350 原材料質(zhì)量對萘系高效減水劑性能的影響是什么？

一、原材料性質(zhì)對萘系高效減水劑性能的影響

（一）工業(yè)萘對萘系高效減水劑性能的影響

工業(yè)萘是最主要的原料，它的純度影響著產(chǎn)品的各項性能，包括減水率的大小、流動度損失情況及與水泥的適應(yīng)性問題。相同的合成工藝，用不同純度的工業(yè)萘合成出的產(chǎn)品，性能差別主要通過水泥凈漿試驗做對比，由圖１和圖２可以清楚地看出萘的純度對水泥凈漿流動性的影響趨勢。如圖１所示，同摻量時摻Ａ1的水泥凈漿流動度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ａ3的水泥凈漿流動度，而且Ａ3的引氣量大，與水泥的適應(yīng)性不好。由此可見，隨著萘純度的增加，不僅同摻量下減水率顯著增大，且在低摻量時減水率增大，降低了減水劑飽和點的摻量。因此，合成萘系高效減水劑時，一般應(yīng)把工業(yè)萘的純度控制在96％以上。

由圖２可以看出，相同摻量下（0.75Ｃ％），低純度萘合成出的減水劑流動度損失顯著增大，94％的萘合成出的減水劑水泥凈漿0.5ｈ后流動度完全損失掉，隨著萘純度的增大，流動度隨著時間的損失也越來越小。

工業(yè)萘屬于焦油類原料，它以萘為主，還含有甲基萘、蒽油、菲等。純度較低的工業(yè)萘，其中的甲基萘、蒽油、菲的含量就相對較高。甲基萘經(jīng)過磺化、水解、縮合反應(yīng)也具有減水作用，但引氣量大，而且還會影響混凝土強度。而蒽油、菲雖具有芳香性，但比萘差。如蒽油、蒽環(huán)的電子云密度并不平均化，因此，蒽油很容易發(fā)生親電取代反應(yīng)。一元取代物有三種，在三個位置，γ位比α位和β位都活潑，所以，反應(yīng)通常發(fā)生在γ位。而γ位，帶有磺酸基降低蒽環(huán)的反應(yīng)活性，從而降低后期的縮合質(zhì)量，降低萘系的減水率。由圖１可以看出，相同的合成工藝，減水率卻相差很大。

（二）硫酸濃度對萘系高效減水劑性能的影響

硫酸的濃度是影響萘系高效減水劑是否具有減水率及減水率大小的最關(guān)鍵的因素，低濃度的硫酸合成出的產(chǎn)品幾乎沒有減水性能。圖３為三種不同濃度的硫酸在完全相同的合成工藝條件下合成出的萘系高效減水劑性能比較試驗。當(dāng)硫酸濃度為90％時，合成出的減水劑同摻量下其水泥凈漿流動度非常小，而當(dāng)硫酸濃度達到98％時，不僅高摻量下水泥凈漿流動性好，而且低摻量下水泥凈漿也具有相對較高的流動性。圖４為三種不同濃度的硫酸合成出的減水劑同摻量下（0.75Ｃ％）的水泥凈漿損失情況，由圖中曲線可知，硫酸濃度越高，減水劑的水泥凈漿經(jīng)時損失也相對較小。

產(chǎn)生上述結(jié)果的主要原因是所用的硫酸是起親電取代反應(yīng)的磺化劑作用。加熱時，濃硫酸與萘發(fā)生親電取代反應(yīng)，形成Lewis酸（SO_３）對芳環(huán)進行SE反應(yīng)，故認(rèn)為磺化試劑為SO_３，因此，形成親電試劑需要足夠濃度的硫酸。濃度小于95％時，不能形成足夠的親電試劑，磺化不充分，影響后期縮合反應(yīng)的進行，水泥凈漿流動度很小，減水率小。當(dāng)用小于95％的硫酸和96.7％的工業(yè)萘合成萘系高效減水劑時，不僅減水率小，而且有大量的氣泡，具有引氣作用。

（三）甲醛濃度對萘系高效減水劑性能的影響

在完全相同的合成工藝條件下，甲醛的濃度極大地影響著減水劑的質(zhì)量。圖５為三種不同濃度的甲醛合成出減水劑的性能試驗。用35％的甲醛和37％的甲醛合成的減水劑的性能變化不是太大，而30％的甲醛已經(jīng)嚴(yán)重影響減水劑的性能。

縮合前物料總酸度一般控制在28％～30％，較低酸度下物料很難縮合，最終縮合后產(chǎn)品性能也較差。低濃度的甲醛含水量高，大幅度降低了縮合前的物料總酸度，影響后期縮合質(zhì)量。同時，甲醛帶進的水也降低了物料的濃度，使物料黏度降低，影響縮合速度與產(chǎn)品的分子鏈排布。但是，如果采用低濃度甲醛而同時改變縮合工藝（包括加水量、加水時間間隔、縮合溫度等），濃度在３０％以上的甲醛對萘系減水劑的減水率影響并不大。而濃度在30％以下的甲醛因含水太多，即使改變縮合工藝也會較大幅度地影響萘系高效減水劑的減水率。

二、總結(jié)

原材料的質(zhì)量直接影響著萘系高效減水劑的各項性能，其中影響最大的就是工業(yè)萘和硫酸的質(zhì)量。因此，要得到高質(zhì)量的萘系高效減水劑，必須首先選擇優(yōu)質(zhì)原材料。

（１）萘的純度越高，減水率越高，水泥凈漿經(jīng)時損失越小。低純度的萘因含有甲基萘等雜質(zhì)而降低萘系的減水率，且具有引氣作用，因此，一般把萘的純度控制在96％以上較好。

（２）硫酸濃度越高，減水劑性能就越好。濃度為95％以下的硫酸不能對萘環(huán)進行充分的磺化，從而使得合成出的減水劑性能急劇降低。

（３）甲醛濃度的影響必須考慮縮合工藝，相同的縮合工藝應(yīng)選擇濃度差別不大的甲醛。甲醛濃度改變時，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整縮合時的用水量和縮合時間。