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萘系高效減水劑簡介

  萘系高效減水劑(萘磺酸甲醛縮合物)及其他一些化學外加劑,在現代混凝土材料和技術中起著重要作用,它可使混凝土多種性能得到改善,并促進混凝土新技術的發展,與礦物外加劑(亦稱礦物外摻料)同時使用時,促進了工業副產品(如磨細礦渣和粉煤灰等)在膠凝材料系統中的利用,有助于節約資源和保護環境,在不斷探求更多的低成本、環境相容性材料和技術的趨勢下,可以預料萘系高效減水劑在未來的混凝土生產中起著重要的作用。

  萘系高效減水劑是一種新型的化學外加劑,其性能有別于普通減水劑。其特點是減水率高,減水率大于12%(減水率隨摻量增大會有所增加,甚至可達20%以上)。在正常摻量范圍內,對混凝土一般無嚴重的緩凝和引氣量過多的問題。由于其具有獨特的物化性能,目前已成為國內使用面最廣,使用量最大的高效減水劑。根據中國建材工業協會混凝土外加劑分會的統計,2003年我國各種高效減水劑總量93.66萬噸,其中萘系高效減水劑達77.44萬噸,占高效減水劑產量的83%。

  萘系高效減水劑一般是用工業萘(有時也用精萘)為原料生產的。生產工藝為:萘經過磺化、水解、縮合、中和、過濾、噴霧干燥而成為粉狀產品。萘系高效減水劑生產工藝成熟,產品性能穩定。該產品一方面可以直接用于混凝土,其減水劑混凝土性能已為廣大工程人員所掌握,超量摻入或摻入量不足對混凝土性能的影響也可預測;另一方面,萘系高效減水劑與其他外加劑的適應性好,可廣泛地用作復合外加劑的組成,如泵送劑、防水劑、引氣減水劑、防凍劑等,其組成中都可能含有萘系高效減水劑;最后,其性價比較高,能為工程界所接受,所以萘系高效減水劑成為我國高效減水劑的主流產品,成為使用量大面廣的品種。萘系高效減水劑雖然具有許多優點,但也存在一些不足之處,主要是對混凝土的保塑性能的效果較差,摻萘系高效減水劑混凝土坍落度的經時損失,甚至大于基準混凝土;減水率雖然較高,但對有更高減水率要求的混凝土來說,還是難以滿足其要求,且用于低水膠比的高強高性能混凝土時,混凝土的黏性較大,不利于施工。為了全面改善萘系高效減水劑的性能,需要采取以下方法:在萘系高效減水劑中加入輔助的外加劑(復配),以減輕其不足。另一方面,可以通過改變分子參數(分子量、分子量分布、磺化程度)或用部分其他相容性單體取代部分萘形成共聚物,優化萘系高效減水劑。到目前為止,萘系復合型產品已被廣泛應用,即在萘系高效減水劑中加入適當的緩凝劑,以減少混凝土坍落度損失;采用共聚的方法改善萘系高效減水劑性能,目前正處于研發階段。

  我國萘系高效減水劑年產量77.44萬噸,可以說是世界各國萘系高效減水劑之最,生產如此數量的高效減水劑約需31萬噸工業萘,值得注意的是:生產萘系高效減水劑的大部分化工原料是從工業副產品中提取的。萘是由炔焦油或石油蒸餾物制得的;硫酸是硫鐵礦煙氣燃燒或加工提取的。因此,萘系高效減水劑生產消耗原料大部分是工業副產品。這與目前節約資源,促進混合水泥的發展,減少環境影響的趨勢非常一致。但目前我國工業萘年產量不足30萬噸,僅外加劑行業來說,都難以滿足需要;而工業萘又是多種化學工業的原料,所以萘的供應相當緊缺,價格波動的幅度也相當大,2002年萘價從4000元/噸-5000元/噸漲至 12000元/噸-13000元/噸,原料價格的大幅漲落,對萘系高效減水劑的生產、供應形成較大沖擊。近幾年我國每年從國外進口工業萘10多萬噸,2004年-2005年又有一些新的焦油加工企業投產,萘的供應量可在原來基礎上年增10萬噸以上,但能否確保外加劑行業獲得價格合理、供應充分的萘原料,仍是外加劑企業值得關注的問題。鑒于這種情況,積極開發以非萘為原料的高效減水劑,也是混凝土外加劑行業的一項緊迫任務。經過2002年的萘供應緊張的局面后,以非萘為原料所研發的新型高效減水劑已取得可喜的進展。


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