在混凝土坍落度基本相同的条件下,能减少拌合用水量的外加剂,称为普通减水剂;能大幅度减少拌合用水量的外加剂,称为高效减水剂。
减水剂均为表面活性剂,其分子由亲水基团和憎水基团两部分构成,当加入水泥浆体中后,憎水基团定向吸附在水泥颗粒表面,亲水基团则指向水溶液。这种定向吸附的膜层,因带有的同性电荷产生相斥力,使水泥颗粒分散,把原来呈絮凝结构内所包裹的游离水释放出来,从而达到减水效果。同时,这种定向吸附膜层,也会使水泥颗粒间的滑动能力增强,以及由于表面活性剂能降低水的表面张力,也降低水与水泥颗粒间的界面张力,导致水泥颗粒易于湿润和水化。这些都是产生减水效果的重要原因。
利用减水剂的减水效果,可以保持混凝土的配合比不变,得到高流态的拌合物;也可以减少拌合水,保持原有的稠度,来显著提高硬化混凝土的强度;或者保持原有强度和稠度,以节省水泥。
常用国产减水剂有下列几类:
1.木质素磺酸盐类普通减水剂
木质素磺酸盐类减水剂,是利用生产纸浆或纤维浆的废液,经妥善处理加工而成的。该类减水剂的主要成分是各类木质素衍生物,有木质素磺酸钙(木钙)、木质素磺酸钠(木钠)、木质素磺酸镁(木镁)等,还有碱木素。其中生产与应用较多的为木质素磺酸钙减水剂,亦称M型减水剂。
M型减水剂的适宜掺量,为水泥质量的0.25%左右,减水率可达5%~10%。利用其减水效果,28d抗压强度可提高10%~20%;或可加大坍落度80mm左右;或可节省水泥10%左右。但应引起注意的是,M型减水剂具有引气作用和缓凝效果,尤其在掺量过大时更为显著,这会使混凝土的凝结时间延长和降低后期强度。当然,应利用正常情况下的引气和缓凝,为条件适宜的混凝土工程所用。
2.萘系高效减水剂
萘系高效减水剂,是指以萘和萘的同系磺化物与甲醛缩合的盐类为主要成分的产品。该类减水剂的主要原料,有的是工业萘,如NF、UNF、FDN和NNO等;有的是蒽或蒽油,如AF、FA等;还有的是煤焦油的某种馏分,如MF、建工型、JN等。现选其中典型的品种简介如下:
NNO减水剂,其主要成分为亚甲基二萘磺酸钠,是以精萘作主要原料,经硫酸磺化,与甲醛缩聚,再经中和过滤而成。NNO减水剂分散性能好,减水效果大,而且引气性很小,是一种高效减水剂。NNO减水剂的适宜掺量,一般为水泥质量的0.5%~1.0%,减水率可达14%~18%,3d抗压强度可提高60%左右,28d抗压强度约提高30%。
MF减水剂,是以提炼煤焦油的副产品——α甲基萘为主要原料,经硫酸磺化,水解与甲醛缩合、中和而成的,是一种引气型高效减水剂。MF减水剂的适宜掺量,为水泥质量的0.3%~0.7%,减水率可达15%~18%。掺用MF减水剂的引气量可达6%~8%,能提高混凝土的抗渗性和抗冻性,以及改善拌合物的和易性。但应采取有效措施,防止引气量对强度的削弱。(https://www.xing528.com)
3.氨基磺酸盐高效减水剂
氨基磺酸盐高效减水剂,是在碱催化剂作用下,使对氨基苯磺酸与苯酚共聚合而成的一种高效减水剂。该减水剂的分子结构,主要由氨基、苯环、—CO和—SO-4等基团组成,亦可归为多环芳香族磺酸盐类减水剂。
氨基磺酸盐高效减水剂是已在推广应用的新一代产品,与已有的高效减水剂相比,对水泥的适应性更好、分散性更强,尤其是具有较高的坍落度保持性。氨基磺酸盐高效减水剂的减水率可达25%以上,28d抗压强度可提高30%左右,长期强度发展稳定,在停放120min内的坍落度损失值小于20mm,很适合高流态高强混凝土的配制,可满足远距离运输和较长时间内保持施工性。
4.水溶性树脂磺酸盐类高效减水剂
此类减水剂是以水溶性树脂为基料,经磺化、缩合等反应,得到以树脂磺酸盐为主要成分的减水剂。目前,国产水溶性树脂磺酸盐类高效减水剂,主要有SM和CRS两大品牌。
磺化三聚氰胺树脂减水剂,品牌代号为SM,是将三聚氰胺与甲醛反应,生成三羟甲基三聚氰胺,再经硫酸氢钠磺化,最后经缩合而成的缩合物,制得以三聚氰胺树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。SM减水剂为早强、非引气型高效减水剂,其适宜掺量为水泥质量的0.5%~2.0%,减水率可达15%~27%,抗压强度1d可提高一倍,28d可提高30%左右。
磺化古玛隆树脂减水剂,品牌代号为CRS,是由古玛隆树脂经磺化、缩合,得到以古玛隆—氧茚树脂磺酸钠为主要成分的减水剂。CRS减水剂的效能,与上述SM减水剂相当。
5.兼有其他功能的减水剂
为满足不同工程对多功能外加剂的需求,将普通或高效减水剂引入必要的组分,可制成兼有其他功能的产品。此类减水剂发展很快,已经形成国家标准的有:早强减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、引气减水剂四种。
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