高分子材料專業(yè)畢業(yè)論文新型氨基磺酸鹽高效減水劑的合成、復(fù)配及應(yīng)用研究

1、題 目：新型氨基磺酸鹽高效減水劑的合成、復(fù)配及應(yīng)用研1 緒論1.1 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?；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，故稱之為分散劑（dispersion agent)或超級(jí)塑化劑(super plasticizer)。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?；炷翜p水劑的發(fā)展有著悠久的歷史。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

2、開始使用引氣劑。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，揭開了減水劑發(fā)展的序幕。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。20 世紀(jì)60 年代，-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。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。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

3、凝組分會(huì)帶來(lái)新的問題，如影響混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展等4。 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。通過高效減水劑的使用，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。木質(zhì)素類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(810%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。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)。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、

4、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。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。日本自從服部健一博士發(fā)明-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。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 年通過改變添加方法,如二次添加法來(lái)改性；1979 年通過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。日本減水劑研

5、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，故必須開發(fā)新型的多功能活性基團(tuán)的減水劑。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。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詳細(xì)報(bào)導(dǎo)。三聚氰胺系高效減水劑自在德國(guó)問世以后，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。近

6、年來(lái)德國(guó)basf 公司、bayer 公司等仍有人對(duì)這類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)這種樹脂類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6-8。1985 年反應(yīng)性高分子研究成果在日本公開發(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發(fā)研制出來(lái)并在市場(chǎng)上得到應(yīng)用9。20 世紀(jì)80 年代末,日本研究開發(fā)了具有單環(huán)芳烴型結(jié)構(gòu)特征的被稱為氨基磺酸系減水劑,這是一種非引氣型水溶性樹脂,減水率可高達(dá)30 % ,9

7、0min120min 基本上無(wú)坍落度損失,但是產(chǎn)品穩(wěn)定性較差,摻量過大時(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。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。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10-11。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。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

8、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。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。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發(fā)應(yīng)用。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。由于在使用萘系減水時(shí)混凝土坍落度損失較快,難以滿足實(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。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

9、成塑料助劑和合成染料的重要原料。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。如何選用其它原材料,研究開發(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。聚羧酸系和具有單環(huán)芳烴型結(jié)構(gòu)特征被稱為氨基磺酸系的這兩類高效減水劑,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14-16。1.2 減水劑分類和各自優(yōu)缺點(diǎn)1720世紀(jì)30

10、年代，外加劑問世以來(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。減水劑是混凝土外加劑中最重要的一個(gè)品種。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。按化學(xué)成分組成通常分為：木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑類、萘系高效減水劑類、三聚氰胺系高效減水劑類、氨基磺酸鹽系高效減水劑類、脂肪酸系高減水劑類、聚羧酸鹽系高效減水劑類。減水劑目前在我國(guó)高速公路和高速鐵路廣泛應(yīng)用。1.2.1 木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑木質(zhì)素是植物纖維原料的另一種主要組分，其分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有多種官能團(tuán)和化學(xué)鍵，在植物原料進(jìn)行蒸煮木質(zhì)素時(shí)，處理方法不同，脫木質(zhì)素的機(jī)理及產(chǎn)物也不同。用亞硫酸鹽法處理得到的就是“木質(zhì)素

11、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。包括：木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鎂。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810，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。在江西常常作為復(fù)合外加劑使用。上海利用它配制成中效泵送劑，廣泛地用于商品混凝土。1.2.2 三聚氰胺系高效減水劑化學(xué)名稱為磺化三聚氰胺甲醛樹脂，生產(chǎn)是以三聚氰胺(也稱密胺)為原料，經(jīng)加成、磺化和縮聚反應(yīng)，最終生成具有一定聚合度(n=910)的大分子聚合物。其性能與萘系高效減水劑相當(dāng)，但成本很高，常用

12、于水泥制品。1.2.3 脂肪酸系高效減水劑 化學(xué)名稱為脂肪族羥基磺酸鹽聚合物，生產(chǎn)的原料主要是丙酮、甲醛、na 2so3、na2s2o5、催化劑等。其濃度為3040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。1.2.4 聚羧酸鹽系高效減水劑 主要有以下四種類型：甲基丙烯酸丙烯酸甲酯共聚物、 丙烯基醚共聚物、酰胺酰亞胺共聚物、 聚酰胺聚乙烯乙二醇共聚物。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。所選用的單體主要有：(1)不飽和酸一馬來(lái)酸酐、馬來(lái)酸和丙烯酸等；(2)聚苯乙烯磺酸鹽或酯類；(3)(

13、甲基)丙烯酸鹽、酯或酰胺等；(4)聚鏈烯基烴及不同官能團(tuán)的衍生物。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。1.2.5 萘系高效減水劑萘系減水劑是目前國(guó)內(nèi)外最常使用的水泥混凝土高效減水劑，也是比較廣泛應(yīng)用的一種高效早強(qiáng)水泥減水劑。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。 目前萘系減水劑是我國(guó)使用最廣泛，使用量最大的一

14、種減水劑，目前市場(chǎng)上萘系減水劑占到80%以上，得到了廣泛的認(rèn)可，對(duì)我國(guó)混凝土的發(fā)展建立了不可磨滅的功勛。 目前國(guó)內(nèi)的萘系減水劑原劑生產(chǎn)廠家達(dá)120多家，年總產(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。我國(guó)萘系減水劑的質(zhì)量水平都比較接近，基本上都在一個(gè)檔次上，摻量在0.8%時(shí)減水率都在1820%之間，其它指標(biāo)都能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。萘系減水劑對(duì)混凝土有優(yōu)良的性能，而且有制造工藝簡(jiǎn)單，原料易得等的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)其它高效減水劑，成本低，價(jià)格低，所以發(fā)展非常迅速而得到廣泛應(yīng)用。萘系高效

15、減水劑雖然減水率一般能滿足使用要求，但它的局限性和缺點(diǎn)隨著對(duì)混凝土性能要求的不斷提高，也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1) 配制高強(qiáng)高性能混凝土?xí)r減水率偏低；(2) 多數(shù)產(chǎn)品有效成分濃度低，與不同水泥相容性差，特別是與目前普遍采用的早強(qiáng)型水泥同時(shí)使用易使混凝土的坍落度損失過快，進(jìn)而造成混凝土泵送困難、易發(fā)生堵管等施工問題；(3) 大多數(shù)產(chǎn)品硫酸鈉含量高，冬季容易結(jié)晶；(4) 主要原材料工業(yè)萘的品質(zhì)對(duì)其質(zhì)量影響較大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。我國(guó)進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，隨著改革開放的進(jìn)一步深化，各種高層、超高層建筑物不斷矗立起來(lái)，建筑技術(shù)不斷提高并復(fù)雜化，從而對(duì)混凝土的工藝性能提出了更高的要

16、求，這些離不開高效減水劑的應(yīng)用，因此，從社會(huì)發(fā)展來(lái)講開發(fā)優(yōu)良的高效減水劑也已勢(shì)在必行，對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展和提高生活質(zhì)量也具有重大意義18。對(duì)萘系減水劑的研究自上世紀(jì)七十年代以來(lái)從沒有停止過，這些研究對(duì)減水劑的質(zhì)量都沒有大的突破，只是對(duì)減水劑質(zhì)量的個(gè)別指標(biāo)有不同的改進(jìn)，為此，對(duì)萘系減水劑改性已勢(shì)在必行。從減水劑分子的結(jié)構(gòu)來(lái)看，萘系為線型聚合物分子，并且分子中只有一種極性基團(tuán)(磺酸基- so3- )，從作用機(jī)理的五個(gè)方面的作用力來(lái)看，該種高效減水劑主要以靜電斥力為主，其他幾種作用力均較小。具有以上分子結(jié)構(gòu)及減水作用機(jī)理特點(diǎn)的這種高效減水劑，其共同的缺陷是與水泥的適應(yīng)性不太好，混凝土坍落度損失快，

17、摻量也較大。雖然通過多次添加法、后摻法、與緩凝劑復(fù)合使用等方法也能部分解決混凝土坍落度損失快的問題,但往往會(huì)出現(xiàn)一些操作上或技術(shù)上的困難，甚至引起混凝土性能及質(zhì)量上的不穩(wěn)定。1.2.6 氨基磺酸鹽系高效減水劑氨基磺酸系高效減水劑屬新型第三代高效減水劑，具有減水率高、坍落度保持性能優(yōu)異、含堿量低、與各種水泥的適應(yīng)性好、低溫不結(jié)晶沉淀、合成工藝較簡(jiǎn)單、有利環(huán)保等諸多技術(shù)性能特點(diǎn)。這種新型減水劑在發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較廣，國(guó)內(nèi)發(fā)達(dá)地區(qū)的應(yīng)用范圍也在逐步擴(kuò)大。氨基磺酸類高效減水劑分子在水泥微粒表面呈環(huán)狀、引線狀和齒輪狀吸附，它使水泥顆粒之間的靜電斥力呈現(xiàn)立體的交錯(cuò)縱橫式，立體的靜電斥力的zeta電位經(jīng)時(shí)變化小

18、，宏觀表現(xiàn)為分散性更好，坍落度經(jīng)時(shí)變化小。通過選擇帶氨基、磺酸基的單體(如氨基苯磺酸鹽) 、帶羥基的單體(如苯酚、甲苯酚)，加入甲醛，通過縮聚反應(yīng)，形成帶有氨基、羥基、磺酸基等多種極性基團(tuán)的高分子甲醛縮合物。由于氨基、羥基能與水形成氫鍵，故該類高效減水劑具有較強(qiáng)的親水性；而磺酸基又具有較強(qiáng)的負(fù)電性，因此從作用機(jī)理來(lái)看，氨基磺酸鹽系減水劑具有較強(qiáng)的“降低水泥顆粒固液界面能作用”、“靜電斥力作用”和“水化膜潤(rùn)滑作用”,以及一定的“空間位阻斥力作用”19。具有以上分子結(jié)構(gòu)及作用機(jī)理特點(diǎn)的氨基磺酸鹽系減水劑的減水率高，與水泥適應(yīng)性好，能很好地控制混凝土的坍落度損失。但在其應(yīng)用中也存在一些技術(shù)問題，主要

19、表現(xiàn)是單獨(dú)使用時(shí)對(duì)摻量和混凝土的水灰比較敏感，在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)施工過程中控制不當(dāng)易使混凝土產(chǎn)生泌水、分層、離析等不良現(xiàn)象，造成泵送困難、堵管甚至質(zhì)量事故，而且其生產(chǎn)成本相對(duì)較高，這些因素成為制約氨基磺酸系減水劑產(chǎn)品進(jìn)一步推廣應(yīng)用的瓶頸。 氨基磺酸系高效減水劑結(jié)構(gòu)式： 圖1.1 氨基磺酸系高效減水劑結(jié)構(gòu)式1.3 減水劑的作用機(jī)理20減水劑有效地減少了混凝土的的塌落度損失，改善混凝土的工作度，提高流動(dòng)性，在高性能混凝土中發(fā)揮重要的作用，以下幾種機(jī)理較為人認(rèn)可。1.3.1 靜電斥力理論水泥水化后， 由于離子間的范德華力作用以及水泥水化礦物、水泥主要礦物在水化過程中帶不同電荷而產(chǎn)生凝聚，導(dǎo)致了混凝土產(chǎn)

20、生絮凝結(jié)構(gòu)。高效減水劑大多屬陰離子型表面活性劑，摻入到混凝土中后，減水劑中的負(fù)離子-so42-,-coo-就會(huì)在水泥粒子的正電荷ca的作用下而吸附于水泥粒子上，形成擴(kuò)散雙電層zeta電位)的離子分布，在表面形成擴(kuò)散雙電層的離子分布，使水泥粒子在靜電斥力作用下分散，把水泥水化過程中形成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的束縛水釋放出來(lái)，使混凝土流動(dòng)化。zeta電位的絕對(duì)值越大，減水效果就越好。隨著水泥的進(jìn)一步水化，電性被中和，靜電斥力隨之降低，范德華力的作用變成主導(dǎo)，對(duì)于萘系、三聚氰胺系高效減水劑的混凝土，水泥漿又開始凝聚，塌落度經(jīng)時(shí)損失比較大，所以摻入這兩類減水劑的混凝土所形成的分散是不穩(wěn)定的。而對(duì)于氨基磺酸、

21、多羧酸系高效減水劑，由于其與水泥的吸附模型不同，粒子問吸附層的作用力不用于前兩類，其發(fā)揮分散作用的主導(dǎo)因素不是zeta電位，而是一種穩(wěn)定的分散。 1.3.2 立體位阻效應(yīng) 摻有高效減水劑的水泥漿中，高效減水劑的有機(jī)分子長(zhǎng)鏈實(shí)際上在水泥微粒表面是呈現(xiàn)各種吸附狀態(tài)的。不同的吸附態(tài)是因?yàn)楦咝p水劑分子鏈結(jié)構(gòu)的不同所致，它直接影響到摻有該類減水劑混凝土的坍落度的經(jīng)時(shí)變化。有研究表明萘系和三聚氰胺系減水劑的吸附狀態(tài)是棒狀鏈，因而是平直的吸附，靜電排斥作用較弱。其結(jié)果是zeta電位降低很快，靜電衡容易隨著水泥水化進(jìn)程的發(fā)展受到破壞，使范德華引力占主導(dǎo)，坍落度經(jīng)時(shí)變化大。而氨基磺酸類高效減水劑分子在水泥微粒

22、表面呈環(huán)狀、引線狀和齒輪狀吸附，它使水泥顆粒之問的靜電斥力呈現(xiàn)立體的交錯(cuò)縱橫式，立體的靜電斥力的zeta電位經(jīng)時(shí)變化小，宏觀表現(xiàn)為分散性更好，坍落度經(jīng)時(shí)變化小。而多羧酸系接枝共聚物高效減水劑大分子在水泥顆粒表面的吸附狀態(tài)多呈齒形。這種減水劑不但具有對(duì)水泥微粒極好的分散性而且能保持坍落度經(jīng)時(shí)變化很小。原因有三：其一是由于接枝共聚物有大量羧基存在，具有一定的螯合能力，加之鏈的立體靜電斥力構(gòu)成對(duì)粒子問凝聚作用的阻礙；其二是因?yàn)樵趶?qiáng)堿性介質(zhì)例如水泥漿體中，接枝共聚鏈逐漸斷裂開，釋放出羧酸分子，使上述第一個(gè)效應(yīng)不斷得以重視；其三是接枝共聚物zeta電位絕對(duì)值比萘系和三聚氰胺系減水劑的低，因此要達(dá)到相同的

23、分散狀態(tài)時(shí)，所需要的電荷總量也不如萘系和三聚氰胺系減水劑那樣多。對(duì)于有側(cè)鏈的聚羧酸減水劑和氨基磺酸鹽系高效減水劑，通過這種立體排斥力，能保持分散系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.3.3 潤(rùn)滑作用 高效減水劑的極性親水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面，多以氫鍵形式與水分子締合，再加上水分子之問的氫鍵締合，構(gòu)成了水泥微粒表面的一層穩(wěn)定的水膜，阻止水泥顆粒問的直接接觸，增加了水泥顆粒間的滑動(dòng)能力，起到潤(rùn)滑作用，從而進(jìn)一步提高漿體的流動(dòng)性。水泥漿巾的微小氣泡，同樣對(duì)減水劑分的定向吸附極性基團(tuán)所包裹，使氣泡與氣泡及氣泡與水泥顆粒問也因同電性相斥而類似在水泥微粒間加入許多微珠，亦起到潤(rùn)滑作用，提高流動(dòng)性。1.4 本文研究的內(nèi)容

24、和目的1.4.1 氨基磺酸系高效減水劑的合成 在我國(guó)，氨基磺酸系高效減水劑的研究還處于起步階段，成功研究其合成工藝并探討其性能的情況還很少。據(jù)報(bào)道，氨基磺酸系高效減水劑對(duì)水泥有很好的相容性，對(duì)水泥粒子具有高度分散性，含堿量極低，減水率可達(dá)30%.能很好地控制坍落度經(jīng)時(shí)損失，混凝土的耐久性好，成本低，污染小，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，是有利于環(huán)保的新型材料，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外最有發(fā)展前途的高效減水劑之一。另外，根據(jù)報(bào)道氨基磺酸系高效減水劑不但本身性能好，而且與萘系復(fù)合后，具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，此高效減水劑研制成功，必將推動(dòng)混凝土科學(xué)與混凝土施工技術(shù)的進(jìn)步。內(nèi)容：（a）氨基磺酸鹽高效減水劑的合成反應(yīng)機(jī)理 （b）氨

25、基磺酸鹽高效減水劑的合成合成工藝 （c）氨基磺酸鹽高效減水劑的合成影響因素1.4.2 氨基磺酸系高效減水劑和萘系減水劑復(fù)配 萘系高效減水劑在生產(chǎn)和使用過程存在坍落度損失快，粘聚性差，與水泥適應(yīng)性不良等不足，而氨基磺酸系高效減水劑屬新型第三代高效減水劑，具有減水率高、坍落度保持性能優(yōu)異、含堿量低、與各種水泥的適應(yīng)性好、低溫不結(jié)晶沉淀、合成工藝較簡(jiǎn)單、有利環(huán)保等諸多技術(shù)性能特點(diǎn)。擬通過在萘系減水劑中添加氨基磺酸系減水劑改善其使用坍落度損失快，水泥適應(yīng)性差等性能，并達(dá)到提高減水率的效果。通過進(jìn)行復(fù)配研究，以獲得性價(jià)比高的產(chǎn)品。由于復(fù)配能夠?qū)崿F(xiàn)組分之間互補(bǔ)的特點(diǎn)，目前通過復(fù)配提高和完善減水劑應(yīng)用性能的

26、方法己成為混凝土外加劑研究工作的一大發(fā)展方向。通過復(fù)配手段，添加其它助劑以克服高效減水劑自身的缺點(diǎn)，被認(rèn)為是很實(shí)用的途徑。氨基磺酸系高效減水劑具有高減水率和高保坍特點(diǎn)，能顯著降低混凝土粘性，增加混凝土流動(dòng)性能。但使用氨基磺酸系高效減水劑的同時(shí)，亦會(huì)引起新拌混凝土嚴(yán)重泌水，從而對(duì)硬化混凝土的強(qiáng)度、表觀狀態(tài)等產(chǎn)生諸多不良影響。氨基磺酸鹽高效減水劑的合成2.1 引言 氨基磺酸鹽高效減水劑有許多優(yōu)點(diǎn)，首先能夠以縮合方式進(jìn)入到減水劑大分子中去，同時(shí)價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，低毒無(wú)污染。其次，合成工藝路線及合成工藝參數(shù)不復(fù)雜，操作簡(jiǎn)單。工藝要盡可能簡(jiǎn)單，因?yàn)閺?fù)雜的工藝不僅會(huì)增加操作難度，提高設(shè)備成本，而且會(huì)增加

27、保證減水劑質(zhì)量和性能的難度。因此，應(yīng)該使生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行，操作方便，提高生產(chǎn)效率，降低成本。2.2 反應(yīng)機(jī)理 國(guó)內(nèi)已有多家科研單位對(duì)該減水劑的合成技術(shù)進(jìn)行了研究，其相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)己經(jīng)較為成熟。典型的氨基磺酸系高效減水劑(aspf)可由對(duì)氨基苯磺酸(鈉)和苯酚在甲醛的水溶液中加熱發(fā)生聚合而制得。其主鏈為線型的分子結(jié)構(gòu)，同時(shí)帶有多個(gè)支鏈和磺酸基、氨基以及羥基等活性基團(tuán)，分子量為x=5000一40000，聚合度為5一13 。其主要產(chǎn)物通式如下：圖2-1 氨基磺酸系高效減水劑結(jié)構(gòu)式有時(shí)，還在合成過程中加入脲co(nh2)2，這樣一方面可以節(jié)約成本，更重要的是加入脲后，可以有效地降低最終產(chǎn)品中的游離甲醛含

28、量。此時(shí)產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)可能如下:圖2-2 脲改性氨基磺酸系高效減水劑結(jié)構(gòu)式 有研究表明，影響apf合成產(chǎn)物性能的反應(yīng)條件主要包括:原料的摩爾比、投料的順序與速度、反應(yīng)溫度和時(shí)間及溶液的濃度等。在制備過程中，為調(diào)節(jié)反應(yīng)條件、增強(qiáng)反應(yīng)效果、改善產(chǎn)物性能和降低成本，有時(shí)會(huì)加入第四單體，常用的有水楊酸、苯磺酸、苯甲酸、三聚氰胺、尿素等。加入含有磺酸基的第四單體不僅可有效封閉活性端基，還可進(jìn)一步提高產(chǎn)物的磺化度而提高親水性。加入尿素等來(lái)降低成本和產(chǎn)物中甲醛的殘余含量。采用苯甲酸調(diào)節(jié)縮合反應(yīng)階段溶液的ph值，不僅有利于提高反應(yīng)速度和程度，還可以參與縮合反應(yīng)成為產(chǎn)物的組成部分并依靠其酸性基團(tuán)的強(qiáng)極性提高產(chǎn)物

29、與混凝土的相容性，提高混凝土的流動(dòng)性。在堿性分子重排階段，加入可加長(zhǎng)產(chǎn)物的分子鏈段，除去殘余的甲醛還因其有一定的催化支聯(lián)作用，可加快產(chǎn)物分子的重排，形成盡量多的支鏈，對(duì)混凝土的保坍性能也有很大影響。 按照初始反應(yīng)溶液的酸堿度可將氨基磺酸系高效減水劑的制備途徑分為酸性路線和堿性路線兩種。由于不同種單體在進(jìn)行縮合反應(yīng)時(shí)的速率不同，對(duì)氨基苯磺酸自身基本不會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng)，而苯酚在酸或堿性條件下很容易縮合成線型或體型分子結(jié)構(gòu)。首先應(yīng)在偏酸性條件(需反應(yīng)過程中調(diào)控體系的ph值)下進(jìn)行縮合反應(yīng)，稱為酸性合成路線；堿性環(huán)境中進(jìn)行縮合反應(yīng)，則可稱為堿性合成路線?？s合反應(yīng)完成后，再在堿性條件下(酸性路線需加堿調(diào)節(jié)

30、體系ph值)進(jìn)行分子重排反應(yīng)，最終產(chǎn)品的ph值通常控制在510之間，有利于產(chǎn)品的長(zhǎng)時(shí)間保存。當(dāng)減水劑摻入水泥混凝土體系當(dāng)中，在堿性環(huán)境條件下ph值在10左右)氨基磺酸系高效減水劑分子中的活性官能團(tuán)逐步電離，分子結(jié)構(gòu)的極性增強(qiáng)，對(duì)水泥顆粒的分散性能得到繼續(xù)加強(qiáng)，達(dá)到更好的使用效果。通過酸性路線更容易得到分子主鏈較長(zhǎng)支鏈較多，聚合度較大，分散性能較好的減水劑，但泌水率稍大口堿性路線合成工藝與酸性相比程序較為簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本相對(duì)較低，適當(dāng)控制工藝參數(shù)，可得到性能理想的氨基磺酸系高效減水劑，故實(shí)際生產(chǎn)中采取堿性路線的廠家較多口本研究也將采用堿性合成路線來(lái)進(jìn)行aspf的制備口合成過程的主要化學(xué)反應(yīng)包括:（

31、1） 在堿性條件下，苯酚很快同氫氧化物反應(yīng)形成酚氧離子，呈如下平衡:（2） 甲醛在堿性條件下，以下列方式離解:（3） 在堿性條件下，生成的ch2o，它與苯酚進(jìn)行如下反應(yīng)（4） 縮合反應(yīng):經(jīng)甲基苯酚與對(duì)氨基苯磺酸鈉進(jìn)行縮合反應(yīng)，然后進(jìn)行分子重排反應(yīng)，形成支鏈較多、分子量適中、符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)物。2.3 氨基磺酸鹽高效減水劑的合成工藝212.4 氨基磺酸鹽高效減水劑的合成實(shí)驗(yàn)2.4.1 主要原料對(duì)氨基苯磺酸鈉，工業(yè)級(jí)，分子式c6h6no3sna閃光的片狀晶體，易溶水，水溶液為中性，分子量為195.2，其質(zhì)量要求如下:對(duì)氨基苯磺酸鈉含量:(%)=99游離苯胺量(%)二0.02，水不溶物(%)=0.0

32、2 ;苯酚，分析純，分子量為94.11宜興第二化學(xué)試劑廠生產(chǎn);甲醛溶液，分子量為30.03，分析純;尿素，分析純，分子式為co(nh2)2，分子量為60.06 ; 燒堿(30% );水。2.4.2 主要儀器設(shè)備 500ml三口燒瓶，300m1球型冷凝管，恒溫電熱水浴鍋，強(qiáng)力電動(dòng)攪拌器jb90-d型，溫度計(jì)，滴液漏斗。2.4.3 合成實(shí)驗(yàn)操作 稱量一定量的水放入500ml三口燒瓶中，并控制電動(dòng)恒溫水浴鍋50-60放入稱量好的對(duì)氨基苯磺酸鈉并開動(dòng)電動(dòng)攪拌器攪拌，待溶完;加入一定量的苯酚反應(yīng)40分鐘:升溫?cái)Q制為68滴加甲醛溶液，控制在1-2小時(shí)內(nèi)加完，并且在前半段時(shí)間每15分鐘滴加一次且量少，后半段

33、時(shí)間每每l0分鐘滴加一次且量相應(yīng)增多，這是因?yàn)榧兹┓磻?yīng)劇烈，在滴加甲醛時(shí)攪拌速度要加快;滴加完后控制溫度為90 -95反應(yīng)4小時(shí);然后加入一定量的脲，控溫80反應(yīng)4小時(shí)后，降溫用(wt30%)氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph值為7-9。即為成品(以下簡(jiǎn)稱af) 。2.4.4 主要檢測(cè)指標(biāo)：水泥凈漿流動(dòng)度水泥凈漿流動(dòng)度測(cè)定 按照gbt8077-2000_混凝土外加劑均質(zhì)性試驗(yàn)方法 方法提要：在水泥凈漿攪拌機(jī)中 加入一定量的水泥 外加劑和水進(jìn)行攪拌 將攪拌好的凈漿注入截錐圓模內(nèi) 提起截錐圓模 測(cè)定水泥凈漿在玻璃平面上自由流淌的最大直徑。儀器：a) 水泥凈漿攪拌機(jī)；b) 截錐圓模：上口直徑：36mm，下口直徑60m

34、m，高度60mm，內(nèi)壁光滑無(wú)接縫的不銹鋼制品；c) 玻璃板：400mm400mm5mm；d) 秒表；e) 鋼直尺：300mm；f) 刮刀；g) 電子天平：量程：1000g，精度：0.1g實(shí)驗(yàn)步驟：將玻璃板放置在水平位置，用濕布擦抹玻璃板，截錐圓模，攪拌器及攪拌鍋， 使其表面濕而不帶水漬，將截錐圓模放在玻璃板的中央 并用濕布覆蓋待用。稱取300g水泥，倒入攪拌鍋內(nèi)，加入推薦摻量的外加劑及87g或105g水，攪拌3min。將拌好的凈漿迅速注入截錐圓模內(nèi)，用刮刀刮平，將截錐圓模按垂直方向提起，同時(shí)開啟秒表計(jì)時(shí)，任水泥凈漿在玻璃板上流動(dòng)，至30s用直尺量取流淌部分相互垂直的兩個(gè)方向的最大直徑，取平均值

35、作為水泥凈漿流動(dòng)度。2.5 氨基磺酸鹽高效減水劑的合成影響因素 2.5.1 聚合單體比例影響 苯酚(p)與對(duì)氨基苯磺酸鈉(n)的摩爾比p/n對(duì)減水劑性能的影響 p/n分別選取1.5/1, 1.3/1, 1.1/1三組，其它試驗(yàn)條件是f/（p+n)為1.2/l , ph為10，合成過程中保持反應(yīng)溫度85不變，恒溫反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)，甲醛滴加2小時(shí)。試驗(yàn)結(jié)果如表2.1所示。當(dāng)p/n為1.5/1時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度155187206223當(dāng)p/n為1.3/1時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度171194218237當(dāng)p/n為1.1/1時(shí)減水劑摻量%0.20.3

36、0.40.5凈漿流動(dòng)度162185209228表2.1 p/n摩爾比對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響由表2.1中水泥凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)結(jié)果可知，p/n為1.3/1時(shí)，產(chǎn)品的分散性能最好，可以判斷，p/n為1.3/1為最優(yōu)值。苯酚含量太低，反應(yīng)不易進(jìn)行;但含量過高，容易使反應(yīng)速度加快，聚合物分子量偏高，粘度加大，分散性能降低。而且苯酚為可揮發(fā)性有毒物質(zhì)，用量盡量越少越好。這是因?yàn)榘被撬猁}高效減水劑本身就是一種高分子表面活性劑，在其分子中有親水基和親油基。在同系物中必然有一個(gè)化合物的親水性和親油性平衡值恰到好處時(shí)，應(yīng)用到指定的體系中才能達(dá)到最高效率。即分子中的親水基的親水性和親油基的親油性配合恰當(dāng)時(shí)，對(duì)指定的

37、分散體系才會(huì)具有最佳的分散效果。 甲醛(f)與苯酚和對(duì)氨基苯磺酸鈉之和(p+n)的摩爾比f(wàn)/ (p+n)對(duì)氨基磺酸鹽高效減水劑性能的影響。f/ (p+n)分別選取1.0/1, 1.2/1, 1.3/1三組，其它試驗(yàn)條件是苯酚(p)與對(duì)氨基苯磺酸鈉(n)的摩爾比p/n為1.3/1, ph為10，反應(yīng)過程保持85不變，反應(yīng)過程恒溫時(shí)間為8小時(shí)。試驗(yàn)結(jié)果如表2.2所示。當(dāng)f/(p+n)為1.0/1時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度164183206224當(dāng)f/(p+n)為1.2/1時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度171194218237當(dāng)f/(p+n)為1.3/1時(shí)減水

38、劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度158180202221表2.2 f/（p+n）摩爾比對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響 由表2.2可以看出，在f/p+n為1.2/1時(shí)，相同摻量下減水劑的分散性能最好，為最優(yōu)值。在氨基磺酸系高效減水劑合成過程中，甲醛作為苯酚和對(duì)氨基苯磺酸那輕甲基化的試劑，在體系的三元縮合中起橋梁作用。當(dāng)f/p十n相當(dāng)時(shí)，主要的合成產(chǎn)物為鄰輕甲基苯酚和對(duì)輕甲基苯酚，前者多余后者。當(dāng)f/p+n太小，則不能生成足夠多的輕甲基，縮合反應(yīng)不能完全進(jìn)行。所以要獲得足夠分子量的縮合物，甲醛用量(摩爾數(shù))必須超過苯酚和對(duì)氨基苯磺酸鈉的用量(摩爾數(shù)之和)。但是如果甲醛的用量太大，合成產(chǎn)物的分散性

39、也會(huì)相應(yīng)變差，這可能是因?yàn)榧兹┻^量生成大量的三輕甲基酚，交聯(lián)反應(yīng)加快，磺化度降低，使得縮合物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響最終產(chǎn)物的分散效果。2.5.2 反應(yīng)溫度的影響反應(yīng)過程分別將縮合溫度分別是80, 85, 90，其它反應(yīng)條件苯酚(p)與對(duì)氨基苯磺酸鈉(n)的摩爾比p/n為1.3/1 ,f/ (p+n)為1.2/1,ph為10，甲醛滴加時(shí)間為2小時(shí)，縮合時(shí)間t為8小時(shí)。試驗(yàn)結(jié)果如圖2.3所示。當(dāng)溫度為80時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度163181202225當(dāng)溫度為85時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度171194218237當(dāng)溫度為90時(shí)減水劑摻量%0.20.30.4

40、0.5凈漿流動(dòng)度160182200221表2.3 反應(yīng)溫度對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響由表可以看出反應(yīng)溫度在85，效果最好。2.5.3反應(yīng)時(shí)間的影響反應(yīng)過程中的恒溫縮合時(shí)間分別取7小時(shí)、8小時(shí)和9小時(shí)，其它反應(yīng)條件為苯酚(p)與對(duì)氨基苯磺酸鈉(n)的摩爾比p/n為1.3/1, f/ ( p+n)為1.2/1,ph為10，甲醛滴加時(shí)間為2小時(shí)，恒溫溫度為85。當(dāng)時(shí)間為7小時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度168189215231當(dāng)時(shí)間為8小時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度171194218237當(dāng)時(shí)間為9小時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度161182206

41、224表2.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)水泥凈漿流動(dòng)度的影響由表2.4可知，反應(yīng)在7-8個(gè)小時(shí)最佳。2.5.4 甲醛滴加速率的影響甲醛滴加時(shí)間分別為4小時(shí)、2小時(shí)、1小時(shí)。其它反應(yīng)條件為苯酚(p)與對(duì)氨基苯磺酸鈉(n)的摩爾比p/n為1.3/1, f/ ( p+n)為1.2/1,ph為10，恒溫溫度為85，恒溫縮合時(shí)間為8小時(shí)。當(dāng)時(shí)間為4小時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度163185207229當(dāng)時(shí)間為2小時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度171194218237當(dāng)時(shí)間為1小時(shí)減水劑摻量%0.20.30.40.5凈漿流動(dòng)度165184205226表2.5 甲醛滴加速率對(duì)水泥凈漿

42、流動(dòng)度的影響由表2.5可知，甲醛滴加時(shí)間2小時(shí)最佳。.2.5.5 第四單體的選擇主要的第四單體有:水楊酸、苯磺酸、苯甲酸、脲、三聚氰胺等。有研究表明:加入水楊酸、苯甲酸、三聚氰胺不理想。由于脲可以加長(zhǎng)產(chǎn)物的分子鏈段，除去殘余的甲醛，還可以因其有一定的催化作用，可加快產(chǎn)物分子的重排，形成盡量多的支鏈，而且對(duì)提高產(chǎn)物的透明度也有一定的作用。由于時(shí)間關(guān)系，這部分工作沒有進(jìn)行。2.6 小結(jié) 通過本章試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果分析討論可以得到以下結(jié)論: (1)試驗(yàn)結(jié)果表明，在氨基磺酸鹽高效減水劑合成過程中，控制好投料比和投料時(shí)間、特別是甲醛的滴加速度對(duì)產(chǎn)物性能至關(guān)重要。 (2)最優(yōu)化工藝參數(shù)為因素p/nf/(p+n

43、)phtt參數(shù)1.3/11.2/110858h氨基磺酸系與萘系減水劑復(fù)合效應(yīng)試驗(yàn)研究3.1 前言理論研究表明萘系高效減水劑在生產(chǎn)和使用過程存在坍落度損失快，粘聚性差，與水泥適應(yīng)性不良等不足，而氨基磺酸系高效減水劑屬新型第三代高效減水劑，具有減水率高、坍落度保持性能優(yōu)異、含堿量低、與各種水泥的適應(yīng)性好、低溫不結(jié)晶沉淀、合成工藝較簡(jiǎn)單、有利環(huán)保等諸多技術(shù)性能特點(diǎn)、通過在萘系減水劑中添加氨基磺酸系減水劑改善其使用坍落度損失快，水泥適應(yīng)性差等性能，并達(dá)到提高減水率的效果。通過進(jìn)行復(fù)配研究，以獲得性價(jià)比高的產(chǎn)品。本文通過對(duì)臺(tái)泥、石井水泥、華潤(rùn)水泥以及宏翰水泥這四種水泥研究，分別從以下三個(gè)方面進(jìn)行研究：(

44、1)在100%萘系減水劑的條件下，改變減水劑用量來(lái)研究水泥凈漿流動(dòng)度。即減水劑（g）對(duì)凈漿流動(dòng)度（mm）曲線。(2)在100%氨基磺酸系減水劑條件下，改變減水劑用量來(lái)研究水泥凈漿流動(dòng)度。即減水劑（g）對(duì)凈漿流動(dòng)度（mm）曲線。(3)在固定總減水劑量得條件下，改變氨基磺酸系減水劑百分比來(lái)研究水泥凈漿流動(dòng)度。3.2 測(cè)試方法3.2.1 減水劑固含量的測(cè)定按照gbt8077-2000_混凝土外加劑均質(zhì)性試驗(yàn)方法 方法提要：將已恒量的稱量瓶?jī)?nèi)放入被測(cè)試樣于一定的溫度下烘至恒量 儀器： a）天平不應(yīng)低于四級(jí)精確至0.0001g; b)鼓風(fēng)電熱恒溫干燥箱溫度范圍0200; c)帶蓋稱量瓶 25mmx65m

45、m; d)干燥器內(nèi)盛變色硅膠。 實(shí)驗(yàn)步驟： 將潔凈帶蓋稱量瓶放入烘箱內(nèi)于100-105，烘30min，取出置于干燥器內(nèi)，冷卻30min后稱量，重復(fù)上述步驟直至恒量其質(zhì)量為m0。 將被測(cè)試樣裝入已經(jīng)恒量的稱量瓶?jī)?nèi)蓋上蓋稱出試樣及稱量瓶的總質(zhì)量為m1，試樣稱量：固體產(chǎn)品1.0000g-2.0000g，液體產(chǎn)品3.0000g-5.0000g 將盛有試樣的稱量瓶放入烘箱內(nèi)開啟瓶蓋升溫至100-105（特殊品種除外）烘干，蓋上蓋置于干燥器內(nèi)冷卻30min后稱量，重復(fù)上述步驟直至恒量其質(zhì)量為m2結(jié)果表示固體含量x固按式（1）計(jì)算：（） 式中：x固固體含量，%m0稱量瓶的質(zhì)量，gm1稱量瓶的質(zhì)量，gm2稱量

46、瓶的質(zhì)量，g3.2.2 水泥凈漿流動(dòng)度測(cè)定按照gbt8077-2000_混凝土外加劑均質(zhì)性試驗(yàn)方法 方法提要在水泥凈漿攪拌機(jī)中 加入一定量的水泥 外加劑和水進(jìn)行攪拌 將攪拌好的凈漿注入截錐圓模內(nèi) 提起截錐圓模 測(cè)定水泥凈漿在玻璃平面上自由流淌的最大直徑。 儀器：h) 水泥凈漿攪拌機(jī)；i) 截錐圓模：上口直徑：36mm，下口直徑60mm，高度60mm，內(nèi)壁光滑無(wú)接縫的不銹鋼制品；j) 玻璃板：400mm400mm5mm；k) 秒表；l) 鋼直尺：300mm；m) 刮刀；n) 電子天平：量程：1000g，精度：0.1g實(shí)驗(yàn)步驟：將玻璃板放置在水平位置，用濕布擦抹玻璃板，截錐圓模，攪拌器及攪拌鍋，

47、使其表面濕而不帶水漬，將截錐圓模放在玻璃板的中央 并用濕布覆蓋待用。稱取300g水泥，倒入攪拌鍋內(nèi)，加入推薦摻量的外加劑及87g或105g水，攪拌3min。將拌好的凈漿迅速注入截錐圓模內(nèi)，用刮刀刮平，將截錐圓模按垂直方向提起，同時(shí)開啟秒表計(jì)時(shí)，任水泥凈漿在玻璃板上流動(dòng)，至30s用直尺量取流淌部分相互垂直的兩個(gè)方向的最大直徑，取平均值作為水泥凈漿流動(dòng)度。結(jié)果表示表示凈漿流動(dòng)度時(shí)，需注明用水量，所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)號(hào)，名稱，型號(hào)及生產(chǎn)廠和外加劑摻量。3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析3.3.1 臺(tái)泥水泥（po42.5） 表3.3.1萘系減水劑（固體）水泥/g水/g固體/g流動(dòng)度/mm300.0105.01.51

48、72300.0105.01.7189300.0105.01.8211300.0105.02.0228300.0105.02.1248表3.1表明隨著萘系減水劑每增加0.2g，凈漿流動(dòng)度變化大約15mm以上，有顯著效果。臺(tái)泥是一種非常敏感的水泥，對(duì)絕大多數(shù)減水劑都有著良好的適應(yīng)性，所以凈漿流動(dòng)度變化很大。 表3.2氨基磺酸鹽減水劑(27%溶液)水泥/g水/g溶液/g固體/g流動(dòng)度/mm300.0105.02.40.648173300.0105.02.50.675195300.0105.02.60.702202300.0105.02.70.729228300.0105.02.80.756251表3

49、.2表明每變化0.03g的氨基磺酸系減水劑，凈漿流動(dòng)度變化20mm，說(shuō)明臺(tái)泥對(duì)氨基磺酸系減水劑適應(yīng)性非常好。 表3.3復(fù)配（萘系減水劑32%、氨基磺酸鹽減水劑27%減水劑總量1.2g）水泥/g水/g固體總量/g氨基/總量（%）流動(dòng)度/mm300.0105.01.210164300.0105.01.220179300.0105.01.230196300.0105.01.240232300.0105.01.250255由表3.3可以看出，隨著氨基磺酸系減水劑含量的增加，水泥凈漿流動(dòng)度顯著提高。臺(tái)泥對(duì)這兩種減水劑都有著良好的適應(yīng)性，所以協(xié)同作用明顯，效果好。由于兩種減水劑的固體總含量?jī)H為1.2g，遠(yuǎn)

50、低于單用萘系磺酸鹽減水劑的用量，可以說(shuō)復(fù)配效果非常理想。盡管氨基磺酸系減水劑的銷售價(jià)格比萘系減水劑高出不少，但氨基磺酸系減水劑的加入使總的減水劑用量顯著降低。從材料成本等方面綜合考慮，兩種減水劑的復(fù)合使用有明顯的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。3.3.2 石井水泥（po42.5） 表3.4 萘系（32%溶液）水泥/g溶液/g外加水/g固體/g流動(dòng)度/mm300.07.581.92.4170172174300.07.881.72.5190191192300.08.481.32.7215216217300.08.881.02.8231232233300.09.480.63.0250249247表3.4表明減水劑每增

51、加0.1g，凈漿流動(dòng)度增加15mm以上，對(duì)該水泥具有良好適應(yīng)性 表3.5氨基磺酸鹽減水劑（27%溶液）水泥/g溶液/g外加水/g固體/g流動(dòng)度/mm300.04.583.71.2181179178300.04.883.51.3207207208300.05.283.21.4211211211300.05.682.91.5218217216300.06.082.61.6234236238表3.5表明氨基磺酸鹽減水劑每增加0.1g，凈漿流動(dòng)度增加7mm左右，說(shuō)明對(duì)該水泥適應(yīng)性不好 表3.6復(fù)配（總量2.4g，萘系32% 氨基27%）水泥/g萘溶液/g氨基溶液/g外加水/g氨基百分比/%流動(dòng)度/mm

52、300.06.80.981.710184184183300.06.41.381.715193192192300.06.01.881.620185185186300.05.62.281.625188187187300.05.32.781.430191191191300.04.93.181.435189189188表3.6表明隨著氨基磺酸鹽減水劑的百分比增加，凈漿流動(dòng)度沒有明顯變化。原因就是該水泥對(duì)氨基磺酸鹽減水劑的適應(yīng)能力差，兩者不能更好的協(xié)同作用。3.3.3 華潤(rùn)水泥（po42.5） 表3.7萘系減水劑（32%）水泥/g溶液/g外加水/g固體/g流動(dòng)度/mm300.09.780.43.1181182183300.010