【正文】 總產(chǎn)量達(dá)20多萬(wàn)噸，產(chǎn)品型號(hào)都以低濃型高效減水劑為主，最大的生產(chǎn)廠家是浙江龍游和五龍外加劑廠，龍游的年產(chǎn)量達(dá)到2萬(wàn)多噸，五龍?jiān)O(shè)計(jì)能力年產(chǎn)3萬(wàn)多噸，實(shí)際年生產(chǎn)能力只有1萬(wàn)多噸。它以萘磺酸甲醛縮合物為主要成分，屬陰離子表面活性劑，自60年代初日本發(fā)明以來(lái)，國(guó)際上對(duì)其合成方法及應(yīng)用性能進(jìn)行了多方面研究，它具有優(yōu)越的應(yīng)用性能，對(duì)水泥有強(qiáng)烈的分散作用，具有減水率高、引氣量低、基本不影響混凝土的凝結(jié)時(shí)間和能夠增加混凝土早期、后期強(qiáng)度的特點(diǎn)，對(duì)它的研究促進(jìn)了混凝土的技術(shù)發(fā)展。其為水劑產(chǎn)品，減水率可達(dá)35％，是一種新型減水劑，目前廣泛應(yīng)用于高速鐵路。目前，合成聚羧酸鹽系高效減水劑的方法主要有：(1)可聚合單體直接共聚法；(2)聚合后功能化法；(3)原位聚合與接枝法等。其濃度為30％～40％的棕紅色液態(tài)成品，減水率可達(dá)20％，可以用于低標(biāo)號(hào)混凝土，會(huì)混凝土染色。其性能與萘系高效減水劑相當(dāng)，但成本很高，常用于水泥制品。上海利用它配制成中效泵送劑，廣泛地用于商品混凝土。木質(zhì)素磺酸酸鹽減水劑是常有的普通型減水劑屬于陰離子型表面活性劑，其減水率為8～10％，可以直接使用，也可作為復(fù)合型外加劑原料之一，因價(jià)格便宜，使用還是較廣泛。用亞硫酸鹽法處理得到的就是“木質(zhì)素磺酸鹽”，其主體反應(yīng)為丙苯基在亞硫酸鹽制漿條件下被磺化，磺酸基取代a位的羥基，形成水溶性的磺酸鹽。減水劑目前在我國(guó)高速公路和高速鐵路廣泛應(yīng)用。減水劑就是在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑。 減水劑分類(lèi)和各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)[17]20世紀(jì)30年代，外加劑問(wèn)世以來(lái)，混凝土外加劑成為混凝土組成材料中不可缺少的組成部分。如何選用其它原材料,研究開(kāi)發(fā)出具有更大減水能力及更高緩凝保坍性能的減水劑成為外加劑研究的一個(gè)方向,由苯及其同系物為原料合成這類(lèi)聚合物電解質(zhì),即單環(huán)芳烴型高性能減水劑的研究就符合這個(gè)研究方向。另外工業(yè)萘不僅用于生產(chǎn)混凝土高效減水劑,它也是生成塑料助劑和合成染料的重要原料。但高效減水劑中絕大多數(shù)仍是萘系減水劑,約占高效減水劑總量的90 %以上。1975 年清華大學(xué)盧璋等人完成了萘系減水劑NF的合成試驗(yàn)和機(jī)理研究,從此萘系高效減水劑在我國(guó)誕生,標(biāo)志著我國(guó)的減水劑研究進(jìn)入高效減水劑時(shí)期[13]。我國(guó)研究減水劑的工作始于20 世紀(jì)50 年代,葦漿尾液濃縮物、木質(zhì)素磺酸鈣(又稱(chēng)紙漿尾液石灰沉淀制劑) 的研制成功推動(dòng)了國(guó)內(nèi)混凝土減水劑研究的第一次高潮[12]。日本在1995 年利用烯烴和不飽和羧酸共聚,研制成功了聚羧酸系高性能減水劑。1985 年反應(yīng)性高分子研究成果在日本公開(kāi)發(fā)表后,不久以萘系為減水組分、反應(yīng)性高分子為緩凝保坍組分的高性能減水劑被開(kāi)發(fā)研制出來(lái)并在市場(chǎng)上得到應(yīng)用[9]。三聚氰胺系高效減水劑自在德國(guó)問(wèn)世以后，盡管也在日本、美國(guó)相繼投產(chǎn)，但產(chǎn)量遠(yuǎn)不及萘系減水劑，即使在德國(guó)本土，三聚氰胺系高效減水劑的用量也與萘系有較大差距，原因之一是這類(lèi)產(chǎn)品的成本價(jià)格較高，而且通常只能以較低濃度的液體形式供應(yīng)，限制了其使用范圍。但是，近來(lái)在日本已有人提出對(duì)萘系減水劑進(jìn)行化學(xué)接枝改性的設(shè)想，從對(duì)聚合物分子結(jié)構(gòu)的改造出發(fā)，使其達(dá)到更高的減水率，而又適當(dāng)引氣，并能有效地控制坍落度損失。如1969 年研究萘系和檸檬酸、葡萄糖酸鈉、磷酸鈉等緩凝劑混用；1971 年通過(guò)改變添加方法,如二次添加法來(lái)改性；1979 年通過(guò)改變萘系本身的形狀，如將減水劑由粉末狀轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛄顏?lái)對(duì)萘系進(jìn)行改性；1983 年通過(guò)產(chǎn)品成分本身改進(jìn)來(lái)提高萘系的保坍性能，如引入羧基到其分子結(jié)構(gòu)上。國(guó)外對(duì)萘系、三聚氰胺系等高效減水劑的研究日趨完善。它的使用條件也受到較多的限制，要求氣溫在5攝氏度以上，混凝土在無(wú)水石膏、工業(yè)氟石膏作調(diào)凝劑會(huì)出現(xiàn)異常凝結(jié)現(xiàn)象，在減水劑超過(guò)摻和量時(shí)，混凝土的強(qiáng)度不僅不增加反而要降低，混凝土甚至長(zhǎng)時(shí)間不結(jié)硬等的缺點(diǎn)。通過(guò)高效減水劑的使用，使混凝土技術(shù)進(jìn)入由塑性到干硬性再到流動(dòng)性的第三代。通常是在減水劑中復(fù)合緩凝組分等方法解決,但復(fù)合緩凝組分會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題，如影響混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展等[4]。20 世紀(jì)60 年代，β萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽(SNF)和磺化三聚氰胺甲醛縮合物(SMF) 這兩種高效減水劑研制成功，并且在混凝土工程中得到了廣泛應(yīng)用，使混凝土技術(shù)的發(fā)展上升到更高階段[3]。1935 年美國(guó)E1W1 斯克里普徹(Scripture) 首先研制成木質(zhì)素磺酸鹽為主要成分的塑化劑，揭開(kāi)了減水劑發(fā)展的序幕?；炷翜p水劑的發(fā)展有著悠久的歷史?；炷翜p水劑多屬表面活性劑，借助極性吸附及排斥作川，降低水泥顆粒之間的吸引力而使之分散，從而取得減水的效果，故稱(chēng)之為分散劑（Dispersion agent)或超級(jí)塑化劑(Super plasticizer)。新型氨基磺酸鹽高效減水劑的合成、復(fù)配及應(yīng)用畢業(yè)論文1　 緒論 論文研究背景混凝土減水劑，是能夠減少混凝土用水量的外加劑。它可以定義為能保持混凝土坍落度不變，而顯著減少其拌和水量的外加劑。采用減水劑的目的在于提高混凝土的強(qiáng)度，改善其工作性，泌水性，抗凍性，抗?jié)B性和耐蝕性等[1]。20 世紀(jì)30 年代，美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家已相繼在公路、隧道、地下等工程中開(kāi)始使用引氣劑。早期使用的減水劑有木質(zhì)素硝酸鹽、松香酸鈉和硬脂酸皂等[2]。從60 年代到80 年代初，是高效減水劑的發(fā)展階段，該階段減水劑的特點(diǎn)是減水率較高，但混凝土坍落度損失較快，無(wú)法滿(mǎn)足泵送等施工要求，不能用于制備高性能和超高性能混凝土。 混凝土改性的第三次突破，就是以高效減水劑的研究和應(yīng)用為標(biāo)志的。木質(zhì)素類(lèi)減水劑屬于普通型減水劑，雖然它有制作方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但其減水率太低(8~10%左右)，對(duì)混凝土的增強(qiáng)不夠，且提高混凝土的耐久性能較差。高效減水劑具有許多普通減水劑不具備的優(yōu)點(diǎn)，且在提高混凝土的流動(dòng)性、減水、增強(qiáng)和耐久性方面效果頗佳，隨著我國(guó)石油化工和煤化工工業(yè)的發(fā)展，這類(lèi)減水劑的造價(jià)將越來(lái)越低，因此，在混凝土工程制品中將越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用[5]。日本自從服部健一博士發(fā)明β萘磺酸甲醛縮合物鈉鹽后,基于此發(fā)明采用了各種方法來(lái)改進(jìn)萘系減水劑的性能，以減少坍落度損失。日本減水劑研究機(jī)構(gòu)早在70 年代就發(fā)現(xiàn)一個(gè)事實(shí)：萘系減水劑受到分子結(jié)構(gòu)的制約，保坍性能無(wú)法從根本上改變，故必須開(kāi)發(fā)新型的多功能活性基團(tuán)的減水劑。但對(duì)這種接枝鏈或基團(tuán)的選擇、分布以及接枝工藝的研究成果還未見(jiàn)詳細(xì)報(bào)導(dǎo)。近年來(lái)德國(guó)BASF 公司、BAYER 公司等仍有人對(duì)這類(lèi)減水劑的合成改性進(jìn)行研究，以求提高濃度，降低成本，改善性能等，也有報(bào)導(dǎo)從聚合物的主鏈結(jié)構(gòu)及亞氨基的活潑氫取代來(lái)進(jìn)行化學(xué)改性,其實(shí)對(duì)這種樹(shù)脂類(lèi)減水劑的基本合成工藝也有進(jìn)一步研究的必要，以保證所合成的樹(shù)脂有適當(dāng)?shù)姆肿恿坎⒛茉谳^長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持液體粘度的穩(wěn)定[68]。20 世紀(jì)80 年代末,日本研究開(kāi)發(fā)了具有單環(huán)芳烴型結(jié)構(gòu)特征的被稱(chēng)為氨基磺酸系減水劑,這是一種非引氣型水溶性樹(shù)脂,減水率可高達(dá)30 % ,90min～120min 基本上無(wú)坍落度損失,但是產(chǎn)品穩(wěn)定性較差,摻量過(guò)大時(shí)容易泌水,因而影響了該減水劑的工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用。聚羧酸系減水劑由于減水率高達(dá)30 %以上、摻量少、保坍性能好、引氣量和續(xù)凝等較為適中,適宜配制高流動(dòng)性、自密實(shí)混凝土,從而受到工程界的青睞[1011]。20 世紀(jì)70 年代初,將印染業(yè)使用的NNO 擴(kuò)散劑引入混凝土用作減水劑,其性能明顯優(yōu)于木質(zhì)素磺酸鈣,這一突破性的重大進(jìn)展標(biāo)志著我國(guó)混凝土外加劑的應(yīng)用和研究進(jìn)入了更高階段。從20 世紀(jì)80 年代初至今,產(chǎn)品的品種和質(zhì)量水平都有了飛速發(fā)展,改性木質(zhì)素磺酸鈉系和三聚氰胺系的高效減水劑等都得到了很好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。由于在使用萘系減水時(shí)混凝土坍落度損失較快,難以滿(mǎn)足實(shí)際工程的施工要求,而復(fù)合產(chǎn)品質(zhì)量又不穩(wěn)定,往往影響混凝土凝結(jié)硬化和耐久性。萘系高效減水劑性能上的弱點(diǎn)和原材料的供應(yīng)不足都成為制約其進(jìn)一步發(fā)展的重要因素。聚羧酸系和具有單環(huán)芳烴型結(jié)構(gòu)特征被稱(chēng)為氨基磺酸系的這兩類(lèi)高效減水劑,因其減水率高達(dá)30 % ,而且坍落度保持良好,生產(chǎn)工藝又相對(duì)簡(jiǎn)單,因而成為近年來(lái)世界各國(guó)研究的熱點(diǎn),而這兩種類(lèi)型減水劑在我國(guó)的研究只是剛起步,應(yīng)該成為我國(guó)減水劑今后發(fā)展的方向[1416]。減水劑是混凝土外加劑中最重要的一個(gè)品種。按化學(xué)成分組成通常分為：木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)減水劑類(lèi)、萘系高效減水劑類(lèi)、三聚氰胺系高效減水劑類(lèi)、氨基磺酸鹽系高效減水劑類(lèi)、脂肪酸系高減水劑類(lèi)、聚羧酸鹽系高效減水劑類(lèi)。