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減水劑的發展方向 未來趨勢

發布時間:2022-07-15人氣:327

     減水劑在混凝土業中被廣泛接受,并受到國內外混凝土外加劑研究者及使用者的日益關注。究其原因,與傳統的減水劑萘磺酸和磺化三聚氰胺縮合物相比,他們能在低摻量下賦予混凝土高分散性、流動性及高分散體系穩定性防止坍落度損失。目前,日本常用高效引氣減水劑的主要成分正從萘磺酸鹽加反應性高分子向系過渡,歐美各國亦緊追其后,小編帶大家一起了解一下系減水劑在各行各業的應用情況吧。

  為進一步改善減水劑的性能,降低使用成本,最好將高性能減水劑與其它外加劑復配使用,目前的問題是多數外加劑與減水劑不能相容,表現為產品不能互溶或互溶后無疊加效應,有時會使高性能減水劑的流動性或保坍性降低,還有的會增大混凝土的泌水離析。

  1. 用作水泥助磨劑

  在水泥生產過程中,熟料粉磨時普遍使用助磨劑,以降低為得到一定細度顆粒所需要的能耗。常用的助磨劑包括鏈烷醇胺(即三乙醇胺,或三異丙醇胺)和聚乙二醇(PEGs),由于后者是減水劑的側鏈。在粉磨過程中加入液體系減水劑,在提高磨機產能的同時,也可以降低用這種方法生產水泥的需水量。有一些水泥生產企業已經用此工藝進行了試驗。經過3年的試驗,得到了不同的試驗結果,在有些情況下,使用系減水劑可以達到相當高的產量,而在有些工廠的增產效果不明顯或完全沒有效果。造成這些差別的原因仍不清楚需要進行研究。目前公開是試驗室和水泥廠利用濃度為40%液體外加劑的資料。當PCE與常用醇胺助磨劑相混合使用時,可得到的PCE的效果。一般作為助磨劑加入250克~500克系減水劑/噸熟料即可,沒有觀察到減水劑的塑化效果;當在相當高的摻量(≥1千克/噸熟料)下時,就會發現可以明顯降低水泥的用水量,因此獲得較高的強度。這種方法對混合水泥特別有利。

  如果利用減水劑作為水泥助磨劑能夠成功,會給系減水劑提供新的大量需求。這一方面需要通過研究和試驗完全弄清楚在粉磨過程中發生的表面化學現象,另一方面未來降低能耗成本的要求也將對這種應用起到關鍵作用。

  2. 用于石膏板生產減水劑

  減水劑還可大量用于生產石膏墻板。在這里,系減水劑可以進一步降低石膏漿體的需水量,可降低石膏板干燥所需能耗,從而降低成本。因此,使用系減水劑產品主要推動力是降低能耗成本,其次是增加強度。對于這方面的應用,國外已設計了特定的用于石膏板的系減水劑產品。

  3. 用于噴射商品混凝土

  減水劑另一個重要和較新的應用是用于隧道工程的噴射商品混凝土,其中利用減水劑可將水灰比降至更低值,這種效果對于噴射商品混凝土是非常必要的。因為普通噴射商品混凝土由于速凝劑誘導的水泥水化物自身結晶,后期強度比小于100%,顯示較差的強度增長。使用了系減水劑的噴射商品混凝土可以協助有效實現預定的后期強度。

  4. 粉狀產品用于干粉砂漿

  目前我國減水劑的產量雖然很大,但粉狀產品的產量很少,僅僅個別企業生產,限制了系減水劑產品在干粉砂漿等要求粉狀產品的行業中的應用。

  生產粉狀系減水劑產品應該注意到兩個問題。首先是干燥過程中的安全問題。通常為了減少能耗,粉狀產品是由含固量盡可能高的母液噴霧干燥生產的。應該注意到:系減水劑粉狀產品(液體產品是不易燃,還有阻燃作用)是易燃有機物,在較低的溫度下會發生自燃。因此生產粉劑產品時可能發生爆炸和著火。現在已經認識到可以通過加入一些能大幅度地降低自燃點的物質來有效保障粉狀系減水劑產品的安全生產。

  另一個需要注意的問題是,粉狀產品由油狀或似蠟狀EO側鏈產生粘著性。由于提高側鏈的長度、側鏈的密度和在減水劑母液中含有PEG/MPEG混合物,增加了產品密實成團的趨勢。為了避免這種現象,在噴霧干燥過程中可以加入比表面積非常大的無機載體材料,這個措施有助于形成非密實的粉狀產品。這種松散的粉狀產品的自流性能有利于粉狀減水劑產品的生產。

  行業情況總結

  1. 外加劑行業在蓬勃發展,逐步形成了一個品種齊全、規模漸大、產銷持續增長、產品性能不斷提高的局面。2013年商品混凝土外加劑總產量達1225.25萬噸,折合外加劑銷售產值達到496.61億元。

  2. 減水劑大幅度增長,萘系高效減水劑、脂肪族高效減水劑產量也有所增加。2013年產量分別為497.81萬噸、357.59萬噸和68.17萬噸。

  3. 系減水劑占全部合成減水劑總量的比例由2007年的14.6%持續提高到2013年的52.2%。其增長受到產品性能、性價比和原材料等因素的影響,近期我國聚醚原料供應充足。

  4. 減水劑今后一段的研發可以向水泥助磨劑、石膏板減水劑、噴射商品混凝土和粉狀產品等幾個方向發展。

  5. 外加劑行業仍然處在不穩定的動態發展階段,地區分布不平衡的問題有所改觀,西部地區和海外施工是商品混凝土外加劑行業新的銷售市場。

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