聚羧酸高性能减水剂的复配及应用.ppt

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1、内容概要1 聚羧酸高性能减水剂的发展现状及展望2 聚羧酸高性能减水剂的产品分类3 聚羧酸高性能减水剂的复配技术4 聚羧酸减水剂的应用及有关问题 1.聚羧酸减水剂的聚羧酸减水剂的发展现状与展望发展现状与展望1）由于聚羧酸的高性能，全球化学外加剂都在朝着该方向发展。国内聚羧酸的发展也在经历换代变革 推广阶段今后3年 加速应用阶段进而成为主导产品（我国使用率不足20%，而发达国家达70%以上）。2）工程领域得到普遍应用 聚羧酸减水剂在重点工程及普通民用工程都得到了大量的应用。3）聚羧酸系减水剂规模不断增大，市场不断成熟）聚羧酸系减水剂规模不断增大，市场不断成熟 生产企业快速增加，自主研发、产品创新不

2、断。应用技术发展较快，生产企业快速增加，自主研发、产品创新不断。应用技术发展较快，市场规模逐渐形成，产业链形成，进入市场成熟区。市场规模逐渐形成，产业链形成，进入市场成熟区。聚羧酸的多样化的结构特点和新型产品的出现，将是该产品不断聚羧酸的多样化的结构特点和新型产品的出现，将是该产品不断发展、最终全面更新换代的推动力。发展、最终全面更新换代的推动力。4）聚羧酸减水剂的高性能，多功能，节能性聚羧酸减水剂的高性能，多功能，节能性 可直接带来的贡献可直接带来的贡献百亿元百亿元/年（不计有害气体排放），低炭经济。年（不计有害气体排放），低炭经济。综上，综上，聚羧酸高性能减水剂蕴藏的发展潜力很大。聚羧酸高

3、性能减水剂蕴藏的发展潜力很大。聚羧酸的多样化、多品种、多功能（与萘系不同，各厂家产品基本是不同的）2 聚羧酸高性能减水剂的产品分类按功能划分按功能划分聚羧酸减水聚羧酸减水剂剂长侧链早强型聚羧酸减水剂长侧链早强型聚羧酸减水剂其他其他抗收缩、抗冻型聚羧酸减水剂等抗收缩、抗冻型聚羧酸减水剂等高保坍型聚羧酸减水剂高保坍型聚羧酸减水剂标准型聚羧酸减水剂标准型聚羧酸减水剂化学成分划化学成分划分分聚羧酸减水聚羧酸减水剂剂甲基丙烯酸单甲醚酯类聚羧酸减水剂甲基丙烯酸单甲醚酯类聚羧酸减水剂复合型聚羧酸减水剂复合型聚羧酸减水剂丁烯基醚聚羧酸减水剂丁烯基醚聚羧酸减水剂烯丙基醚聚羧酸减水剂烯丙基醚聚羧酸减水剂酯类聚羧酸

4、的分子结构酯类聚羧酸的分子结构高性能聚羧酸的单体分子结构高性能聚羧酸的单体分子结构型号产物类型合成特征单体种类反应条件A烯丙醇封端聚氧乙烯醚类自由基聚合引发法、氧化还原体系引发不同起始剂，获得可聚合活性聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸、分子调节剂、密度平衡单体等大单体来源于聚氧乙烯醚生产厂、引发共聚反应温度60度85度，氧化还原反应温度40度65度，反应时间46h3甲基2丁烯醇封端聚氧乙烯醚类B聚氧乙烯单甲基丙烯酸酯类甲基丙烯酸半酸酯化（低酸醇比）、甲基丙烯酸或丙烯酸与酯化物引发共聚合聚氧乙烯单甲醚、甲基丙烯酸、丙烯酸、链转移剂、引发剂等催化酯化、温度100125度，反应时间510h（反

5、应时间取决于酯化程度），氮气保护，引发共聚反应温度60度95度甲基丙烯酸高酸酯化（高酸醇比），共聚合时不另添加羧酸C酯醚结合型采用酯与醚不同类型单体共聚合成聚羧酸减水剂产品分类及合成聚羧酸减水剂产品分类及合成封端聚醚聚羧酸封端聚醚聚羧酸 A类：不同类型的封端聚氧乙烯醚产物关键因素是：封端方式不同活性聚醚种类不同（显著因素）及聚合工艺质量：产品性能、质量及适应性，具有较大潜力（好于酯类）酯类聚羧酸酯类聚羧酸 复合类复合类B类：活性大单体甲氧基聚氧乙烯（甲基）丙烯酸酯 关键因素：酯化程度、双键保护 一般采取措施（氮气置换和低真空脱水工艺）分离酯化水。应注意适宜的阻聚剂用量，合适的温度和酯化时间。第

6、二步的自由基聚合反应条件较宽松，一般控制好引发剂量和加料速度可保证分子链的引发、转移过程正常进行，使共聚物获得良好的性能。C类：醚类和酯类结合及复合类 关键因素：需控制反应物的分子量，适当提高引发剂用量。酯醚单体的配伍效应可使聚合物获得较好的性能。3 聚羧酸系减水剂的复配技术聚羧酸系减水剂的复配技术复配技术实践性强：复配技术实践性强：实践出真知，多做多交流。应深入了解产品特实践出真知，多做多交流。应深入了解产品特性。不过分相信产品说明书和检验报告。以混凝性。不过分相信产品说明书和检验报告。以混凝土试验为准，净浆试验仅供参考。土试验为准，净浆试验仅供参考。以满足现时工程混凝土施工要求为前提条件，

7、以满足现时工程混凝土施工要求为前提条件，项目招标试验结果并不能代表工程实施时的实际项目招标试验结果并不能代表工程实施时的实际情况。最好复配试验与原材料变化及配合比的优情况。最好复配试验与原材料变化及配合比的优化调整同时进行。化调整同时进行。熟悉减水率与掺量的关系，聚羧酸减水率高，减水率”范围18%35%（萘系一般在1523）。聚羧酸减水剂的掺量按固体含量算一般0.10.3%（20浓度产品一般掺量在1左右），掺量大小取决于混凝土原材料组分的质量、配合比、混凝土性能要求（标号）。合理利用聚羧酸减水剂高保坍特点：1h坍损小，但要了解聚羧酸的适应性。聚羧酸减水剂的含气量变化大；气泡结构不同，含气量28

8、，应通过筛选和消泡。混凝土拌合物对用水量较敏感 适宜的聚羧酸掺量，主要看混凝土的状态变化：对砂石含泥量、含粉比较敏感。对铁锈有一定反应性。对应缓凝效果、含气量、保坍、粘度（和易性）要求，以及混凝土中水泥、掺合料、砂石料的多样性及变化，需要外加剂进行适应，产品供应要根据工程实际进行复配。复配形式：（1）原液的复配：不同聚羧酸类型之间不同比例的复配；一般不可与萘系等传统减水剂复配（在混溶剂开发成功之前）（2）与辅助功能型组分的复配：即通常所述的小料复配。与萘系高效减水剂的复配基础是基本相同的，但复配技术有所区别。复配的成分：缓凝成分：葡萄糖酸钠，酒石酸钠、柠檬酸、白糖、六偏磷酸钠 消泡成分：主要看

9、互溶性及消泡的效果，0.0020.0008%,掺量按外加剂计算：每吨外加剂0。20.8kg。引气剂：主要十二烷基硫酸钠K12,十二烷基苯磺酸，皂代，松香类。掺量按胶材计算：0.0005%0.007%增稠剂：纤维素类。互溶性 与葡钠、糖钙、木钙、白糖、柠檬酸、K12等溶解性好，与磷酸钠、三萜皂苷互溶性差。聚羧酸原液的复配聚羧酸原液的复配 目前国内市场上聚羧酸系列产品主要有两种，一种为聚酯类（M），另一种为聚醚类（A）。两种聚羧酸减水剂的性价比如下表1：性能比较性能比较价格比价格比较较（元（元/吨）吨）掺量掺量（折（折固）固）初始流初始流动度动度1h2h聚酯类聚酯类0.2%300310305350

10、0聚醚类聚醚类0.2%2902702553100 从表1可知，从性能方面比较，聚酯类聚羧酸减水剂的初始流动度可达到300mm，随着时间增加，流动度不仅不下降而且还有增大趋势，而聚醚类聚羧酸减水剂初始流动度也可以达到290mm，但是随着时间增加，保持性能有所下降，所以聚醚类聚羧酸减水剂在性能上比聚酯类稍差一点；从价格上比较，依目前原材料价格计算，生产一吨聚酯类聚羧酸减水剂成本在3500元左右，而生产一吨聚醚类聚羧酸减水剂大概需要3100元，因此聚醚类聚羧酸减水剂在价格上比聚酯类聚羧酸减水剂占优势。复配试验减水剂种类掺量(折固）水泥净浆流动度价格统计（元）0min 30min60min120min

11、A:M=0.5:1 0.2%3003053103053340A:M=1:10.2%3003003003003300A:M=1.5:1 0.2%2953002952953260A:M=2:10.2%2952952902803233 两种聚羧酸减水剂各有优势，无法进行性价比比较，因此将聚酯类和聚醚类按照一定比例进行复配，并进行水泥净浆流动度试验和价格统计，结果如表2。从结果看，综合价格和性能，当A:M1.5:1时得到的聚羧酸减水剂性价比最高。复配的叠加效应 通过简单有效的聚羧酸产品间的复合以及与其他外加剂或组分复配来改善和提高质量、降低成本。各组分具有协同、叠加、配伍效应（112）1）不同类型的聚

12、羧酸的组合（需要试验确认其可混性）2）复配成分在允许的条件下可以多种缓凝剂并用（葡、柠、糖、磷、酒等）3）根据需要添加保水、早强、消泡、引气组分复配案例分析 常见适应性问题：减水率发挥、凝结时间、坍损、含气量、泌水 缓凝剂掺量与凝结时间 凝结时间对温度的敏感性强，需要根据天气和气候及时调整缓凝剂掺量。也参照工程拆模时间确定。缓凝剂掺量一般是胶材的0.010.08%。负温 10度 20度 30度 38度 00.015%0.010.02%0.020.03%0.030.05%0.050.08%缓凝剂本身具有减水率，缓凝剂与聚羧酸协调发挥作用，改善坍损、和易性，增加减水率。缓凝剂种类对凝结时间的影响：

13、缓凝剂种类对凝结时间的影响：蔗糖、柠檬酸影响最大、然后是葡钠。蔗糖、柠檬酸影响最大、然后是葡钠。蔗糖要慎用蔗糖要慎用：对早期强度影响大，对：对早期强度影响大，对水泥调凝材料水泥调凝材料有适应性，特别情况下有假凝现象有适应性，特别情况下有假凝现象。葡钠对强度影葡钠对强度影响最小，可增加后期强度。柠檬酸掺量小，可调节响最小，可增加后期强度。柠檬酸掺量小，可调节混凝土粘性。混凝土粘性。蔗糖与PC的复配 选择合适减水率、适宜的缓凝剂掺量、初期的适当泌水有利于保坍。复配配方介绍：一般按照胶材的计算成分比较科学，也可换算成每吨外加剂的比例。PC0.2%+0.03%葡钠0.005柠檬酸水 20原液500葡钠

14、15柠檬酸2.5水483，外加剂掺量2 PC0.25%+0.02%蔗糖0.005柠檬酸0.0005消泡剂 0.003K12 PC0.18%+0.03%葡钠0.005柠檬酸 0.005酒石酸 0.002K12 防冻剂：PC0.25%+0.01%葡钠0.003柠檬酸 亚钠0.5三乙醇胺0.035%+0.002K12 冻融F200:PC0.25%+0.01%葡钠0.003柠檬酸+消泡剂0.0005 0.007K12 注意亚硝酸盐与柠檬酸、亚硝酸钠与个别木钙有反应性活用EXCEL表格原材料倍PT引气消泡柠檬酸27酯醚37W总掺量（%）151.50.451501506781000单价（￥/t）51001

15、40003900071004500600001723.7724实产配料0.00190.02850.002850.000760.00950.2850.2851.28821.90 混凝土坍落度损失解决方案 选择合适的原液品种（酯类、烯丙基醚APEG、丁烯基醚类TPEG及其混合类）选择合适略多数量的缓凝剂（多品种、稍多数量）有时根据水泥解决欠硫化问题（加硫酸盐类原料）同时调整混凝土原材料及配合比（良好的砂石级配、略富余的砂率、需水量小的水泥及优质掺和料品种掺量、减少砂含泥量）混凝土节约成本的关键：在于良好的外加剂，良好的匹配，不在于节约外加剂成本。而主要在于混凝土原料的选择 在于混凝土配合比确定。一

16、个经济技术最佳的混凝土站，一定需要一个很好的技术工程师（有时可以使混凝土成本节约20元/m3）。一个经济技术最差的商混，就是乱进料、瞎省钱的结果。（2 2）与混凝土试验、施工的密切关系）与混凝土试验、施工的密切关系 混凝土优良性能取决于原材料、配合比。外加剂在其中起着举足轻重的作用。懂得混凝土对复配外加剂可以起到很好的作用；懂得外加剂的混凝土工程师更有利于混凝土的性能和成本的控制。加强适应性试验，防止因坍落度减小、增加以及泌水、离析、抓底、粘稠，而影响工程质量。但不可过分强调适应性，有时是聚羧酸质量太差，或者是混凝土原材质量太差。4 聚羧酸系减水剂的聚羧酸系减水剂的应用及有关问题应用及有关问题 聚羧酸减水剂不是灵丹妙药，不能寄希望解决混凝土的聚羧酸减水剂不是灵丹妙药，不能寄希望解决混凝土的所有问题。当出现难以解决的状况时，需要寻求客观的原所有问题。当出现难以解决的状况时，需要寻求客观的原因，包括查找其他材料、配合比及施工等方面的原因。因，包括查找其他材料、配合比及施工等方面的原因。不能将解决混凝土施工性和其它各种性能要求的问题过多不能将解决混凝土施工性和其它各种性能要求的问题过多地寄希