[发明专利]改性脂肪族减水剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料中混凝土外加剂领域，更具体涉及一种改性脂肪族减水 剂，适用于最低气温0℃以上，钢筋密集，截面复杂，空间窄小，不易振捣的混 凝土施工；主要应用于高速公路、桥梁、铁路等建筑方面，同时还涉及该改性脂 肪族减水剂的制备方法。

背景技术

随着建筑业及水利工程的迅速发展，对混凝土各方面的性能不断提出新的要 求。普通混凝土很难满足新的施工工艺要求。许多国家已把外加剂作为混凝土的 第五种组分材料而广泛应用。减水剂是混凝土中用量最大的外加剂品种，按其减 水剂效果可分为普通减水剂和高效减水剂。随着工程质量要求的提高高效减水剂 的发展越来越受到重视。

减水剂的作用，可明显减少拌和混凝土时所加入的水量，同时大幅度提高混 凝土浆的流动性和强度，从而提高工程的质量。欧美发达国家自20世纪30年代 起开始在建筑业使用水泥减水剂，至今已有近70余年的历史。目前，这些国家 减水剂的使用率在80％以上。而我国只有20％，但是增长迅猛。

高效减水剂又称超塑化剂，能大幅度减少用水量和提高新拌混凝土的和易 性。高效减水剂主要有以下几种：改性木质素磺酸盐减水剂；萘磺酸甲醛缩合物 减水剂；三聚氰胺系减水剂；氨基磺酸盐减水剂；羧酸盐接枝共聚物减水剂；脂 肪酸系减水剂等。

木质素磺酸盐是将造纸厂废液经磺化、喷雾干燥等工序处理后所得的副产 品，有木质素磺酸钙和木质素磺酸钠之分，一般得到的是木质素磺酸钙，统称为 木质素磺酸盐。由于木质素磺酸钙价格低廉，人们将其作为普通减水剂来广泛运 用，目前国内已经出现了通过将其改性以提高减水率，使其达到高效减水剂标准 的技术，不过因为工艺配方等条件的局限，目前国内尚不具备大规模生产的能力。

萘磺酸甲醛缩合物减水剂是目前国内生产量最大，使用最广的高效减水剂， 其工艺比较成熟，各厂产品质量水平相差不大。萘系减水剂的优点是：减水率较 高，不引气，水泥适应性好，与各种外加剂复合性能好。可用于配制高强、高性 能混凝土。它存在的主要问题是坍落度经时损失较大，混凝土发粘，且原料价格 昂贵。目前市场的萘系减水剂有普通型和高浓缩型两种。普通型一般含18％～22％ 的Na₂SO₄，一般需要复配使用，以提高其减水率，降低坍落度损失；高浓型是 用化学方法将普通型萘系减水剂中的Na₂SO₄含量降低，有利于提高减水率、降 低坍落度损失、防止因气温低而产生结晶沉淀。但其工艺较复杂，生产成本也相 应提高。

三聚氰胺树脂减水剂全称为磺化三聚氰胺甲醛树脂，亦称密胺树脂，是一种 水溶性聚合物树脂，国内70年代后期研制成功，属高效非引气减水剂。其性能 与萘系相近，而且耐高温性能比萘系要好，可用于耐热、耐火混凝土。但因其液 态产品浓度低，贮存期短，坍落度经时损失也大，混凝土发粘，价格相对较高， 使用面不及萘系。国内曾实验以尿素取代部分三聚氰胺来改性以降低成本，但终 因其产品性能不及纯三聚氰胺产品优良而未得到进一步推广。

氨基磺酸盐减水剂是一种非引气可溶性树脂减水剂。优点为：掺量小、减水 率高、坍落度经时损失小，尤其适用于水灰比较小的高性能混凝土，其减水率可 达30％。缺点为：氨基磺酸系减水剂的分子量太小时容易导致水泥浆体泌水，混 凝土坍落度损失较快；分子量太大时，减水分散性受到影响；掺量高时容易造成 混凝土的泌水，离析与板结；并且其成本较高。氨基磺酸盐减水剂是由对氨基苯 磺酸、苯酚、甲醛在一定条件下缩合而成。也可用苯胺经磺化后再与苯酚、甲醛 缩合。目前还有以尿素代替部分氨基磺酸盐缩合的，但效果较纯氨基磺酸盐差些。