混凝土外加劑生產(chǎn)技術(shù)課件

第3章混凝土外加劑生產(chǎn)技術(shù)3、1概述在混凝土外加劑中，減水劑應(yīng)用面最廣、使用量最大、使用最早，最初為工業(yè)副產(chǎn)品。減水劑：是指在保持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。常用的有：木質(zhì)素系、萘系、三聚氰胺系、聚羧酸系等。3.1.1主導(dǎo)產(chǎn)品2減水劑的歷史1、第一代：普通減水劑20世紀(jì)30年代初，美英日等國家已經(jīng)在公路、隧道、地下工程中使用防凍劑、引氣劑、塑化劑和防水劑。1935年，美國MasterBuilder的E.W.Scxiptrt研究制造成功的以紙漿廢液中木質(zhì)磺酸鹽為主要成分的“普濁里”減水劑（Pozzolitn）。

1937年美國頒布了歷史上第一個減水劑的專利。主要使用木質(zhì)素磺酸鈉、硬脂酸皂等普通減水劑。33、第三代：氨基磺酸系、聚羧酸系高效減水劑80年代初，日本首先開發(fā)了聚羧酸系高效減水劑。1985年開始逐漸應(yīng)用于混凝土工程。90年代初，日本針對高強超高強混凝土的需求又進一步研發(fā)聚羧酸系高效減水劑。20世紀(jì)90年代初美國首選提出高性能混凝土（HPC）概念。我國本世紀(jì)出剛剛起步，《北京市混凝土外加劑行業(yè)2000～2002年三年發(fā)展規(guī)劃》中提出：外加劑要向液態(tài)、高效、低堿、聚羧酸系方向發(fā)展。目前，聚羧酸系高性能減水劑在技術(shù)性能指標(biāo)、性價比方面都達到了當(dāng)今國際先進水平。廣泛地應(yīng)用于高鐵、超高層的建筑中。53.1.2主要原材料生產(chǎn)混凝土外加劑所用的原材料種類很多，本節(jié)僅介紹主要原材料的性能。（1）萘（別名精萘、駢苯、煤焦腦）——相對分子質(zhì)量128.7。白色結(jié)晶，有極強樟腦氣味，相對密度1.0253（20/4℃），熔點80.55℃，沸點218℃。不溶于水，溶于乙醇，易溶于熱的乙醇、丙酮、苯、二硫化碳、四氯化碳和氯仿，易揮發(fā)，并易升華，能點燃，光弱煙多，能防蛀。生產(chǎn)萘系高效減水劑時，常用95％含量的工業(yè)萘作為原料。

（2）蒽（別名綠腦油）——分子式C14H6，相對分子質(zhì)量178.09。是一種有藍色熒光的黃色結(jié)晶體，具有半導(dǎo)體的性質(zhì)。溶于乙醇及乙醚，不溶于水。相對密度1.25，熔點217℃，沸點340℃，閃點121℃，可燃。是生產(chǎn)蒽系減水劑的原料。（4）苯酚（別名石炭酸）——分子式C6H5OH，相對分子質(zhì)量94.12。純粹的苯酚是白20色結(jié)晶體。露置于空氣中及光線的作用，即變成淡紅色甚至紅色。相對密度（d4）1.0576，熔點41℃，沸點181.75℃。苯酚能自空氣中吸收水分而液化，有強烈的特殊氣味，腐蝕性極強，具有刺激性和毒性。苯酚能溶于水，呈酸性反應(yīng)。能溶于乙醇、氯仿和二硫化碳，易溶于乙醚，與丙酮、苯和四氯化碳可以任何比例混合。是生產(chǎn)酚系減水劑和氨基磺酸鹽減水劑的原料，也可作為生產(chǎn)引氣劑的原料。（5）水楊酸（又稱為鄰羥基苯甲酸）——分子式HOC6H4COOH，相對分子質(zhì)量138.12。白色針狀結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，有辛辣味。相對密度（d4）1.443，熔點158161℃，沸點211℃2.67kPa，在76℃開始升華。溶于丙酮、松節(jié)油、乙醇、乙醚、苯和氯仿，微溶于水，其水溶液呈酸性反應(yīng)。在空氣中較穩(wěn)定，但遇光要逐漸變色。對水泥基體具有緩凝作用，也可作為合成三聚氰胺系高效減水劑時的原料之一。（6）丙烯酸——分子式CH2CHCOOH，相對分子質(zhì)量72.06。無色液體，有刺激辛辣臭味。相對密度1.052，熔點12.1℃，沸點140.9℃，閃點55℃。易聚合，可與水、乙醇和乙醚混溶。是生產(chǎn)多羧酸系高性能減水劑的原料。（8）環(huán)己酮——相對分子質(zhì)量98.14。為無色透明或微黃色透明油狀的液體，具有丙酮和薄荷氣味。相對密度420）（d0.9478，熔點-16.4℃，沸點155.65℃，折射率（20℃）1.4507，閃點63.9℃。能溶于水，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯和氯仿。有微毒，對皮膚、黏膜有刺激性，無腐蝕性。是生產(chǎn)脂肪族減水劑的原料。（9）對氨基苯磺酸——由苯胺磺化得到，是生產(chǎn)氨基磺酸鹽高效減水劑的主要原料之一。（10）氨基磺酸——分子式H2NSO3H，相對分子質(zhì)量97.09。白色結(jié)晶體，無臭。溶于水，微溶或不溶于有機溶劑。相對密度2.126，熔點205℃（分解）。氨基磺酸的水溶液的PH值比甲酸、磷酸、草酸的PH值低。除鈣、鋇、鉛以外的普通鹽都不溶于水。可作為磺化劑使用。（11）焦亞硫酸鈉（別名偏重亞硫酸鈉）——分子式Na2S2O5（12）無水亞硫酸鈉——分子式Na2SO3，相對分子質(zhì)量126.04。白色沙礫狀或粉末結(jié)晶（13）松香——主要組分為樹脂酸，有許多同分異構(gòu)體，分子式為C19H29COOH。淡黃至褐紅色透明、硬脆的固體，帶松節(jié)油氣味。（14）甲醛（別名蟻醛、福美林）——分子式HCHO，相對分子質(zhì)量30.03。為無色具有刺激性氣體（15）過氧化氫（別名雙氧水）——分子式H2O2，相對分子質(zhì)量34.01。無色透明液體。。。。。。。。。。。。物理復(fù)合同樣需要使用含有—COOH和—SO3H組分。通常—COOH來源于羧酸、羥基羧酸及其鹽，—SO3H主要來源于減水劑。

復(fù)合外加劑中還摻用低聚鹽、多元醇、引氣劑等。有時，這些補充性的物質(zhì)具有化學(xué)合成的新型減水劑無法比擬的性能。

在進行液體復(fù)合外加劑生產(chǎn)時，應(yīng)注意各組分之間的相容性，避免出現(xiàn)因組分之間相互作用而產(chǎn)生沉淀。冬季生產(chǎn)時，還應(yīng)防止低濃萘系減水劑液體中的硫酸鈉結(jié)晶，應(yīng)選用高濃萘系減水劑作為復(fù)配母液。適宜于粉狀外加劑物理復(fù)合的設(shè)備主要有錐形混合機和犁刀形混合機。在進行生產(chǎn)工藝設(shè)備選型時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，選用恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備?；炷帘盟蛣┲泻邢铝谐煞郑褐饕獪p水劑；輔助減水劑；保塑劑；保水劑；調(diào)凝劑。抗?jié)B防裂劑中的膨脹劑應(yīng)主要選用無水硫鋁酸鈣及其與硅鋁熟料等復(fù)合的低堿產(chǎn)品，所用的萘系高效堿水劑應(yīng)為高濃產(chǎn)品。3.2按使用要求設(shè)計混凝土外加劑的概念在原子—分子層次上研究外加劑結(jié)構(gòu)、功能的相關(guān)性后發(fā)現(xiàn)，S03H、COOH是高性能外加劑的主導(dǎo)官能團，具有主導(dǎo)作用，并以此作為分類標(biāo)準(zhǔn)，將高性能外加劑分成SO

3H、COOH和“SO

3H—COOH”三大系列。主導(dǎo)官能團理論的建立，有利于高性能外加劑分類系統(tǒng)化理論化，并指導(dǎo)合成設(shè)計和生產(chǎn)。磺酸系列(SO3H)純磺酸類

酮基磺酸類羥基磺酸類氨基磺酸類

3.2.3主導(dǎo)官能團組合主導(dǎo)官能團的組合主導(dǎo)官能團COOH、SO3H與非主導(dǎo)性官能團、極性基、原子團極性原子，主導(dǎo)與主導(dǎo)，主導(dǎo)與非主導(dǎo)官能團都可以組合在一起主導(dǎo)官能團與憎水基團之間的連接情況(1)磺酸根直接與憎水基團相聯(lián);

(2)磺酸根與憎水基團之間尚有其他鍵;

(3)憎水基團直接與磺化芳香