氨基磺酸系高效減水劑AH的研制及減水機(jī)理

  從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度出發(fā),選用對(duì)氨基苯磺酸、苯酚和甲醛為主要原材料,合成氨基磺酸系新型高效減水劑(簡(jiǎn)稱AH)。對(duì)原料的投料比、投料順序、反應(yīng)時(shí) 間、反應(yīng)體系pH值和反應(yīng)溫度等工藝參數(shù)的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究,發(fā)現(xiàn)在摩爾比為n(對(duì)氨基苯磺酸):n(苯酚)=1:2,n(對(duì)氨基苯磺酸+苯 酚):n(甲醛)=1:1.15~1.3;反應(yīng)pH值7~10;反應(yīng)溫度75℃~95℃;反應(yīng)物濃度為35%;反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)左右;投料時(shí)采用先加對(duì)氨基 苯磺酸和苯酚,再滴加甲醛的方式,此時(shí)合成產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)適當(dāng),分散性能最佳;通過(guò)加入尿素,控制摩爾比n(對(duì)氨基苯磺酸):n(尿素)=1:1,反應(yīng)時(shí) 間7小時(shí),合成的產(chǎn)品提高了水泥凈漿分散性,同時(shí)也降低了AH的生產(chǎn)成本。 氨基磺酸系高效減水劑AH的表面物化性能研究結(jié)果表明,AH降低表面張力較小,起泡性能低,泡沫穩(wěn)定時(shí)間很短,屬于一種非引氣性的高效減水劑。

  對(duì)AH合成 反應(yīng)時(shí)間研究表明,摻入尿素的四種單體合成的產(chǎn)品相對(duì)三種單體合成的產(chǎn)品,水泥凈漿流動(dòng)度對(duì)時(shí)間變化不敏感,合成工藝具有寬泛的適應(yīng)性。 AH在水泥顆粒表面形成的吸附、潤(rùn)滑、立體空間位阻和部分的靜電斥力使得AH具有良好的減水分散作用。表現(xiàn)為AH與目前廣泛使用的萘系高效減水劑FDN相 比,摻入AH的水泥凈漿和水泥砂漿的流動(dòng)性更好,減水作用更顯著,且具有高度抑制水泥凈漿流動(dòng)度經(jīng)時(shí)損失的作用。摻0.45%AH的水泥凈漿經(jīng)過(guò) 90min的流動(dòng)度損失僅為14.7%,而摻FDN的流動(dòng)度損失竟達(dá)100%。

  研究還發(fā)現(xiàn)AH具有一定的緩凝作用,但不影響砂漿(混凝土)早期強(qiáng)度的增 長(zhǎng),AH良好的分散和高減水作用,有利于水泥顆粒的充分水化,生成更多的水化產(chǎn)物來(lái)填充水泥顆粒之間的空隙,大量水化產(chǎn)物的接近、黏結(jié),形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更 加密實(shí),使得水泥砂漿強(qiáng)度得以很大程度地提高,摻AH的水泥砂漿3天強(qiáng)度雖然增長(zhǎng)不多,但7天和28天的強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯。因此AH是配制高強(qiáng)、超高強(qiáng)和高性 能混凝土的理想減水劑。 AH與水泥相容性研究表明,AH與硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥有良好的相容性。另外,AH與萘系高效減水劑FDN復(fù)配表現(xiàn)出很好的協(xié)同效應(yīng),水泥凈漿的初 始流動(dòng)度高,水泥凈漿的經(jīng)時(shí)流動(dòng)度損失小,并且有效地解決了單摻AH引起水泥凈漿泌水問(wèn)題。


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