氨基磺酸系高效減水劑AH的研制及減水機理

從分子結構設計的角度出發(fā)，選用對氨基苯磺酸、苯酚和甲醛為主要原材料，合成氨基磺酸系新型高效減水劑(簡稱AH)。對原料的投料比、投料順序、反應時間、反應體系pH值和反應溫度等工藝參數(shù)的影響進行了詳細的研究，發(fā)現(xiàn)在摩爾比為n(對氨基苯磺酸)：n(苯酚)=1：2，n(對氨基苯磺酸+苯酚)：n(甲醛)=1：1.15～1.3；反應pH值7～10；反應溫度75℃～95℃；反應物濃度為35%；反應時間5小時左右；投料時采用先加對氨基苯磺酸和苯酚，再滴加甲醛的方式，此時合成產(chǎn)物的分子結構適當，分散性能最佳；通過加入尿素，控制摩爾比n(對氨基苯磺酸)：n(尿素)=1：1，反應時間7小時，合成的產(chǎn)品提高了水泥凈漿分散性，同時也降低了AH的生產(chǎn)成本。氨基磺酸系高效減水劑AH的表面物化性能研究結果表明，AH降低表面張力較小，起泡性能低，泡沫穩(wěn)定時間很短，屬于一種非引氣性的高效減水劑。

對AH合成反應時間研究表明，摻入尿素的四種單體合成的產(chǎn)品相對三種單體合成的產(chǎn)品，水泥凈漿流動度對時間變化不敏感，合成工藝具有寬泛的適應性。 AH在水泥顆粒表面形成的吸附、潤滑、立體空間位阻和部分的靜電斥力使得AH具有良好的減水分散作用。表現(xiàn)為AH與目前廣泛使用的萘系高效減水劑FDN相比，摻入AH的水泥凈漿和水泥砂漿的流動性更好，減水作用更顯著，且具有高度抑制水泥凈漿流動度經(jīng)時損失的作用。摻0.45%AH的水泥凈漿經(jīng)過 90min的流動度損失僅為14.7%，而摻FDN的流動度損失竟達100%。

研究還發(fā)現(xiàn)AH具有一定的緩凝作用，但不影響砂漿(混凝土)早期強度的增長，AH良好的分散和高減水作用，有利于水泥顆粒的充分水化，生成更多的水化產(chǎn)物來填充水泥顆粒之間的空隙，大量水化產(chǎn)物的接近、黏結，形成的網(wǎng)狀結構更加密實，使得水泥砂漿強度得以很大程度地提高，摻AH的水泥砂漿3天強度雖然增長不多，但7天和28天的強度增長明顯。因此AH是配制高強、超高強和高性能混凝土的理想減水劑。 AH與水泥相容性研究表明，AH與硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥有良好的相容性。另外，AH與萘系高效減水劑FDN復配表現(xiàn)出很好的協(xié)同效應，水泥凈漿的初始流動度高，水泥凈漿的經(jīng)時流動度損失小，并且有效地解決了單摻AH引起水泥凈漿泌水問題。