混凝土添加剂是能明显改善混凝土的物理化学性能，提高混凝土的强度、耐久性、节约水泥用量，缩小构筑物尺寸，从而达到节约能耗、改善环境社会效益的一类物质。随着建筑科学技术的进步和人类社会的发展，对混凝土性能的要求越来越高，混凝土不仅要能作到可调凝、早强、高强、水化热低、大流动度、轻质、低脆性、高密度和高耐久性能以及其它一些特殊性能，而且还要求制备的成本低、成型容易，养护简单。为了达到这些目的，作为混凝土中的第五组分――混凝土添加剂则起到重要的甚至是不可或缺的作用。在欧美发达国家，混凝土工程中，有80％以上的掺入外加剂，近些年来，我国的混凝土添加剂市场蓬勃发展，生产添加剂的厂家越来越多，但大都是单一型的产品，而不论是从成本、便于使用，还是改善混凝土的性能方面，多功能综合型的混凝土添加剂更适应当前高质量的建筑工程要求。

    该成果包括复合型高效早强减水剂，缓凝型减水剂，泵送剂、无氯型防水剂，无氯型防冻剂和综合型混凝土添加剂。所研究开发产品的使用性能，均达到和超过国家标准。

    技术指标

    （1） 早强减水剂：减水率18～28％，1d抗压强度提高80～120％，3d提高60～90％，7d提高50％以上，28d提高16～30%, 用量为水泥用量的0.35～0.50％

    （2） 缓凝减水剂：减水率15～20％，泌水率40～60％，收缩率泌50～80％，缓凝时间2～6h, 28d抗压强度提高14～22％，用量为水泥用量的0.35～0.65％

    （3） 泵送剂：塌落度增加值10～12cm,常压泌水率泌55～75％，含气量<3.8, 塌落度保留值30min >13cm , 60min >11cm. 28d 抗压强度提高18～25％，用量为水泥用量的0.35～0.8％。

    （4） 无氯型防冻剂：减水率15～23％，泌水率55～80％，含气率>3.5％，使用温度范围 -5～ -15℃，28d抗压强度提高16～24％，用量为水泥用量的2～5％

    （5） 无氯型防水剂：减水率12～16％，泌水率<60% , 48h 吸水量< 55% , 90d 收缩率比<90, 渗透高度比<25%,用量为水泥用量的0.3～0.8％

聚羧酸减水剂合成工艺

混凝土减水剂可以较好地分散水泥颗粒,减少达到规定工作度的用水量,它既可以用来提高混凝土强度,也可以用来提高混凝土的工作性能,是混凝土材料中的关键组分之一。

目前广泛使用的混凝土减水剂主要有4大类,即萘系、密胺系、聚羧酸系和氨基磺酸盐系。其中聚羧酸系高性能混凝土减水剂在1985年由日本研发成功后, 20世纪90年代中期己正式工业化生产,是继木钙和萘系减水剂后发展起来的第三代高性能混凝土减水剂,以高减水率、高保坍、高增强、与水泥适应性强等特点,以及超分散性和超稳定性引起了人们的密切关注,目前在欧美一些发达国家得到了广泛应用。

聚羧酸型减水剂分子链上具有较多的活性基团,主链上连接的侧链较多,分子结构自由度大,高性能化潜力大,因此聚羧酸型减水剂是近年来国内外研究较为活跃的高性能减水剂之一,同时也是未来减水剂发展的主导方向。本文在合成聚醚甲基丙烯酸酯大单体的基础上,采用水溶液共聚的方法合成出了聚羧酸系高效减水剂,通过因素试验确定最佳的合成工艺,并研究了其应用性能。

2 实验

2.1 实验原料及试验设备

聚醚(分子量为1200,上海台界化工有限公司) ;对甲苯磺酸(国药集团化学试剂厂) ;对苯二酚(天津市大茂化学试剂厂) ;甲基丙烯磺酸钠(余姚市东泰精细化工有限公司) ;甲苯(天津市大茂化学试剂厂) ;甲基丙烯酸(成都科龙化工试剂厂) ;过硫酸铵(天津市大茂化学试剂厂)等。聚羧酸系减水剂:进口聚羧酸(p s1, 60% ) ;国内聚羧酸(p s2, 40% ) ;自制聚羧酸(p s3, 20% ) 。水泥:炼石P·O 42.5 级普通硅酸盐水泥;建福P ·O42.5级普通硅酸盐水泥。500ml三颈烧瓶;集热式恒温磁力搅拌器;温度计; 250ml滴液漏斗;旋转蒸发器等。

2.2 合成方法

2.2.1 大单体的合成

将一定量的聚醚、甲基丙烯酸、阻聚剂对苯二酚和催化剂对甲苯磺酸加到装有温度计的三颈瓶中,以甲苯为带水剂,在130℃下酯化8h。反应结束后,真空除去其中的带水剂和少量杂质,得到所需的大单体。在130℃ 下反应即是为减少甲基丙烯酸的挥发,又能提高了酯交换反应的安全度。

2.2.2 聚羧酸盐减水剂的合成

将预定的水和甲基丙烯磺酸钠加入到三颈瓶中, 90℃下分别滴加制备的大单体、甲基丙烯酸混合液和引发剂水溶液,约1.5h滴完并保温搅拌2.5h。反应结束后冷却至70℃用NaOH水溶液(30% )中和pH值为6～7,得到黄色或棕红色的水溶液(浓度为20% ) 。

2.2.3 水泥净浆及混凝土性能试验

按照GB8077 - 2000和GB8076 - 1997 对聚羧酸型减水剂进行净浆和混凝土性能测试。

3 结果与讨论

3.1 反应温度对聚羧酸性能的影响

本聚合反应是吸热反应,聚合温度影响了反应的进程及产物的性能。如果温度选择过低,则引发剂的半衰期过长,在一般的聚合时间内,引发剂残留分率大,单体的转化率就底;而温度过高,则半衰期过短,早期即有大量分解,聚合后期将无足够的引发剂来保持适当的聚合速率,造成聚合产物的分子结构不均匀。同时温度愈高,聚合速率愈大,同时聚合物分子量愈低[ 2 ]。聚合温度对反应的影响如表1所示。

随着温度的升高,水泥净浆分散性先增大,后随之降低,100℃时所合成的减水剂对水泥净浆分散性最差。这可能是因为一方面温度升高,分子量减小,从而影响它对水泥净浆流动度的保持,另一方面,主链上的侧链因为是酯类化合物,在高温下发生可逆反应,部分侧链发生脱落从而造成分散性保持的降低。

3.2 反应时间对减水剂性能的影响

随着反应的进行,单体浓度逐步降低,聚合物浓度则相应提高,延长反应时间主要是为了提高转化率,对产物性能的影响较小。反应时间对聚羧酸系减水剂的分散性能的影响如表2。如果聚合时反应时间较短,则共聚体系中单体的转化率较低,溶液中还存在着一定的单体,这对于水泥净浆流动度的保持不利。反应的时间越长,侧链脱落的数目就越多,以致于难以“屏蔽”主链上的发挥减水作用的功能基团如羧基、磺酸基,从而引起水泥净浆流动度保持能力的下降。

3.3 引发剂用量的影响

在聚合反应过程中,引发剂用量对产物的分子量大小、分子量分布和单体的转化率有十分重要的影响。其中分子量的大小和分子量分布影响着减水率和混凝土的保坍性能单体;而单体转化率关系到聚羧酸聚合物的产率和有效含量。具体数据如表3所示。从表中可以看出,引发剂用量在2.5%时,净浆流动度达到最大值,同时其经时损失最小。

3.4 混凝土性能试验

一般认为,聚羧酸系减水剂的分散能力除了静电斥力外,主要是通过其梳形结构提供了空间位阻效应,即水泥颗粒的表面被一种嵌段或接枝共聚物分散剂所稳定,以防发生无规凝聚,同时聚羧酸分子中的羟基、羧基吸附在水化物的晶核上,延缓了结晶、水化硬化的速度,从而有利于混凝土的保坍性能[ 3 ]。

为了进一步比较合成产物的性能,将所合成的聚羧酸与国外的p s1聚羧酸减水剂、国内p s2聚羧酸减水剂进行了混凝土性能试验。

注:混凝土配合比/kg, C (水泥) : S(砂子) : G(石子) = 1: 2.04: 2.6通过混凝土试验,自制的聚羧酸减水剂具有较好的使用性能,已经到达或优于国内合成聚羧酸的水平,根据以上的试验分析,我们得出了最佳的合成工艺条件。

4 结论

⑴当聚合条件为:反应温度90℃,反应时间4h,引发剂用量2.5%时,合成出的聚羧酸具有最佳的使用效果。

⑵根据混凝土试验,自制的聚羧酸减水剂已经具有较好的使用效果,且部分性能已经优于国内大多聚羧酸的水平。

⑶减水剂在水溶液下生产,工艺条件温和、无污染,符合环保

聚羧酸系减水剂研究

摘要：综述了聚羧酸系减水剂的合成原理及方法，讨论了其减水机理并对其优缺点进行了对比，最后还论述了聚羧酸减水剂的发展现状和应用前景。

聚羧酸系有机材料目前受到广泛关注，它主要用于混凝土减水剂、洗涤添加剂、涂料及油墨中的颜料分散剂等领域。该类表面活性剂具有优良的洗涤、渗透、分散、乳化、破乳等性能，特别是具有低温洗涤效果好、耐硬水、生物降解性能好、配位性能强等优点。因此，应用范围很广，将聚羧酸型高分子用作混凝土减水剂的历史不长，日本是其首要研究开发国和使用国。近年来，聚羧酸减水剂在混凝土业中被广泛接受，并受到国内外混凝土外加剂研究者及使用者的日益关注。究其原因，与传统的减水剂萘磺酸和磺化三聚氰胺缩合物相比，他们能在低掺量下赋予混凝土高分散性、流动性及高分散体系稳定性防止坍落度损失。同时，工业萘价格上涨、萘系减水剂生产周期长、环境污染严重等问题日益突出也使聚羧酸系减水剂的应用势在必行。目前，日本常用高效引气减水剂的主要成分正从萘磺酸盐加反应性高分子向聚羧酸系过渡，欧美各国亦紧追其后。

有关聚羧酸减水剂研究进展特别是对该类减水剂制备原理、作用机理、发展前景等方面综述报道较少。笔者拟对该类减水剂的制备原理、作用机理、发展前景等方面研究进展做一综述。 　　

1制备原理 　　

聚羧酸盐高性能减水剂是由带有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物，在水溶液中，通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表面活性剂。 　　合成聚羧酸盐高性能减水剂所需的主要原料有：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等，在聚合过程中可采用的引发剂为：过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰；链转移剂有：3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇以及异丙醇等。

合成方法为：在配有电动搅拌器、温度计、滴液装置、以及回流冷凝管的圆底烧瓶中，通过水浴加热的方法缓慢滴加聚合单体溶液和引发剂溶液，在选用聚合单体时，应充分考虑其竞聚率的大学。反应温度可根据具体的反应单体类型来决定，一般可以选择70~95℃这一温度区间内的温度作为反应温度。在一小时内滴加完单体溶液，然后再在20min内滴加残余的引发剂溶液，最后将温度升高 5℃，继续反应1h，降温至40℃后，中和出料。 　　

2作用机理 　　

聚羧酸盐高性能减水剂是一种新型减水剂，具有许多突出的优点，但其作用机理目前尚未完全清楚，以下是其中的一些观点：

(1)聚羧酸类聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用，主要由于羧基充当了缓凝成分，R-COO～与Ca2+离子作用形成络合物，降低溶液中的Ca2+离子浓度，延缓Ca(OH)2形成结晶，减少C-H-S凝胶的形成，延缓了水泥水化。

(2)羧基(-COOH)，羟基(-OH)，胺基(-NH2)，聚氧烷基(-O-R)n等与水亲和力强的极性集团主要通过吸附、分散、湿润、润滑等表面活性作用，对水泥颗粒提供分散和流动性能，并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力，降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌混凝土的和易性。同时聚羧酸类物质吸附在水泥颗粒表面，羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷，从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒分散，导致抑制水泥浆体的凝聚倾向(DLVO理论)，增大水泥颗粒与水的接触面积，使水泥充分水化。在扩散水泥颗粒的过程中，放出凝聚体锁包围的游离水，改善了和易性，减少了拌水量。

(3) 聚羧酸分子链的空间阻碍作用(即立体排斥)。聚羧酸类物质份子吸附在水泥颗粒表面呈“梳型”，在凝胶材料的表面形成吸附层，聚合物分子吸附层相互接近交叉时，聚合物分子链之间产生物理的空间阻碍作用，防止水泥颗粒的凝聚，这是羧酸类减水剂具有比其他体系更强的分散能力的一个重要原因。

(4)聚羧酸类高效减水剂的保持分散机理可以从水泥浆拌和后的经过时间和Zeta电位的关系来了解。一般来说，使用萘系及三聚氰胺系高效减水剂的混凝土经 60min后坍落度损失明显高于含聚羧酸系高性能减水剂的混凝土。这主要是后者与水泥粒子的吸附模型不同，水泥粒子间高分子吸附层的作用力是立体静电斥力，Zeta电位变化小。

在研究其对水泥分散作用机理时发现，仅用DLVO理论解释为离子间斥力常与实验结果有很大出入。 Uchikawa和Tanaka等人的实验结果说明，空间位阻效应可成功地解释聚羧酸型减水剂对水泥的分散作用机理，即高分子吸附于水泥颗粒表面，其伸展进人溶液的支链产生了空间位阻使粒子不能彼此靠近，从而使水泥颗粒分散并稳定。目前该机理得到普遍接受。Kihoshita等人在研究了分子质量相近、支链长度不同的聚合物对水泥等温吸附后指出，具有长支链的聚合物有低的电位和高的空间斥力，因而吸附后对水泥分散性能很好，但对粒子分散稳定性却不佳。笔者认为，支链过长可能导致已分散粒子间表面支链的相互缠绕，反而造成粒子的凝聚。 　　

3聚羧酸系减水剂优缺点 　　

3.1聚羧酸系减水剂优点

同萘系、脂肪族、磺化三聚氰胺等减水剂相比，聚羧酸系减水剂的优点主要有以下几点：

(1)保坍性好，90min内坍落度基本不损失或损失较小；

(2)在相同流动性情况下，对水泥凝结时间影响较小，可很好地解决减水、引气、缓凝、泌水等问题；

(3)聚羧酸盐高性能减水剂可以通过调节分子结构，制备具有特殊性能和用途的超减水剂，如：低温高早期强度型、零坍落度损失型、抗收缩型等。

(4)使用聚羧酸类减水剂，可用更多的矿渣或粉煤灰取代水泥，从而使成本降低；

(5)合成高分子主链的原料来源较广，单体通常有：丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯等；

(6)分子结构上自由度大，外加剂制造技术上可控制的参数多，高性能化的潜力大；

(7)聚合途径多样化，如共聚、接枝、嵌段等。合成工艺比较简单，由于不使用甲醛、萘等有害物质，不会对环境造成污染。 　　

3.2聚羧酸系减水剂缺点

聚羧酸系减水剂在使用过程中还是存在一定缺点，主要有以下几点：

(1)产品性能的稳定性较差。在一定程度上，这一缺陷是由于我国的水泥品种太多、掺合料复杂、聚羧酸制备工艺不成熟造成的。

(2)在复配过程中，对引气剂、消泡剂的选择性较强。通过试配实验及使用经验可以发现，不同厂家、不同品牌的聚羧酸盐减水剂必须通过大量的实验来选择合适的引气剂和消泡剂。这一现象主要是由于聚羧酸盐减水剂的合成中，对聚合活性单体的选择性很大，不同的生产厂家可能聚合时使用的单体类型及合成工艺不尽相同，从而使得最终合成的聚羧酸减水剂在分子量、分子量分布以及链结构等方面都会存在着较大的差异，所以其本身的引气性就会有很大的不同。

(3)在配置高强高性能混凝土、自密实混凝土过程中，存在着混凝土黏性太多、泵压太高的问题。这是由于目前国内市场上95%以上的聚羧酸盐产品，都属于第一代甲基丙烯酸系的聚羧酸减水剂，其结构上的缺陷是其在配制高强混凝土时出现黏性太大的基本原因。

4发展前景 　　

聚羧酸型减水剂在分子结构上可调整余地自由度大，制造技术可控制的参数也多，因此高性能化的潜力大。目前，国外聚羧酸型减水剂有了商品化品种，相关基础理论研究也在不断深入，特别是将先进的仪器如用对所合成聚合物进行分子质量分级和测定，用高效液相色谱研究聚合物在水泥体系的吸附等用于化学结构对性能影响研究和作用机理研究，使得原先难以确定的许多化学结构信息具体化，研究结果趋于客观和量化，对理想性能减水剂研制工作的指导作用也会更强。我国在该领域的研究尚处于初级阶段，直到2000年以后，人们才逐渐开始认识到聚羧酸盐减水剂的优越性，并开始了实验室的初步研究。但是随着我国经济建设的迅猛发展以及我国水泥外加剂研究者应与高分子合成工作者进行跨行业的合作，聚羧酸盐减水剂在这一领域已经全面代替了传统的萘系减水剂。而且，其制作成本也有了一定程度的降低。但是，总的来说，国内自主研发的聚羧酸盐减水剂无论是在品种的单一性方面还是产品的稳定性方面，都还和国外，尤其是日本的一流企业之间存在着一定的差距。相信通过我国研究人员的不懈努力，我国与国外技术水平的差距会越来越小，不久的将来会生产出高性能的优良减水剂产品。

萘系高效减水剂工艺制备流程

 我国从 20 世纪 70 年代开始研制萘系高效减水剂，以精萘和工业萘为原料的产品有 NNO 、 SPA 、 BW 、 FE 、 NF 、 FDN 、 UN F － 2 、 SN —Ⅱ等，以甲基萘和萘残油为原料的产品有 MF 、建 1 、 DH 4 ，以蒽油为原料的产品有 AF 、 JW — 1 等。这些产品的生产工艺，大同小异。以工业萘为例，其工艺流程 ( 见图 2) 如下： 

1 ．原 料

(1) 萘

   工业萘或精萘的分子式为 C 10 H 8 。生产实践证明，用含萘量高的物料生产的产品引气性较小，性能较好，所以目前一些大的减水剂生产厂，大都使用工业萘或精萘，以利于产品质量稳定。当从煤焦油中提取精萘或工业萘时，馏分温度为 21 0 ℃ 。萘为白色易挥发片状晶体，具有可燃性和强烈的焦油味，密度 (d 乳 ) 1.145g /cm 3 ，熔点 80. 2 ℃ ，沸点 217.7 6 ℃ ，闪点 17 6 ℉ ( 8 0 ℃ ) ，自燃点 97 9 ℉ ( 526.11 ℃ ) ，溶于苯、无水乙醇和醚，不溶于水。 

(2) 硫 酸

   用作磺化的硫酸常用浓度为 98 ％的浓硫酸，磺化反应为亲电子反应，参加反应的不是阴离子 SO 和 HSO ，而是阳离子 H 3 SO 广和中性分子 SO 3 ，后者只有在浓度大于 75 ％的硫酸和发烟硫酸中才存在。 

(3) 甲醛工业品

   甲醛工业品，其浓度为 35 ％～ 37 ％，五色透明液体，有刺激气味， 15 ℃ 时密度 1.10g /cm 3 ，分子式 HCHO 。 

(4) 烧碱工业品

   固碱、液碱均可。使用固碱时应配制成 30 ％～ 40 ％的水溶液。 

2 ．磺化反应

   磺化反应是浓硫酸作用于萘，磺酸根取代萘的氢原子，反应结果生成萘磺酸。

   磺化反应控制的好坏，直接影响 β- 萘磺酸的含量，对缩合后产品质量影响较大。影响磺化反应的因素主要有磺化温度、磺化时间、硫酸浓度、硫酸加入量及杂质等。 

(1) 萘与硫酸的用量比

   萘与硫酸的摩 [ 尔 ] 比为 1 ； 1.3 ～ 1.4 。硫酸浓度降低到不能磺化时的临界浓度 ( 以 SO 3 百分数表示 ) ，称为该条件下的磺化 π 值。根据磺化 π 值的定义可以推算 1 ㎏ 分子萘在磺化时所需的硫酸量 χ( 以 kg 计 ) ： 

  式中， α 为磺化剂硫酸的原始浓度 ( 以 SO 3 百分数表示 ) ，如 98 ％硫酸以 SO 3 百分数表示为 80 ， 16 0 ℃ 下萘磺化 π 值为 52 ，则 

由此可知，磺化 1 ㎏ 分子萘需 137kg 、 98 ％的硫酸，也即 1.37kg 分子硫酸。 

(2) 磺化温度

   在磺化反应中，温度不仅影响反应速度，更主要的是影响反应产物。萘的磺化是复杂过程，极易生成异构体。高效减水剂生产所需的是 β- 萘磺酸，该产物在 160 ～ 165 ℃ 磺化时生成。

   在磺化反应中，应先将萘投人反应锅，加热熔化至 130 ～ 140 ℃ 时加入浓硫酸，投酸后由于磺化反应温度上升，容易导致局部过热，所以硫酸必须滴加，边滴边搅拌，保持温度在 160 ～ 16 5 ℃ 之间。 

表 1 磺化温度对 α- 萘磺酸含量的影响 

   硫酸滴加后，温度应在 160 ～ 16 5 ℃ 之间维持 2h 。时间短，磺化不充分；时间过长，则影响其产量。 

3 ．水解反应 

(1) 水解目的

   由前述可知，在生产 β- 萘磺酸时，生成一部分 α - 萘磺酸，为了水解 α - 萘磺酸，有利于以后的缩聚反应，应使 α - 萘磺酸水解。水解时应将反应物降温至 12 0 ℃ 左右加水，此时 β- 萘磺酸稳定，而 α - 萘磺酸则易水解。 

(2) 水解用水量

   水解时加水量多对水解反应有利，但加水量多给缩聚反应带来不利影响。故水解用水量一般为 2 ～ 3 至 4 ～ 5 摩 [ 尔 ] 水 /1 摩 [ 尔 ] 萘。总之，在控制总酸度相同情况下，水解加水量少些产品性能好。 

(3) 水解总酸度

   水解时外加硫酸，控制其总酸度在 30 ％左右，水解总酸度低，加水量大，降低反应物浓度；水解总酸度高，缩合时物料黏度大，不利于反应进行。 

(4) 水解时间

   一般加水搅拌半小时左右。 

4 ．缩合反应

   萘磺酸水解后继续降温到 80 ～ 9 0 ℃ 左右，滴加甲醛缩合，其反应方程如下： 

缩合反应是减水剂生产过程中的重要反应，也是时间较长的一个工序。技术关键是使反应尽可能地完全，得到长链分子，同时反应时间尽可能的短，以便缩短周期。

   影响缩合反应的因素很多，主要有配比、加水量、酸度、反应时间及反应温度。 

(1) 甲醛用量

   甲醛用量大，有利于得到多核分子，提高产品质量，但缩合时间要加长，以使反应完全。若甲醛参加反应充分，则当萘磺酸：甲醛＝ 2 ： 1 时得到二核体 ( 即扩散剂 NNO) ；当萘磺酸；甲醛＝ 10 ： 9 时得到核体数 n ＝ 10 的高效减水剂。可见增大甲醛用量，有利于得到多核分子的高效减水剂，提高产品质量。一般萘与甲醛的摩 [ 尔 ] 比可取 1 ： 1 。但由于磺化反应的副反应， 1 摩 [ 尔 ] 萘不会全部磺化为 β- 萘磺酸，故在密封较好、控制严格的生产条件下，甲醛用量可适当减少。一般萘与甲醛的摩 [ 尔 ] 比为 1 ： 0.8 ，甲醛控制在 0.7 ～ 0.95 之间。 

(2) 缩合温度

   缩合温度一般在 90 ～ 105 ℃ 之间，有压力下可选择 130 ～ 14 0 ℃ 。温度较高时，反应速率随之增大，可以较快地趋向于平衡，同时有利于小分子副产物的移除，有利于高聚合物的形成。但因缩合反应为逐步反应，如温度和酸度太高，则反应过快，可能产生暴聚而结硬。 

(3) 缩合酸度

   硫酸是萘磺酸缩聚的催化剂，酸度低时虽有节约硫酸、反应物料较稀薄等优点，但产品的分散性较差。酸度高有利于缩合反应的进行，但亦不应过高。故酸度一般控制在 26 ％～ 30 ％，少数产品为 30 ％～ 33 ％。 

(4) 压 力

   因为常压下缩合温度不能超过 11 0 ℃ ，否则溶液中的水大量汽化；反应速度慢，时间长 ( 一般滴加甲醛 2 ～ 3h ，滴加后缩合反应 3 ～ 4h) ，采用 2 ～ 2.5 大气压下缩合，则反应温度为 130 ～ 14 0 ℃ ， 2h 左右即可反应完毕。 

(5) 缩合反应时间

   大多数有机物间的反应速度比较慢，很难瞬间完成，需要较长时间。时间过短反应不完全，过长又使生产周期延长，成本增高，产量降低。故应取保证产品质量的最短时间。一般控制为投完甲醛其温度升至 105 ℃ 后，再恒温 3 ～ 4h 。 

5 ．中 和

   缩聚物中的萘磺酸，可转化为钠盐、铵盐、钾盐、锂盐，甚至钙盐，但常转化为钠盐。过量的硫酸可转化为钙盐，也可转化为钠盐。生产减水剂时，常用这两种中和方法。 

(1) 氢氧化钠中和法

   反应物中加人氢氧化钠，使硫酸与磺酸均转化为钠盐。

  H2SO4 ＋ 2NaOH → Na2SO4 +H2O

   ArSO3H+NaOH → ArSO3Na+H2O

   所得减水剂为低浓减水剂，其中硫酸钠含量≤ 20 ％ ( 固体 ) 。但目前生产的减水剂中硫酸钠含量也有达 30 ％的。 

(2) 石灰 - 碳酸钠 ( 或氢氧化钠 ) 中和法

   缩聚产物中加石灰，使硫酸转化为硫酸钙沉淀。

   H2SO4+Ca(OH) 2 →CaSO 4 ↓+2H 2 O

   滤除沉淀，磺酸存留于滤液中，然后用碳酸钠 ( 或氢氧化钠 ) 中和。 

  2ArSO3H 十 Na2CO3 → 2ArSO3Na2 +H2O+CO2 ↑

   ArSO3H ＋ NaOH → ArSO3Na+H2O

   此为高浓减水剂，其中硫酸钠含量≤ 3 ％ ( 固体 ) 。

   为了进一步降低萘系减水剂的水不溶物，在过滤物料时加入一定数量的硅藻土 ( 浓度为 40 ％的 1t 物料中加入 5kg 硅藻土 ) ，其产品中水不溶物仅为 0.1 ％。

TG糖钙缓凝减水剂

一、产品介绍: 

TG糖钙缓凝减水剂是米易华森糖业有限责任公司自行研究设计成功的全国第一条年产达万吨的自动化生产线，其生产方法属国内首创，与市场上同类产品相比，具有产品质量稳定，特别是水不溶物低的特点。1995年7月由四川省科学技术委员会鉴定颁发了省级重点新产品证书。1997年荣获中国专利新技术新产品博览会金奖。1999年荣获四川名优特新博览会金奖。自1992年面市以来，已销往全国各地，在许多重点项目中被广泛采用。它可以作为各外加剂厂配制复合外加剂时的“缓凝减水组分”原料，也可以由施工单位根据具体使用情况直接掺用。实践证明，TG糖钙是现代配制混凝土和高性能混凝土的价廉物美的组成材料。 

二、主要技术指标: 外观：棕黄色粉末 

推荐掺量：0.12% 掺量范围：0.10～0.15% 

TG糖钙缓凝减水剂性能指标

TG糖钙糖钙缓凝减水剂匀质性指标

三、主要用途： 

1、作混凝土缓凝剂或减水剂。

2、作缓凝型复合外加剂的缓凝减水组分原料。

如：缓凝型引气减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝型早强减水剂、缓凝型泵送剂。

3、节约水泥、降低成本。

　 四、使用方法： 　 

干粉直接掺用时，应适当延长混凝土的搅拌时间以保证干粉充分溶解后与混凝土混合物均匀混合。通常单独使用时，宜配成1：5或1：10的水溶液后使用。 

　 五、注意事项： 　 

1、用TG糖钙干粉配制复合剂水剂时，应事先作TG糖钙与其他外加剂品种水溶后的相容性试验，以保证复合剂水剂的质量。

2、当需要特殊延长混凝土凝结时间时，TG糖钙的最大掺量可以超过0.15%，适应性较好的水泥可以掺到0.3%，缓凝时间可以延长到12小时以上。

3、由于各种水泥性能的差异，初始使用TG糖钙或用TG糖钙作复合剂原料时，必须做最佳掺量与掺用后混凝土的适应性试验，以选择最佳掺量和保证掺用后的混凝土质量。

六、包装、贮存及运输: 　 

1、包装:内衬塑料薄膜外用聚丙烯编织袋双层包装,25kg/包。

2、贮存:存放于干燥通风处，应注意防潮防湿。长期存放不变质，如有结块,粉碎或溶解后不影响使用效果。

3、运输:本产品无毒无害,系非易燃易爆危险品。采用汽车、火车运输均可。下载本文