62  常用減水劑分別有哪些特點？

目前，使用較為廣泛的減水劑有：木質素系減水劑、萘系和三聚氰胺高效減水劑以及聚羧酸鹽系高效減水劑，各自的特點如下：

（１）木質素系減水劑

木質素系減水劑包括木質素磺酸鈣（木鈣）、木質素磺酸鈉（木鈉） 和木質素磺酸鎂（木鎂）三類。其適宜摻量為水泥質量的0.2％～0.3％。

將堿法制漿得到的造紙黑液（主要成分為木質素），通過濃縮至固含量２５％，置于反應釜中，加入磺酸基、胺基、羧基等陰離子表面活性基團，在高溫下經３ｈ反應生成木質素磺酸鈉。

20世紀40年代初，木質素衍生物已用作混凝土減水劑，早期利用造紙黑液中的木質素直接生產減水劑。60年代開始，使用經脫糖后的造紙黑液制取減水劑，這種方法生產的減水劑質量不穩定，性能較差，一般減水率僅為7％～9％，混凝土的抗壓強度提高少，近期主要通過化學改性、復配或兩種方法聯合的方式提高減水劑性能。

化學改性法：從造紙黑液中回收的木質素，通過引入或改變其活性基團，使其與單體接枝共聚等方法制成性能較好的減水劑。

復配法：通過機械混合方法，將不同的物質或外加劑均勻地混合為一整體，一般不經過化學反應或加熱處理，為充分利用減水劑自身突出的某一性能和克服單一應用時存在的某些性能的不足，將兩種或兩種以上的減水劑按一定比例復配在一起，達到彌補自身某些性能不足的缺陷，同時又使某一性能的協同作用得到加強。通過這種復配方法，可獲得高性能的減水劑，如聚羧酸鹽與改性木質素的復合物、萘磺酸甲醛縮合物與木質素磺酸鈣、三聚氰胺甲醛縮合物與木質素磺酸鈣。

聯合法：采用化學改性和復配相結合的方法，制取高性能減水劑。

目前，我國每年生產木質素磺酸鈉（鈣）約10萬ｔ的生產廠家有廣州造紙廠、山屯和石峴等紙漿廠。

（２）萘系高效減水劑

萘系減水劑（β-萘磺酸甲醛縮合物）、蒽系減水劑、甲基萘系減水劑、古馬隆系減水劑、煤焦油混合物系減水劑，因其生產原料均來自煤焦油中的不同成分，統稱為煤焦油系減水劑。此類高效減水劑皆為含單環、多環或雜環芳烴，并帶有極性磺酸基團的聚合物電解質，相對分子質量在1500～10000的范圍內，減水性能從萘系、古馬隆系、甲基萘系到煤焦油混合物系依次降低。

由于萘系減水劑生產工藝成熟，原料供應穩定，且產量大、應用廣，因而通常煤焦油系減水劑主要是指萘系減水劑。其適宜摻量為水泥質量的0.2％～1.0％。

萘系減水劑的合成是以萘為主要原料，加入帶有攪拌、油夾套加熱的不銹鋼反應釜中，加水，開動攪拌，當內溫大于100℃時加硫酸，于162℃磺化3ｈ生成β-萘磺酸，然后在120℃水解副產物α-萘磺酸。還原為萘和硫酸重復使用。溫度在90℃時加甲醛，繼續保持此溫度縮合反應50min，加入氫氧化鈉、碳酸鈉溶液，進行中和，使物料的ｐＨ值為7.5，經過濾，將濾渣棄去，母液進行噴霧干燥，得到萘磺酸甲醛縮合物產品。

萘系減水劑根據其中的硫酸鈉含量又可分為高濃型（硫酸鈉含量低于5％） 和普通型（硫酸鈉含量為15％～25％）兩類，對于含堿量相對較高的水泥，普通型萘系高效減水劑的使用效果優于高濃型萘系高效減水劑。

萘系減水劑的聚合度通常為10～12，而聚合度在15以上的萘磺酸甲醛縮合物則具有更為優良的分散、懸浮特性。

（３）三聚氰胺系高效減水劑

三聚氰胺系高效減水劑（俗稱密胺減水劑），化學名稱為磺化三聚氰胺甲醛樹脂。該類減水劑實際上是一種陰離子型高分子表面活性劑，具有無毒、高效的特點。其通常摻量為水泥質量的0.5％～2.0％。三聚氰胺磺酸鹽甲醛樹脂的合成是在帶有攪拌、蒸汽夾套的不銹鋼反應釜中，加入100kg水、40kg尿素，攪拌，加熱使溫度升到90℃時，加30kg甲醛和適量的三聚氰胺、亞硫酸氫鈉，用氫氧化鈉調至pH值為９，經反應50min，觀察反應液變混濁再轉為絲狀時用氯化銨溶液調節pH值至7.5，溫度降至40℃時出料，得到三聚氰胺磺酸鈉甲醛樹脂。

磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑對砂漿性能的影響與其相對分子質量及磺化程度有密切關系，而分子中的—SO₃Me基團是其具有表面活性及許多其他重要性能的最主要原因，因此提高樹脂磺化度可顯著增強其表面活性。以三聚氰胺系高效減水劑的傳統合成工藝為基礎，提高甲醛、磺化劑與三聚氰胺的比例（即提高單體的羥甲基化和磺化程度），進而克服磺化基團的空間位阻，使單體縮聚，可制備高磺化度三聚氰胺甲醛樹脂高效減水劑。與普通三聚氰胺系減水劑相比較，該減水劑具有更為優越的減水性能和早期增強效果。

由于三聚氰胺單體價格較高，目前主要有兩種途徑降低成本。一種是以廉價活性單體代替部分或大部分昂貴的三聚氰胺單體；另一種是將三聚氰胺系高效減水劑與適量廉價的外加劑，如糖蜜、糖鈣、葡萄糖酸鈉等復合使用。

（４）聚羧酸鹽系高效減水劑

自20世紀90年代以來，聚羧酸已發展成為一種高效減水劑的新品種。它具有強度高和耐熱性、耐久性、耐候性好等優異性能。其特點是在高溫下坍落度損失小，具有良好的流動性，在較低的溫度下不需大幅度增加減水劑的加入量。其通常摻量為水泥質量的0.5％～1.0％。