ASM密胺系高效减水剂的研制及应用

文章编号：１００９—９４４１（２００７）０３－０００８—０２　ＡＳＭ密胺系高效减水剂的研制及应用　口口陈　涛　．支霞辉。　（１．中铁二局成都工程测试技术有限公司，Ｉ￣ｔＪＩＩ成都环境工程学院，北京摘６３００３１；２．清华大学　１０００８４）　要：ＡＳＭ密胺系高效减水剂是以三聚氰胺、甲醛、氨基　磺酸为主要原料，在一定的反应条件下，经过一定的反应步　骤合成的改进型高性能减水剂，是一种氨基磺酸杂环缩合　物。研究及应用表明，与传统的密胺系高效减水剂相比，该　产品不仅各种性能更为优良，对水泥的适应性强，而且生产　原料充足、生产过程简单，可降低成本１Ｏ％～２５％，性价比　高１Ｏ％～２５％。　１　ＡＳＭ密胺系高效减水剂的合成工艺　ＡＳＭ密胺系高效减水剂的合成原理，是在碱性　介质中使甲醛与三聚氰胺形成碳正粒子，然后在酸　关键词：高效减水剂；密胺系减水剂；高性能混凝土　中图分类号：ｒＩ＇Ｕ　５２８．０４２．２　文献标识码：Ａ　性介质中缩合，连接成长链结构，同时提供氨基磺酸　使分子结构中含有一定数量的极性磺酸根，增多分　子中的极性基团，使合成产物对水泥颗粒的分散性　增强。由于参与反应的物质的化学性质比较活跃，　反应温度、反应速度以及反应物的比例对产物性能　的影响显著，所以，寻求合适的反应物比例、反应温　度和反应速度是关键环节。通过一系列的优化组合　试验，将成分比例确定为：三聚氰胺：甲醛：氨基磺　酸＝１：（３．５－４．０）：（２—２．５）；反应温度控制在第　１阶段７５—８０℃，第２阶段４５—６ｏ℃；反应时间控制　在１．５—３　ｈ，所得的产物性能优良，且生产成本最低。　而在生产过程中通过增设回流装置，实现了一釜串联　反应，简化了生产过程，并消除了“三废”的产生。　引言　高效减水剂是一类可显著减少新拌混凝土用水　量、提高混凝土性能、延长混凝土使用寿命，或在保　持混凝土性能和使用寿命基本不变的前提下，较大　幅度地减少水泥用量的化学添加剂。采用高效减水　剂既可以制备高性能混凝土，广泛应用于高层建筑、　大型堤坝、公路、桥梁、隧道、国防等建设工程中，在　经济建设和社会发展中发挥重大作用，又可以在保　证工程质量的前提下，较大幅度地减少水泥的用量，　从而减少水泥生产过程中的能耗、物耗和ＣＯ：等污　染物的排放量。　２　ＡＳＭ密胺系高效减水剂的研制　ＡＳＭ密胺系高效减水剂为无色溶液，主要以液　体形式供应，不会像脂肪族减水剂一样对混凝土的颜　色造成不良的影响。该产品含固量在５３％左右，有　由于传统的高效减水剂在性能方面存在着一些　缺憾，不能适应高强高性能混凝土的发展，同时萘系　高效减水剂的主要原料——萘资源相对枯竭，价格　不断上涨，且有致癌的危险；而传统的密胺系高效减　水剂则存在着成本高、保存时间不长等缺点。这就　迫切需要研制一种综合性能优良、原材料比较容易　较强的分散能力，掺量在０．５％一２％时的减水率　可达１５％一３５％，并且早期增强效果显著，对水泥　的适应性强，保水性好，能显著改善新拌混凝土的和　易性，同时是一种无氯、低碱、无氨的绿色环保产品。　按照ＧＢ　８０７６￣１９９７《混凝土外加剂》检测，　ＡＳＭ密胺系高效减水剂的各项性能指标均达到并　超过高效减水剂一等品指标。对比试验表明，当与　萘系或脂肪族高效减水剂掺量相同时，其性能指标　远远超过萘系高效减水剂，成本却较之降低１０％一　获得且成本相对低廉的高效减水剂。本研究通过分　析各种高效减水剂的作用机理及其优缺点，在参考　国内外高效减水剂技术的基础上，综合考虑性能和　成本以及生产的简便，选择了对密胺系减水剂进行　改良，以甲醛、三聚氰胺和氨基磺酸为重要反应物，　１５％，掺固量为０．５时相当于后者掺０．７５％时的　使用效果；与氨基系高效减水剂相比，其性能差别不　大，但价格较之低３０％一５０％，因而具有很强的市　场竞争力。对比试验结果见表１。　Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　合成出具有氨基、磺酸基和杂环的长链结构高缩合　物。经过优化合成和复配工艺，目前ＡＳＭ密胺系高　效减水剂系列产品已日臻成熟，并得以大量应用。　・８・　维普资讯 http://www.cqvip.com

表１　ＡＳＭ密胺系高效减水剂与其他高效减水剂的对比试验结果　外加剂类别　空白　ＡＳＭ密胺系　ＵＮＦ萘系　外加剂掺　坍落度　用水量　减水率　量／％　／ｕｔｎａ　／（ｋｓ／ｍ　）　／％　抗压强度／ＭＰａ　ｌ　ｄ　３　ｄ　７　ｄ　２８　ｄ　ｌ　ｄ　抗压强度比／％　３　ｄ　７　ｄ　２８　ｄ　Ｏ　Ｏ．５　Ｏ．７５　８０　８５　７５　２ｌ５　ｌ７７　１７５　Ｏ　１７．７　ｌ８．６　ｌ１．９　２４．４　２１．１　２１．８　４０．２　３６．８　２７．３　４６．８　４４．９　３５．１　５４．６　５１．３　ｌ００　２ｏ５　１７７　ｌ００　ｌ８４　１６９　ｌ０ｏ　ｌ７ｌ　ｌ６４　ｌ０ｏ　１５６　ｌ４６　ＡＳ氨基系　ＮＦ脂肪族系　０．５　０．７５　９０　８０　１６９　１７９　２１．４　ｌ６．７　２５．６　２０．７　４１．０　３５．５　４７．４　４１．４　５５．７　５Ｏ．４　２１５　１７４　１８８　１６３　１７４　１５２　１５９　１４４　３　ＡＳＭ密胺系高效减水剂的配伍性　该产品可单掺使用，更适合复配使用。一系列　的试验表明，ＡＳＭ密胺系高效减水剂可与其他系列　高效减水剂复合使用，而且性能更趋完善。按适当　的比例复合后，减水效果出现叠加效应，特别是对胶　结材料用量多的混凝土不再出现过粘、抓底现象，因　版社，２００１：６８—９８．　［４］王国建，魏敬亮．混凝土高效减水剂及其作用机理研究　进展［Ｊ］．建筑材料学报，２００４，７（２）：１８８—１９３．　［５］李崇智，李永德，冯乃谦．２１世纪高性能减水剂［Ｊ］．混　凝土，２００１，（５）：３—６．　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＡＳＭ　Ｍｅｌａｍｉｎｅ　Ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ　Ｃｈｅｎ　Ｔａｏ　，Ｚｈｉ　Ｘｉａ—ｈｕｉ　而适合配制高强高性能混凝土。　该产品如果添加木质素类或羟基羧酸类缓凝　剂，就可以复配出性能优良的泵送剂，用该种泵送剂　配制的商品混凝土的和易性好，保塑效果显著，泵送　性能大为改善。　（Ｉ．Ｃｎｅｎｇｄｕ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｔｅｃｈ—ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｔｈｅ　２ｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ，　Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ，６３００３１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈＨａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｒｔｙ，　４应用效果　经过半年多时间的推广，ＡＳＭ密胺系高效减水　Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００８４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｍｅｌａｍｉｎｅ．ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ　ａｎｄ　ａｍｉｎｏ　ａｃｉｄ　ａｓ　ｍａｉｎ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｕｎｄｅｒ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　剂系列产品已应用到预制构件厂、商品混凝土搅拌站　等单位。构件厂用户普遍反映混凝土的工作性能大　为改善，需蒸养构件的蒸养时间大大缩短；ｔｔ拌站用　户也反映该产品对水泥的适应性强，可有效地改善　混凝土由于骨料质量差而出现的和易性不佳问题，　并且可泵性大大提高，解决了１５０　ｍ高度泵送问题。　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｏｍｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｓｔｅｐｓ，ｔｈｅ　ｍｏｄｉｉｆｅｄ　ｈｉｇｈ——ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ＡＳＭ　ｍｅｌａｍｉｎｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ｉｎｔｏ　ａ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｓｕｌｆａｍｉｃ　ａｃｉｄ　ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ．Ｉｔｓ　ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｈａｔｔ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｈ　ｔｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｍｅｌａｍｉｎｅ　ｓｕｐｅｒｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒ，ｔｈｉｓ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｈａｓ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｂｅｔｔｅｒ　５结论　５．１　ＡＳＭ密胺系高效减水剂的生产工艺已经成熟，　生产过程中无“三废”产生，是一种绿色环保材料。　５．２　ＡＳＭ密胺系高效减水剂是一种性能更为优良　的高效减水剂，不仅减水率高、适应性强、应用范围　广，而且与市场上其他品种的高效减水剂相比，具有　显著的性能及价格优势，其应用前景广阔。　参考文献：　［１］冯乃谦．氨基磺酸系高效减水剂的研制及其混凝土的特　性［Ｊ］．混凝土与水泥制品，２０００，（２）：５２９．　［２］徐正林．高磺化度三聚氰胺系高效减水剂的合成及应用　［Ｊ］．新型建筑材料，２００２，（４）：１—２．　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｙ　ｔｔｏ　ｃｅｍｅｎｔ，　ａｎｄ　ｉｍ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔ　ｈａｓ　ｐｌｅｎｔｙ　ｏｆ　ｓｕｐｐｌｙ　ｏｆ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉｌｓ　ａａｎｄ　ｓｉｍｐｌｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ａｎｄ　ｂｙ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｉｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ　ｃａｌｌ　ｂｅ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｂｙ　１０％一２５％ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＣＯＳｔ　ｔｏ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃａｉ１　ｂｅ　ｒａｉｓｅｄ　ｔｈｅ　ｓａｎｌｅ　ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｈ—ｇ—ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｓｕｐｅｒｐｌｓｔａｉｃｉｚｅｒ；　ｍｅｌｍｉａｎｅ　ｓｕｐｅｒｐｌｓｔａｉｃｉｚｅｒ；ｈｉｈ—ｇ—ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　作者简介：陈涛（１９７４一），男，四川营山人，工程师，ｌ９９ｒ７年７月　毕业于北京大学化学与分子工程学院分析化学专业，现主要　从事建筑材料检测试验工作。　收稿日期：２００７—０２—２０　（编辑盛晋生）　・［３］熊大玉，王小虹．混凝土外加剂［Ｍ］．北京：化学工业出　９・