可以消除上述不良效果,从而提高其性能。

将木质素磺酸盐用作牺牲剂。即高效减水剂掺量是胶凝材用量的最佳掺量底限,再加一定量的木质素磺酸盐以扩大对水泥的分散性,或者供水泥吸附,以使掺入的高效减水剂尽可能全部发挥作用。这样对高效减水剂有时要掺到0.8% ~1.0%才显作用的水泥来说,“牺牲” 了木质素,保全了高效。

改性木质素磺酸盐难以得到推广应用的原因主要有以下三个方面:一是研究与应用脱节,改性工艺复杂,所用药剂价格较贵,导致改性成本高,难以得到实际应用。而且改性方法往往带有较大的盲目性,研究周期长。二是改性后木质素磺酸盐产品的性能未能满足工业应用的要求。三是国外对木质素磺酸盐的改性工艺高度保密,经常以专利形式出现,带有市场垄断性。目前在实际应用中大多将木质素磺酸盐与其他高效减水剂进行复配,而且高效减水剂所占比例高达60%~90%,木质素磺酸盐的利用率极低,难以真正将木质素磺酸盐作为一种资源加以开发利用。

四、聚羧酸系减水剂

聚羧酸系减水剂最先在日本研制成功,采用不同不饱和单体接枝共聚而成,当时称为反应性高分子,用来控制坍落度损失,后来真正做到依据分散水泥作用机理设计了各种有效的分子结构,聚羧酸系减水剂的减水分散效果、流动性保持效果都大大提高。由于聚羧酸系减水剂具有超分散性、能防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝,低掺量下发挥高的塑化效果,流动性保持性好、水泥适应广、分子构造上自由度大、合成技术多、高性能化的余地很大,越来越受到国内外化学外加剂工作者的重视。1995年以后聚羧酸系减水剂在日本的使用量已超过萘系减水剂。现在国外则偏重研究聚羧酸系减水剂的新拌混凝土有关性能、硬化混凝土的力学性能及工程使用技术,而我国对聚羧酸系减水剂的研究才处于起步阶段,着重探索聚羧酸系减水剂的合成途径,从材料选择,降低成本、提高性能等方面优化工艺参数。

(一)化学改性

美国专利报道了在溶剂体系中对马来酸酐和苯乙烯共聚物进行改性,得到性能良好的聚羧酸系超塑化剂。日本专利也报道了在溶剂体系中对马来酸酐和石脑油的共聚物进行改性,制得高性能的聚羧酸系超塑化剂。G.Ferrari等通过改变聚羧酸与羧酸酯的比率制得一系列聚羧酸系超塑化剂,并根据产品对水泥性能的影响指出两者合适的比率可提高聚羧酸系超塑化剂的分散效果。Shawl等将丙烯酸单体、链转移剂、引发剂的混合液逐步滴加到分子量为2000的甲氧基聚乙二醇的水溶液中,60℃反应45min,在N保护下不断移出反应过程中的水,再加入催化剂升温到165℃,反应1h,接枝合成了聚羧酸系超塑化剂。Takahashi等采用聚氧烷基衍生物、不饱和羧酸单体、烯基磺酸钠单体共聚合成聚羧酸系超塑化剂,并引入硅氧基单体,具有良好的分散性能。美国的WR.Grace通过在丙烯酸/甲基丙烯酸/含甲氧基的酯的共聚物上嫁接EO/PO卤氮化合物合成超塑化剂,对水泥具有良好的分散性能。瑞士的Sika发明了聚酰胺丙烯酸聚乙烯乙二醇支链的新型聚羧酸系超塑化剂,在混凝土W/C低于0.15时,仍具有分散性能,在当前超塑化剂中是属于超前的。近年来,国内也开展了大量高性能聚羧酸系超塑化剂方面的合成研究。何靖等通过高分子反应法的新型合成路线,用SO磺化的方法,对苯乙烯马来酸酐共聚物进行磺化,引入磺酸基团,在马来酸酐基团上进行酯化接枝,合成出带有聚氧乙烯醚侧链的聚羧酸型减水剂。王友奎应用高分子设计原理,使合成的聚羧酸系超塑化剂可使新拌混凝土的坍落度1h内几乎无损失。李崇智等以甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酞胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、不同聚氧化乙烯基(PEO) 链长的聚乙二醇丙烯酸醋等单体制备了改进聚羧酸系超塑化剂(MPC)。朱木玮等将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠和马来酸酐聚乙二醇单甲醚单酯通过自由基聚合,合成了聚羧酸系超塑化剂。刘巍青在水溶液体系中以过硫酸盐为引发剂,用马来酸(MA),苯乙烯磺酸钠(SSS) 和聚乙二醇(PEG) 为单体接枝共聚合成聚羧酸系超塑化剂。张忠厚等以丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、对乙烯基苯磺酸钠(P-VBS)为主要原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合的方法合成了一种聚羧酸系减水剂。同济大学王国建采用后酯化法制备聚羧酸盐高效减水剂。陕西科技大学杨秀芳通过自制单体丙烯酸聚乙二醇单酯(PA)、丙烯基磺酸钠(SAS) 与马来酸酐(MA),在过硫酸盐的引发下共聚,合成了梳型聚羧酸盐高效减水剂。

(二)物理复配

通过与其他水溶性聚合物复配可提高其综合性能。Y.Tanaka发现用聚羧酸系减水剂复配单体衍生物聚氧乙烯系消泡剂可以克服聚羧酸系减水剂引入的过量空气,效果很好。改性纤维素类化合物这些增稠剂也可以起到上述作用。对于防止集料离析和缓凝,聚丙烯酸类化合物和纤维酯类化合物是两种有效的增稠剂,前者在黏度稳定性方面逊于后者,但增稠效果好于后者,而且后者作为增稠剂时其黏度随温度变化大。引入长链的烷基化纤维酯水溶性不好,需要长时间来溶解,黏度还随时间而变化,同溶液中金属离子的共存性也不好。H.Yamamuro对传统的水溶性纤维类化合物进行改性,先用C8-43烷基和羧基、磺酸基、磷酸基等部分或全部取代羟基,0.0001≤前者取代度≤0.001,(Zeiselsmethod),后者取代度为0.01~2(colloidaltitration)。当与聚羧酸系减水剂混用时,可以在高离子强度下稳定存在,缓凝作用小,早期强度发展快,抗离析作用强,流动性提高大。K.Wuta介绍一种由聚乙环氧烯烃与不饱和羧酸接枝共聚后,再与胺或醇对其中的酸衍生化生成的聚羧酸系减水剂与酪蛋白复配,可以使流动性大大提高,并能保持在相当长的一段时间里。为了使聚羧酸系减水剂可以用在泵送混凝土上,传统解决的方法有增加水泥或细集料掺量,降低拌合水,加入增稠剂。但这些方法会增加混凝土的黏度,提高泵送压力,降低混凝土的耐久性。如果用聚乙二醇、二甘醇单丁酯、聚多糖和增稠剂与聚羧酸系减水剂复配,可以在不增加混凝土黏度的条件下,轻松泵送,保持良好的流动性和可泵性。

五、氨基磺酸系高效减水剂

氨基磺酸系高效减水剂最早是20世纪80年代末在日本得到开发和应用。国外在氨基磺酸系高效减水剂的原料选择、合成工艺、物理复配及在混凝土中的应用方面进行了大量的研究工作。我国在20世纪90年代末才开始对氨基磺酸系高效减水剂进行研究,目前正处于起步阶段。氨基磺酸系高效减水剂是以氨基芳基磺酸盐、苯酚类和甲醛进行缩合的产物,其中苯酚类化合物,包括一元酚(如苯酚)、多元酚(如间苯二酚,对苯二酚) 或烷基酚(甲酚、乙酚)、双酚(双酚A、双酚S)或以上化合物的亲核取代衍生物。甲醛也可以用其他醛类化合物或能产生醛类的化合物代替,如乙醛、糠醛、三聚甲醛等。

(一)化学改性

何廷树等通过在合成过程中加入高聚物改性剂,优化其比例和浓度,合成一种新型改性氨基磺酸系高效减水剂ASL。性能测试结果表明:ASL减水剂综合性能比传统氨基磺酸系高效减水剂高,且成本大幅度降低。陈国新等使用不同的碱性调节剂,制备不含碱的新型氨基磺酸系高效减水剂,试验证明,该新型减水剂与传统氨基磺酸系减水剂相比性能接近,但能更有效地抑制碱集料反应造成的混凝土膨胀,降低碱集料反应的潜在危害。蒋新元等利用橡胶部分取代苯酚制备了改性氨基磺酸系减水剂,改性产物的分散性能较未改性产物略有下降,但2h流动度损失增大。当掺入量为0.5%、水灰比为0.28、1h时,掺改性产物和掺未改性产物的净浆流动度分别为240mm和252mm。杨东杰等将氨基磺酸的聚合物与木质素磺酸盐进行接枝共聚,研制出改性氨基磺酸系高效减水剂ASM,可使生产成本降低20%,ASM的减水率达到21.9% ~26.3%,高于同掺量下ASP的减水率。掺ASM的混凝土2h后坍落度损失仅为13.4%~15.9%,28d混凝土的抗压强度均大于70MPa。华南理工大学化学工程研究所也进行了相关研究,通过试验优化工艺参数,由对氨基苯磺酸、苯酚在水溶液中与甲醛加热缩聚合成氨基磺酸系高效减水剂ASP,其减水率高达25.3%,2h相对流动度损失小,混凝土抗压强度有较大的提高,同时进行了作用机理方面的探讨。延边大学史昆波等也进行了类似的工艺研究。

(二)物理复配

为了改善其性能,在氨基磺酸系高效减水剂与其他混凝土外加剂在物理复配方面也做了许多工作。Yamato用氨基苯磺酸、苯酚与甲醛的缩合物,复配0.05%甲基纤维素,使新拌混凝土具有良好的流动性和能较好地防止泌水。Kawamura用萘系减水剂和双酚A、对氨基苯磺酸、甲醛的缩合物复配,该复配剂在混凝土中掺量为1.1%,1h基本无坍落度损失,初凝和终凝时间分别为6.5h和8.5h。Kawamura用双酚A、对氨基苯磺酸、甲醛的缩聚物同木质素磺酸复配,在低水灰比下,可以获得良好的流动性和增加混凝土的抗压强度。Ishitoku用双酚A (或双酚S)、对氨基苯磺酸、甲醛的共聚物与双酚A (或双酚S)、谷氨酸、甲醛的共聚物复配,制得一种高效减水剂。因幡芳树等用双酚A、对氨基苯磺酸与甲醛的缩合物与硝酸盐或亚硝酸盐复配,掺加的混凝土具有良好的抗冻融性及早期强度。清华大学冯乃谦用对氨基苯磺酸、苯酚与甲醛反应制得氨基磺酸盐高效减水剂AS,并与萘系减水剂进行复配,进行了水泥净浆和混凝土试验,结果表明氨基磺酸系高效减水剂对不同的水泥均有很好的适应性,流动度和坍落度大,且经时损失很小。某些特定情况下,掺氨基磺酸系高效减水剂的混凝土坍落度在90min内基本保持不变,而萘系及三聚氰胺系高效减水剂的坍落度损失很快,60min后已基本上不能流动。李强等通过与萘磺酸盐甲醛缩合物及其他增强组分、抗分离组分等复配成的高性能复配高效减水剂,减水率较高,能够满足混凝土的工作性,对不同水泥的适应较好,适用于配制高性能混凝土及自密实混凝土。胡晓波等将PAS及增稠保水剂复配,结果表明聚醚多糖与PAS复掺后能明显降低水泥浆的泌水率,提高其早期强度,浆体流动性较好,且流动度经时损失较小。

由于氨基磺酸系高效减水剂具有高减水率、大坍落度,能控制混凝土坍落度损失,使混凝土具有良好的工作性及耐久性,是当今最有发展前途的新型高效减水剂之一,目前国内对此类减水剂的研究日渐增多。氨基磺酸系高效减水剂目前在国内有少数厂家生产,它的生产条件容易控制,无“三废”,属于化工环保型产品,但生产的氨基磺酸高效减水剂尚存在不少需要解决的问题,如成本较高、易泌水等,因而使用量不多。

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