减水剂

主要分类

%，粉剂含固量一般为98%。

按组成材料分为：（1）木质素磺酸盐类；（2）多环芳香族盐类；（3）水溶性树脂磺酸盐类。

萘系高效减水剂，脂肪族高效减水剂，氨基高效减水剂，聚羧酸高性能减水剂等。

木质素磺酸盐

：一般主要有两种脱取木质素制造减水剂的方法。

(1)将亚硫酸盐废液用碱性溶液中和，经生物发酵去除糖类物质，蒸发烘干成粉状减水剂。

萘磺酸盐减水剂

外观视产品的不同可呈浅黄色到深褐色的粉末，易溶于水，对水泥等许多粉体材料分散作用良好，减水率达25%。

制备方法：

萘磺酸盐减水剂的合成路线如下：萘→磺化→水解→缩合→中和→过滤→干燥→产品

工业生产流程：

（1）化萘：常温下萘为固体，需要将萘投入化萘釜中进行加热融化。

（2）磺化：磺化过程是向磺化釜中加入浓硫酸与之反应，产生萘磺酸。萘磺酸有两种：α-萘磺酸和β-萘磺酸。

（3）水解：由于在磺化反应中产生了α-萘磺酸，它的存在不利于缩合反应，因此需要加水将α-萘磺酸进行水解。

（4）缩合：待水解反应结束之后向缩合釜滴加甲醛，与β-萘磺酸发生反应生成萘系磺化甲醛缩合物。

（5）中和：缩合之后的料进入中和釜中，滴加液碱，将磺化反应中过剩的硫酸中和掉，待 PH 到 7-9 的时候停止滴加。

应用现状：

密胺系减水剂

表面活性剂。该类减水剂外观为白色粉末，易溶于水，对粉体材料分散好，减水率高，其流动性和自修补性良好。

氨基磺酸盐系高效减水剂

氨基磺酸盐高效减水剂是一种单环芳烃型高效减水剂，主要由对氨基苯磺酸、单环芳烃衍生物

苯酚类化合物和甲醛在酸性或碱性条件下加热缩合

而成。

氨基磺酸系高效减水剂的分子结构比较复杂，

并且采用不同的单体会有不同的分子结构，但是普

遍认同的氨基磺酸盐系高效减水剂的结构通式如图

制备方法：合成工艺是通过氨基磺酸盐减水剂与聚氧烯烃类化合物缩聚或与其他化合物，如木质素磺酸盐等，催化接枝来改性氨基磺酸盐系减水剂。与聚氧烯烃类化合物缩聚改性的氨基磺酸盐系减水剂综合了聚竣酸系和氨基磺酸系两类减水剂的优点，具有良好的工作性和早期强度，但是原料价格偏贵，生产成本偏高。

脂肪酸系高效减水剂

HSB脂肪族高效减水剂

HSB（High Strence Bing）是高分子磺化合成的羰基焦醛。憎水基主链为脂肪族烃类，以下简称HSB，是在青岛HS研发的一种绿色高效减水剂。本产品不污染环境，不损害人体健康。对水泥适用性广，对混凝土增强效果明显，坍落度损失小，低温无硫酸钠结晶现象，广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等各类个性化减水剂，也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂复合使用。

主要技术指标

1、 外观棕红色的液体；2、固体含量>35%；3、比重1.15-1.2

性能特点

掺HSB可节约25-30%的水泥用量；

2、早强、增强效果明显。砼掺入HSB，三天可达到设计强度的60-70%，七天可达到100%，28天比空白混凝土强度提高30-40%；

3、高保塑。混凝土坍落度经时损失小，60 min基本不损失，90 min损失10-20%；

4、对水泥适用性广泛，和易性、粘聚性好。与其他各类外加剂配伍良好；

5、能显著提高砼的抗冻融，抗渗，抗硫酸盐侵蚀，并全面提高砼的其他物理性能；

6、特别适用以下砼：流态塑化砼，自然养护、蒸养砼，抗渗防水砼，耐久性抗冻融砼，抗硫酸盐侵蚀海工砼，以及钢筋、预应力砼；

7、HSB无毒，不燃，不腐蚀钢筋，冬季无硫酸钠结晶。

粉末聚羧酸酯

它是研制开发的新型高性能减水剂，它具有优异的减水率、流动性、渗透性。明显增强水泥砂浆的强度，但制作工艺复杂，一般价格较高。

干酪素

它是一种生物聚合物，它是牛奶用酸沉淀并经过圆筒干燥后得到的。

聚羧酸系高性能减水剂

品性能比较表明，聚羧酸系高性能减水剂在技术性能指标、性价比方面都达到了当今国际先进水平。

性能特点

1、掺量低、减水率高，减水率可高达45%；

2、坍落度经时损失小，预拌混凝土坍落度损失率1h小于5%，2h小于10%；

60%；

4、混凝土和易性优良，无离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一。用于配制高标号混凝土时，混凝土粘聚性好且易于搅拌；

5、含气量适中，对混凝土弹性模量无不利影响，抗冻耐久性好；

6、能降低水泥早期水化热，有利于大体积混凝土和夏季施工；

7、适应性优良，水泥、掺合料相容性好，温度适应性好，与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性，解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性差的问题；

于普通混凝土；显著提高混凝土体积稳定性和长期耐久性；

9、碱含量极低，碱含量≤0.2%，可有效地防止碱骨料反应的发生

10、产品稳定性好，长期储存无分层、沉淀现象发生，低温时无结晶析出；

11、产品绿色环保，不含甲醛，为环境友好型产品；

12、经济效益好，工程综合造价低于使用其它类型产品，同强度条件下可节省水泥15-25%。

技术指标

1、聚羧酸系高性能减水剂（液体）

外 观

浅棕至深棕色微黏液体

减水率

≥ 25%

密度（g/ml）

1.09±0.02

固含量（%）

22±2 或者40±2

水泥净浆流动度（基准水泥）（㎜）

≥ 250（W/C=0.29）

pH

6～8

氯离子含量（%）

≤ 0.02

碱含量（Na2O+0.658K2O）（%）

≤ 0.2

2、聚羧酸系高性能减水剂（粉体）

外 观

白色粉末

减水率

≥ 25%

密度（g/ml）

1.41±0.02

固含量（%）

97±2

水泥净浆流动度（基准水泥）（㎜）

≥ 250（W/C=0.29）

pH

6～8

氯离子含量（%）

≤ 0.02

碱含量（Na2O+0.658K2O）（%）

≤ 0.2

制备方法：

1聚合后功能化法此种方法是先形成主链再引入侧链，一般是利用现有的已知分子量的聚羧酸，在催化剂的作用下与聚醚在较高温度下酯化反应。这种方法存的问题是聚羧酸与聚醚的相容性不好，而且在酯化过程中生成水出现相的分离，酯化操作困难。因此选择与聚羧酸相容性较好的聚醚成为合成工作的关键。

应用现状

聚羧酸系高性能减水剂于20世纪80年代中期由日本开发，1985年开始应用于混凝土工程，90年代在混凝土工程中大量使用。1998年底日本聚羧酸系产品已占所有高性能减水剂产品总数的6010以上，其用量更是占到高性能减水剂的9010。北美和欧洲各国近几年在聚羧酸系高效减水剂产品方面也推出了一系列产品，如G rance公司的A <1v a系列，M BT公司的phe<m ix700FC牌号、Rheohu ik13000FC超早强减水剂，S ik a公司的Viscocre te3010等·日本生产的聚羧酸系减水剂的厂家主要有花王、竹木油脂、NM B株式会社、藤泽药品等，每年利用此类减水剂用于各类混凝土生产量约在1000万立方米左右，并有逐年递增的发展趋势。

作用机理

吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。

空间位阻作用：减水剂结构中具有亲水性的支链，伸展于水溶液中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持良好。

接枝共聚支链的缓释作用：新型的减水剂如聚羧酸减水剂在制备的过程中，在减水剂的分子上接枝上一些支链，该支链不仅可提供空间位阻效应，而且，在水泥水化的高碱度环境中，该支链还可慢慢被切断，从而释放出具有分散作用的多羧酸，这样就可提高水泥粒子的分散效果，并控制坍落度损失。

适用范围

适用于强度等级为C15~C60及以上的泵送或常态混凝土工程。特别适用于配制高耐久、高流态、高保坍、高强以及对外观质量要求高的混凝土工程。对于配制高流动性混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。

普通减水剂宜用于日最低气温5℃以上施工的混凝土。高效减水剂宜用于日最低气温0℃以上施工的混凝土，并适用于制备大流动性混凝土、高强混凝土以及蒸养混凝土。

使用说明

聚羧酸系高性能减水剂

1、掺量为胶凝材料总重量的0.5%~2.0%，常用掺量为0.2%～0.5%；使用前应进行混凝土试配试验，以求最佳掺量；

2、不可与萘系高效减水剂复配使用，与其它外加剂复配使用时也应预先进行混凝土相容性实验；

3、坍落度对用水量的敏感性较高，使用时必须严格控制用水量；

4、注意混凝土表面养护。

萘系高效减水剂

1、 掺量范围：粉剂：0.75-1.5%; 液体:1.5-2.5% 。

2、 采用多孔骨料时宜先加水搅拌，再加减水剂。　　

3、 当坍落度较大时，应注意振捣时间不易过长，以防止泌水和分层。

HSB脂肪族高效减水剂

1、通过实验找出最佳掺量，推荐掺量为1.5-2%；

2、HSB与拌和水一并加入砼中，也可以采取后加法，加入HSB砼要延长搅拌30s；

3、由于HSB的减水率较大，砼初凝以前，表面会泌出一层黄浆，属正常现象。打完砼收浆抹光，颜色则会消除，或在砼上强度以后，颜色会自然消除，浇水养护颜色会消除的快一些，不影响砼的内在和表面性能。

储存方法

聚羧酸系高性能减水剂

1、减水剂是属于液体的，我们在存放的时候要用桶来装运；

2、减水剂是属于化学药品，所以我们应该放置在阴凉干燥的地方进行存放，要避免阳光的直射，不然的话就会造成挥发，或者是导致减水剂的变质，冬季的时候我们要注意防冻，放在比较保暖的地方；

HSB脂肪族高效减水剂

贮存与包装

1、HSB 可在-20—40摄氏度下贮存但不能暴晒，保质期一年。

2、包装：250KG铁桶或散装供应，也可按照用户的要求包装。

技术要求

1、减水剂应选用质量稳定的产品，减水剂与水泥及掺和料之间应具有良好的相容性。当将不同功能的多种外加剂复合使用时，外加剂之间以及外加剂与水泥之间应有良好的适应性。

2、高效减水剂的技术要求应符合表1的规定，聚羧酸系减水剂的技术要求应符合表2的规定，减水剂的匀质性应符合国家现行标准《混凝土外加剂》（GB8076)的规定。

表1髙效减水剂的技术要求

序号

检验项目

技术要求

检验方法

标准型

缓凝型

1

减水率

彡20%

按GB8076检验

2

含气量

<3.0%

按GB8076检验

3

常压泌水率比

<20%

按GB8076检验

4

压力泌水率比（用于配制泵送混凝土 时）

<90%

按JC473检验

1d

>140%

/

按GB8076检验

5

抗压强度比

3d

>130%

/

按GB8076检验

7d

>125%

>125%

按GB8076检验

28d

>120%

>120%

按GB8076检验

6

60mm坍落度保留值（用于配制泵送 混凝土时）

/

> 150mm

按JC473检验

7

凝结时间差

初凝

-90 min〜"+120min

>+90min

按GB8076检验

终凝

/

8

硫酸钠含量（按折固含量计）

<10.0%

按GB/T8077检验

9

Cl-含量（按折固含量计）

<0.6%

按GB/T8077检验

10

碱含量（按折固含量计）

<10%

按GB/T8077检验

11

收缩率比

<125%

按GB8076检验

注：1、按GB 8076进行检验的项目，其混凝土坍落度控制值为80mm±10mm。

2、抽检试验用水泥宜为工程用水泥。

表2聚羧酸系减水剂的技术要求

序号

检验项目

技术要求

检验方法

早强型

标准型

缓凝型

1

减水率

>25%

按GB8076检验

2

含气量

<3.0%

按GB8076检验

3

常压泌水率比

<20%

按GB8076检验

4

压力泌水率比（用于配制泵送 混凝土时）

<90%

按JC473检验

1d

>180%

>170%

/

按GB8076检验

5

抗压强度比

3d

>170%

>160%

/

按GB8076检验

7d

>145%

>150%

>140%

按GB8076检验

28d

>130%

>140%

>130%

按GB8076检验

6

60mm坍落度保留值(用于配制 泵送混凝土时）

/

> 130mm

>150mm

按JC473检验

7

凝结时间差

初凝

-90 min〜

-90 min〜

>+90min

按GB8076检验

终凝

+90min

+120min

/

8

甲醛含量（按折固含量计）

<0.05%

按JG/T223检验

9

硫酸钠含量（按折固含量计）

<5.0%

按GB/T8077检验

10

Cl-含量（按折固含量计）

<0.6%

按GB/T8077检验

11

碱含量（按折固含量计）

<10%

按GB/T8077检验

12

收缩率比

<110%

按GB8076检验

注：1、按GB 8076进行检验的项目，同表1髙效减水剂的技术要求的值一样。

2、抽检试验用水泥宜为工程用水泥。

3、引气剂应选用质量稳定且引入气泡细小、分布均匀、能明显提高混凝 土抗冻性能的产品。引气剂与减水剂、水泥之间均应有良好的相容性。引气剂的技术要求应符合表3的规定。

表3引气剂的技术要求

序号

检验项目

技术要求

检验方法

1

减水率

>6%

按GB8076检验

2

含气量

>3.0%

按GB8076检验

3

常压泌水率比

<70%

按GB8076检验

4

1h含气量经时变化

-1.5% 〜+1.5%

按GB8076检验

3d

>95%

按GB8076检验

5

抗压强度比

7d

>95%

按GB8076检验

28d

>90%

按GB8076检验

6

凝结时间差

终凝

-90min〜"+120min

按GB8076检验

初凝

按GB8076检验

7

收缩率比

<125%

按GB8076检验

8

相对耐久性指数（200次）

>80%

按GB8076检验

9

28d硬化混凝土气泡间距系数

<300^m

《铁路混凝土工程施工质量 验收标准》（TB10424-2010) 附录E

萘系高效减水剂

发展历史

国外

能得到提高。1935年，美国的E. W.Scripture首先研制成以木质素磺酸盐为主要成分的减水剂，1937年获得专利}s}，五十年代，在美国滑模混凝土、大坝混凝土和冬季施工混凝土中得到大量使用。1962年日本花王石碱公司服部健一等，首先研制成以R一茶磺酸甲醛缩合物钠盐为主要成分的减水剂，简称茶系减水剂。这类减水剂具有减水率高的特点，适宜于制备高强(抗压强度达100 MPa)或坍落度可达20〔二以上混凝土。随后1964年联邦德国研究成功磺化三聚氰胺甲醛树脂减水剂，该类减水剂与茶系减水剂同样具有减水率高、早强效果好、低引气量等特点，同时对蒸养混凝土制品和铝酸盐(主要为C3A)含量高的水泥制品适应性较好，能制备高强或大流动性混凝土。德国由此发明了流态混凝土，使混凝土由原来的人工浇注或吊罐浇注发展为泵送施工，节省人力，提高工效，保证质量，消除噪音，使混凝土技术水平与施工水平有了极大的飞跃。

由于高效减水剂对混凝土改性方面的重要贡献，它的应用成为继钢筋混凝土和预应力混凝土之后，混凝土发展史上第三次重大突破。以高效减水剂的研制和应用为标志，使混凝土技术进入由塑性、干硬性到流态化的第三代。

国内