硅学报,2009,缓释型萘系减水剂的合成
- 格式:pdf
- 大小:805.00 KB
- 文档页数:7
常用减水剂及缓凝剂的合成一萘系减水剂的合成(一)配方原材料配比见表1。
表1 原材料配比表名称工业萘浓硫酸甲醛液碱作用合成基体磺化剂缩合剂中和用量300 400 300 400顺序进反应釜磺化3h 滴定3h 直接加入(二)工艺流程将工业萘粉直接加入反应釜升温,待萘粉完全溶解后,加入浓硫酸搅拌令其均匀且开始磺化,磺化3h后滴加甲醛进行缩合,3.5h之后滴加完毕,保温反应1h,加入液碱中和反应剩余的硫酸,降温至40℃既得萘系高效减水剂。
二脂肪族减水剂的合成配方和工艺(一)配方原材料配比见表2。
表2 原材料配比表名称亚硫酸钠丙酮甲醛作用合成基体聚合缩合用量240 90 250工艺水420顺序进反应釜滴定3h (二)工艺流程先将420kg水加入反应釜,加入240kg对亚硫酸钠充分溶解,10min后,再加入90kg丙酮搅拌,并开始滴加250kg甲醛,3h~4h 滴完。
反应釜内的升温时开冷却水降温,使滴完后温度在85℃~90℃间,保温反应5h,即可检验下料,得到脂肪族减水剂,减水率达15%~28%。
(三)合成工艺的两种改进方法1.采用单段甲醛添加工艺(A+B)(1)亚硫酸钠和水在反应釜中完全溶解后,向反应釜中滴加投入丙酮,开冷凝水;(2)向反应釜中滴加甲醛,滴加时间约1h。
溶液变黄,至黑色。
温度骤升。
发生爆沸用水冷却;(3)滴加完毕,保温4h。
结束后得成品减水剂。
生产时应注意以下问题:(1)温度:在加入丙酮时如温度过高反应剧烈而无法控制,同时丙酮挥发浪费过多。
(2)滴加速度:甲醛滴加速度要严格控制,速度过快则整个缩合反应剧烈或无法反应。
(3)爆沸控制:反应中会发生爆沸现象,用冷水冲下。
2.采用三段甲醛添加工艺 (0.33A+B)(1)将三分之一甲醛和一半焦亚硫酸钠以及丙酮混合,不完全溶解制得A液;将三分之一甲醛和一半焦亚硫酸钠混合,不完全溶解制得B液;(2)将A、B液混合;(3)投入反应釜中,滴加三分之一甲醛,恒温56℃~66℃。
我国从20 世纪70 年代开始研制萘系高效减水剂,以精萘和工业萘为原料的产品有NNO 、SPA 、BW 、FE 、NF 、FDN 、UN F -2 、SN —Ⅱ等,以甲基萘和萘残油为原料的产品有MF 、建1 、DH 4 ,以蒽油为原料的产品有AF 、JW — 1 等。
这些产品的生产工艺,大同小异。
以工业萘为例,其工艺流程( 见图2) 如下:图 1 萘磺酸钠甲醛缩合物图 2 萘系减水剂制备工艺流程图1 .原料(1) 萘工业萘或精萘的分子式为 C 10 H 8 。
生产实践证明,用含萘量高的物料生产的产品引气性较小,性能较好,所以目前一些大的减水剂生产厂,大都使用工业萘或精萘,以利于产品质量稳定。
当从煤焦油中提取精萘或工业萘时,馏分温度为21 0 ℃。
萘为白色易挥发片状晶体,具有可燃性和强烈的焦油味,密度(d 乳) 1.145g /cm 3 ,熔点80. 2 ℃,沸点217.7 6 ℃,闪点17 6 ℉( 8 0 ℃) ,自燃点97 9 ℉( 526.11 ℃) ,溶于苯、无水乙醇和醚,不溶于水。
(2) 硫酸用作磺化的硫酸常用浓度为98 %的浓硫酸,磺化反应为亲电子反应,参加反应的不是阴离子SO 和HSO ,而是阳离子H 3 SO 广和中性分子SO 3 ,后者只有在浓度大于75 %的硫酸和发烟硫酸中才存在。
(3) 甲醛工业品甲醛工业品,其浓度为35 %~37 %,五色透明液体,有刺激气味,15 ℃时密度 1.10g /cm 3 ,分子式HCHO 。
(4) 烧碱工业品固碱、液碱均可。
使用固碱时应配制成30 %~40 %的水溶液。
2 .磺化反应磺化反应是浓硫酸作用于萘,磺酸根取代萘的氢原子,反应结果生成萘磺酸。
磺化反应控制的好坏,直接影响β- 萘磺酸的含量,对缩合后产品质量影响较大。
影响磺化反应的因素主要有磺化温度、磺化时间、硫酸浓度、硫酸加入量及杂质等。
(1) 萘与硫酸的用量比萘与硫酸的摩[ 尔] 比为 1 ;1.3 ~ 1.4 。
· 1103 ·第36卷第7期缓释型萘系减水剂的合成王素娟1,严云1,2,胡志华1,2(1. 西南科技大学材料科学与工程学院;2. 先进建筑材料四川省重点实验室,四川绵阳 621010)摘要:用尿素法制备了镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl–layered double hydroxide–like host materials,MgAl–LDHs),采用焙烧复原法将商品萘系减水剂插入MgAl–LDHs的层间,得到了一种缓释型萘系高效减水剂。
采用热重–同步差热分析、X射线衍射和红外光谱分别对MgAl–LDHs、焙烧后的镁铝层状双金属氧化物(magnesium aluminum layered double oxide,MgAl–LDO)和用萘系减水剂插层MgAl–LDHs的产物等的结构进行了表征,分析了不同焙烧温度对插层组装效果的影响,并测试了掺此种减水剂的水泥净浆流动度的经时变化。
结果表明:在500℃焙烧得到的MgAl–LDO,其层状结构可以恢复。
萘系减水剂插层后,MgAl–LDHs的X射线衍射特征峰向小角度移动,层间距由原来的0.76nm增大到1.03nm;红外光谱在1035.6cm–1和1123.1cm–1处出现了萘系减水剂中SO3–基团的吸收峰,且MgAl–LDHs中NO3–基团的吸收峰明显减弱。
与基准相比,此减水剂具有明显的减小水泥净浆流动度经时损失的效果。
关键词:层状双金属氢氧化物;萘系减水剂;插层;水泥净浆;流动度中图分类号:TU528 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2009)07–1103–07SYNTHESIS OF CONTROLLED RELEASE NAPHTHALENE-BASED SUPERPLASTICIZERW ANG Sujuan1,YAN Yun1,2,HU Zhihua1,2(1. Department of Material Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology; 2. Key Laboratory forAdvanced Building Materials of Sichuan Province, Mianyang 621010, Sichuan, China)Abstract: A novel controlled-release naphthalene-based superplasticizer with features of lower flowability loss of cement pastes was synthesized by intercalating naphthalene-based superplasticizer molecules into the galleries of layered double hydroxide–like host materials (MgAl–LDHs) by calcine-recovering method, which was prepared by co-precipitation techniques (urea method). The re-sulting materials were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy and thermogravim-etry–synchronization differential thermal analysis. The effect of calcining temperature on the intercalation efficiency of naphtha-lene-based superplasticizer molecules was investigated, and then the flowability of cement paste blended with superplasticizer varying with time was analyzed. The results indicate that the magnesium aluminum layered double oxide (MgAl–LDO) which was obtained by calcining MgAl–LDHs at 500 can be recovered. The primary℃XRD peak of MgAl–LDHs intercalated by naphthalene-based superplasticizer molecule shifts towards a low angle value and the interlayer spaces expand from 0.76 to 1.03nm, which can be at-tributed to the insertion of organic naphthalene-based superplasticizer molecules into the interlayer space of the host materials. The FTIR spectroscopy of controlled release naphthalene-based superplasticizer shows the new absorption peaks at 1035.6 and 1123.1 cm–1, in which indicates the presence of SO3– within the galleries of the host materials, and the absorption peak of nitrate anions weakened obviously. Compared to the control mix, the controlled release naphthalene-based superplasticizer molecules have a promi-nent effect on reducing the loss of flowability of cement pastes.Key words: layered double hydroxides; naphthalene-based superplasticizer; intercalation; cement paste; flowability随着混凝土的生产和应用技术迅速发展,混凝土的用量急剧增加,使用范围日益扩大。
萘系高效减水剂的缓释改性研究目前,国内高效减水剂的应用越来越普遍,而最常用的品种仍然是萘系减水剂。
这类减水剂具有成本低、减水率高的优点,但是坍落度损失问题比较严重,直接影响到减水剂的使用效果。
如何有效地控制坍落度损失,是进一步推广应用高效减水剂和开发混凝土新技术必须解决的一大问题。
坍落度损失的原因,首先在于水泥是一种具有水化活性的物质,减水剂的加人有可能加速水泥的初期水化进程;其次,水泥颗粒对减水剂的强烈吸附,会使液相中减水剂的有效浓度很快降低,资电位不断下降。
在减水剂中复合缓凝组分,是目前降低坍落度损失最常用的方法。
但复合缓凝组分会带来了新的问题,就是影响混凝土早期强度的发展。
一般说来,ld,3d强度均低于不掺缓凝组分的混凝土,7d以后强度才能逐渐赶上。
相比之下,采用具有缓释性能的减水剂,一次掺加,缓慢释放,使体系中减水剂的浓度得到保持或持续的增长,也可以达到降低坍落度损失的目的,不仅工艺简单,而且对混凝土的早期强度也不会产生不利影响。
萘系减水剂的主要成分就是萘磺酸盐甲醛酯化物,它就是一种极性分子,其中的磺酸基是弱的亲水基团,这就是其易溶于水且熔化速度很快的根本原因。
但是和亲水基就是减水剂的功能基团,靠增加和亲水基的数量去达至减少水溶性的目的就是欠妥的。
本文对磺酸基为展开了“封锁”处置,并使其以憎水基的面目发生,达至了减少熔化速度的目的。
1制备工艺及缓释机理1.1主要原料及规格(1)工业萘:含量不低于95%,北京焦化厂产。
(2)硫酸:分析氢铵,浓度98%,比重1.84。
北京化工厂产。
(3)甲醛:工业品,浓度37%,比重1.05。
河北正定化肥厂产。
(4)碱及其它助剂。
1.2合成装置及主要反应过程实验室制备就是一个装有温度计、冷凝管、搅拌器以及直观密封装置的1000ml四口烧瓶里展开的,冷却使用一种可以孔曜并且具备恒温功能的电热套。
经过磺化、水解、酯化等过程,获得多核体的萘磺酸一甲醛酯化物。
磺酸是一种有机强酸,不便于运输和存放,所以萘系减水剂都是以磺酸盐的形式供应的。
萘系高效减水剂制造工艺流程萘系高效减水剂是一种常用的混凝土添加剂,能够显著减少混凝土的水灰比,提高混凝土的流动性和可泵性,同时还能改善混凝土的强度、抗渗性和耐久性。
本文将详细介绍萘系高效减水剂的制造工艺流程,包括原料的准备、配方的确定、制造过程的控制和产品的包装与贮存等。
一、原料的准备1.萘:作为萘系高效减水剂的主要成分,需要选用纯度较高的萘,通常使用苯环净度大于99%的工业萘。
2.甲醛:作为萘系高效减水剂的辅助成分,用于合成甲基萘磺酸钠。
同样需要选用纯度较高的甲醛。
3.酸性溶液:用于调节反应液体的酸碱度,常用盐酸等酸性物质。
二、配方的确定根据产品的性能要求和市场需求,确定合理的配方。
通常,配方中主要包括萘、甲醛和酸性溶液的比例。
根据实际生产情况,可以通过实验方法确定合适的配方。
三、制造过程的控制1.合成反应:将萘、甲醛和酸性溶液按照一定的比例加入反应釜中,加热至一定温度进行合成反应。
反应过程中需要控制反应时间和温度,以确保反应的完全和产物的质量。
2.过滤和洗涤:将反应产物经过过滤和洗涤,去除杂质和未反应的物质,提高产品的纯度。
3.浓缩和干燥:将洗涤后的产物经过浓缩,去除多余的溶剂,然后进行干燥处理,获得无水甲基萘磺酸钠。
4.产品质检:对制得的无水甲基萘磺酸钠进行质检,测试其含量、外观和其他性能指标,确保产品符合标准要求。
四、产品的包装与贮存将制得的无水甲基萘磺酸钠按照规定的包装容器进行包装,通常使用塑料或金属容器,严密封口,防止湿气和杂质的侵入。
产品包装标注清晰,标注产品名称、规格、生产日期等信息。
贮存时需存放在干燥、通风、远离阳光的地方,防止产品吸湿和变质。
总结:萘系高效减水剂的制造工艺流程需经过原料准备、配方确定、制造过程控制和产品包装与贮存等环节,严格按照工艺流程进行操作,确保产品的质量和性能符合标准要求。
制造工艺的控制和产品的质检是保证产品质量的关键环节,需进行严密的监控和检测。
同时,在生产过程中要注意安全防护,采取相应措施,确保生产过程的安全和环保。
萘系高效减水剂生产工艺参数萘系高效减水剂是一种常用于建筑工程中的添加剂,具有良好的减水效果和稳定性,广泛应用于混凝土、水泥制品以及其他建筑材料的生产中。
生产萘系高效减水剂的工艺参数对于产品质量的控制和生产效率的提高至关重要。
下面将详细介绍萘系高效减水剂的生产工艺参数。
1.原料选择:生产萘系高效减水剂的原料主要包括萘、硫酸、甲醇等。
选择高纯度的原料是保证产品质量的关键。
萘的纯度要求在90%以上,硫酸纯度要求在98%以上,甲醇纯度要求在99%以上。
2.反应条件:生产萘系高效减水剂的反应主要是萘与硫酸反应形成萘磺酸。
反应温度通常在80-100℃之间,反应时间在1-2小时内。
在反应过程中,要注意加热控制和搅拌均匀,以保证反应的完全性和产物的均匀性。
3.萃取过程:反应结束后,将产生的萘磺酸与甲醇进行萃取分离。
首先将反应液中的无机盐通过离心或过滤的方式分离,然后加入适量的甲醇与萘磺酸进行萃取。
通常采用多级萃取,以提高产品的纯度和产量。
4.过滤和脱水:萃取得到的溶液需要经过过滤和脱水处理。
过滤可以去除溶液中的杂质和固体颗粒,保证产品的纯度和透明度。
脱水则是通过加热和真空等方式去除溶液中的水分,以提高产品的浓度和稠度。
5.干燥和粉碎:脱水后的产品需要进行干燥和粉碎处理,以得到所需的粒度和形状。
通常采用喷雾干燥或流化床干燥的方法,使产品在保持活性的同时达到一定的湿度和均匀度要求。
干燥后的产品可通过粉碎或研磨的方式得到所需的粒度。
6.包装和贮存:最后,将生产好的萘系高效减水剂产品进行包装和贮存。
通常采用塑料袋、桶或罐等密封包装,以避免产品受潮变质或受到污染。
贮存条件要求产品干燥、阴凉、通风,并避免与其他有机物质接触,以保持其稳定性和使用效果。
总之,萘系高效减水剂的生产工艺参数包括原料选择、反应条件、萃取过程、过滤和脱水、干燥和粉碎、包装和贮存等环节。
合理控制这些参数,可以获得质量稳定、性能优良的产品,提高生产效率和市场竞争力。
萘系高效减水剂生产工艺参数1.原料选用萘系减水剂的主要原料是萘和甲醛,其中萘是主要活性成分,而甲醛则作为合成萘系减水剂的溶剂。
萘的纯度要求较高,通常应达到99%以上。
甲醛的纯度也要求较高,一般应达到37%以上。
2.工艺流程(1)准备工作:将所需的原料准备好,包括萘和甲醛。
同时,清洗和消毒生产设备,确保无杂质和细菌污染。
(2)混合反应:将萘和甲醛按照一定比例加入反应釜中,开始混合反应。
反应过程中需要加入适量的酸催化剂,一般使用硫酸。
反应温度一般控制在50-60摄氏度之间,反应时间为1-2小时。
(3)中和处理:反应结束后,需要将产生的沉淀物进行中和处理。
可以使用氢氧化钠或氢氧化钾进行中和,使反应液的酸碱度达到中性。
(4)分离沉淀:待反应液中和后,沉淀物会随着重力自然沉淀,亦可通过离心等方法进行分离。
(5)过滤:将沉淀物通过滤器进行过滤,去除其中的杂质,得到纯净的萘系减水剂。
(6)浓缩:将过滤后的溶液进行浓缩,通常使用蒸发器进行浓缩。
浓缩后的溶液中萘系减水剂的含量更高。
(7)包装:将浓缩后的溶液装入密封容器中,产品即可包装出厂。
3.工艺参数(1)原料比例:萘和甲醛的比例一般为1:1.5,即1吨的萘需配合1.5吨的甲醛。
(2)反应温度和时间:反应温度一般控制在50-60摄氏度之间,反应时间为1-2小时,具体根据实际情况进行调整。
(3)酸催化剂的用量:酸催化剂的用量根据实际情况进行调整,一般为总原料质量的1%左右。
以上是萘系高效减水剂的生产工艺参数的介绍。
通过合理选择原料、控制工艺流程以及调整工艺参数,可以保证优质减水剂的生产。
同时,在生产过程中还应注意安全生产和环保要求,确保产品质量和生产环境的健康与安全。
萘系高效减水剂生产工艺参数一、合成用原材料:1、萘:分子式为C 10H 8 ,分子量128,萘为光亮的片状晶体,80℃时熔融,218℃时沸腾,不溶于水,易于升华,有特殊气味。
生产中要求用工业萘或精萘,参比重1.145。
2、硫酸:H 2SO 4 ,分子量为98,用于磺化的硫酸浓度应为98%的浓硫酸,比重为1.84。
3、甲醛:分子式HCHO ,分子量为30,生产用甲醛浓度为36.8%,无色透明液体,有刺激气味,15℃时比重为1.10。
4、烧碱:NaOH ,分子量为40,生产中使用固体、液体均可,使用固体碱时,应先配制成30~40%的水溶液,最好购买液体(30%或32%),可避免化碱工序,而且价格便宜。
二、合成工艺:1、工艺:萘 H 2SO 4 水 甲醛 NaOH2、磺化:磺化反应是浓硫酸作用于萘,其磺酸SO 3H 取代萘分子上的氢原子,反应结果生成萘磺酸。
干燥中和缩合水解磺化固体减水剂产品干燥磺化反应控制的好坏,直接影响β-萘磺酸的含量,对缩合后的产品质量影响较大。
影响磺化反应的因素主要有磺化温度、磺化时间、硫酸浓度和硫酸加入量等。
1)萘与硫酸用量比:萘与硫酸的克分子比为1:1.3~1.4,一般取1:1.4;2)磺化反应温度:160~165℃;3)磺化时间:在160~165℃维持约2小时。
时间短了,磺化不充分;磺化时间过长,影响产量。
3、水解反应:+ H 2SO 4160~SO 3H+ H 2OHO 3S —+H 2OSO 3H+H 2SO 4SO 3H由于在磺化反应过程中,不仅生成了β-萘磺酸,而且也生成一部分α-萘磺酸。
水解的目的是使α-萘磺酸分解,以利于以后的缩合反应。
水解时应将反应物降温至120℃以下,加入经计算的水。
1)水解的用水量:水解时加水量多时对水解反应有利,但加水量多会给缩合反应带来不利的影响。
故水解用水量一般为2~3至4~5克分子水/1克分子萘。
总之,在控制总酸度相同下,水解加水量少产品性能好些。
一种萘系高效减水剂的制备方法陈铁海,吴文明,马永腾(甘肃土木工程科学研究院有限公司,甘肃 兰州 730020) 【摘要】 本制备方法涉及混凝土外加剂领域的萘系高效减水剂生产过程。
在原来采用工业萘、浓硫酸、甲醛、液碱等原材料制备萘系高效减水剂的基础上,采用单因素法对磺化和中和过程进行了工艺改进试验,通过试验室小试和车间工业化生产最终确定了一种制备方法。
本制备方法有效解决了现有萘系高效减水剂生产制备过程中存在的耗时长、生产效率低、生产成本高的问题,在现实工业生产中具有积极的推广意义。
【关键词】 萘系高效减水剂;配方改进;性能测试 【中图分类号】 TU528 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671-3702(2020)06-0095-040 引言减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下,能减少混凝土拌合用水量的混凝土外加剂,俗称“水泥黄金”,在商品混凝土领域应用极为广泛。
减水剂大多属于阴离子表面活性剂,有木质素磺酸盐系列减水剂、萘磺酸盐甲醛聚合物系列减水剂、氨基磺酸盐缩合物系列减水剂、脂肪族系列减水剂、聚羧酸长链高性能系列减水剂等。
加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有强烈的分散作用,减少单位用水量,能极大的改善水泥和混凝土的工作性,提高混凝土的和易性;或在保证基本强度的情况下,减少单位水泥用量,节约了每方混凝土的单位水泥用量。
其中,市场上应用范围比较广泛的是萘系高效减水剂,萘系高效减水剂是经化工合成的非引气型高效减水剂,化学名称为萘磺酸盐甲醛缩合物,原料价廉易得、合成工艺简单成本较低[1]。
在萘系高效减水剂原材料中,工业萘的价格最高,是影响成品成本的最主要因素。
目前市场上常规萘系高效减水剂一般经过四个化学反应过程,分别是磺化反应、水解反应、缩合反应和中和反应[2],其中各个化学反应所需要的时间大致如下:磺化反应 2.5 h ,水解反应 0.5~1.0 h ,缩合反应 3.0 h ,中和反应 4.5 h 以上,整个工艺流程大概需要 11 h 左右。
· 1103 ·第36卷第7期缓释型萘系减水剂的合成王素娟1,严云1,2,胡志华1,2(1. 西南科技大学材料科学与工程学院;2. 先进建筑材料四川省重点实验室,四川绵阳 621010)摘要:用尿素法制备了镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl–layered double hydroxide–like host materials,MgAl–LDHs),采用焙烧复原法将商品萘系减水剂插入MgAl–LDHs的层间,得到了一种缓释型萘系高效减水剂。
采用热重–同步差热分析、X射线衍射和红外光谱分别对MgAl–LDHs、焙烧后的镁铝层状双金属氧化物(magnesium aluminum layered double oxide,MgAl–LDO)和用萘系减水剂插层MgAl–LDHs的产物等的结构进行了表征,分析了不同焙烧温度对插层组装效果的影响,并测试了掺此种减水剂的水泥净浆流动度的经时变化。
结果表明:在500℃焙烧得到的MgAl–LDO,其层状结构可以恢复。
萘系减水剂插层后,MgAl–LDHs的X射线衍射特征峰向小角度移动,层间距由原来的0.76nm增大到1.03nm;红外光谱在1035.6cm–1和1123.1cm–1处出现了萘系减水剂中SO3–基团的吸收峰,且MgAl–LDHs中NO3–基团的吸收峰明显减弱。
与基准相比,此减水剂具有明显的减小水泥净浆流动度经时损失的效果。
关键词:层状双金属氢氧化物;萘系减水剂;插层;水泥净浆;流动度中图分类号:TU528 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2009)07–1103–07SYNTHESIS OF CONTROLLED RELEASE NAPHTHALENE-BASED SUPERPLASTICIZERW ANG Sujuan1,YAN Yun1,2,HU Zhihua1,2(1. Department of Material Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology; 2. Key Laboratory forAdvanced Building Materials of Sichuan Province, Mianyang 621010, Sichuan, China)Abstract: A novel controlled-release naphthalene-based superplasticizer with features of lower flowability loss of cement pastes was synthesized by intercalating naphthalene-based superplasticizer molecules into the galleries of layered double hydroxide–like host materials (MgAl–LDHs) by calcine-recovering method, which was prepared by co-precipitation techniques (urea method). The re-sulting materials were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy and thermogravim-etry–synchronization differential thermal analysis. The effect of calcining temperature on the intercalation efficiency of naphtha-lene-based superplasticizer molecules was investigated, and then the flowability of cement paste blended with superplasticizer varying with time was analyzed. The results indicate that the magnesium aluminum layered double oxide (MgAl–LDO) which was obtained by calcining MgAl–LDHs at 500 can be recovered. The primary℃XRD peak of MgAl–LDHs intercalated by naphthalene-based superplasticizer molecule shifts towards a low angle value and the interlayer spaces expand from 0.76 to 1.03nm, which can be at-tributed to the insertion of organic naphthalene-based superplasticizer molecules into the interlayer space of the host materials. The FTIR spectroscopy of controlled release naphthalene-based superplasticizer shows the new absorption peaks at 1035.6 and 1123.1 cm–1, in which indicates the presence of SO3– within the galleries of the host materials, and the absorption peak of nitrate anions weakened obviously. Compared to the control mix, the controlled release naphthalene-based superplasticizer molecules have a promi-nent effect on reducing the loss of flowability of cement pastes.Key words: layered double hydroxides; naphthalene-based superplasticizer; intercalation; cement paste; flowability随着混凝土的生产和应用技术迅速发展,混凝土的用量急剧增加,使用范围日益扩大。
目前,混凝土已成为最主要的工程材料之一,现代混凝土减水剂技术的发展是现代混凝土技术发展的关键,混凝土减水剂技术的创新与发展一直是混凝土外加剂行业发展的重点与热点。
目前国内合成高效减水剂收稿日期:2008–08–25。
修改稿收到日期:2008–10–28。
基金项目:国家科技攻关计划(2006BAF02A24)资助项目。
第一作者:王素娟(1983—),女,硕士研究生。
通讯作者:严云(1961—),男,博士,教授。
Received date:2008–08–25. Approved date: 2008–10–28.First author: WANG Sujuan (1983–), female, graduate student for master degree.E-mail: wangsujuan0724@Correspondent author: YAN Yun (1961–), male, Ph. D., professor.E-mail: yanyun@第37卷第7期2009年7月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol. 37,No. 7J u l y,2009硅 酸 盐 学 报· 1104 ·2009年的年产量超过了20万t ,其中90%以上是萘系高效减水剂。
[1]萘系减水剂存在的主要问题是混凝土坍落度损失较大,混凝土运至施工现场后,流动性大幅度降低,从而影响施工。
针对萘系减水剂所存在的问题学术界进行了长期的研究并提出了一些解决办法。
控制坍落度损失最常用的方法是依靠掺加缓凝剂,但掺加缓凝剂会影响混凝土的早期强度的发展,这在很多场合是很不利的。
相比之下,缓释法是一种很有前途的方案,采用具有缓释性能的减水剂,一次掺加,缓慢释放,使体系中减水剂的浓度得到持续的增长,以达到降低坍落度损失的目的,且对混凝土的早期强度不会产生不利影响。
冯乃谦[2]利用沸石所具有发达的内表面、强的吸附能力的特性而研制的载体流化剂C.F.A.,就是以沸石为载体和复合高效减水剂和缓凝剂,再经过造粒、成球而得。
载体的作用在于:高效减水剂吸附在载体的内表面上,液体不能直接侵入。
只有在载体颗粒崩解或者液体通过毛细管渗透到载体颗粒内部时,高效减水剂才会不断溶出;另外,载体的强烈吸附作用,也抑制了高效减水剂的溶出时间,从而减小了减水剂的坍落度损失。
目前插层缓释法已成功地运用于医药、农药、化肥等领域,用于控制介质的释放速度。
层状双金属氢氧化物(layered double hydroxide ,LDHs)即阴离子黏土,其通式为:[M 2+1–x M 3+x · (OH)2]x +A n –x /n ·m H 2O(其中:M 2+和M 3+分别为二价和三价金属阳离子,如:Mg 2+,Al 3+;A n –为碱性溶液中可稳定存在的阴离子,如:CO 32–,SO 42–和NO 3–[3])。
由于其层板具有良好的可调变性,被认为制备多功能纳米复合材料有利的层状结构。
近年来,SBE7–b– CD 、[4] 2–甲–4–氯丙酸、[5] 诺氟沙星、[6] 卡托普利[7]等插入层间,可成功缓释。
此外,聚合物/LDH 无机纳米复合材料受到越来越广泛的关注,[8]一系列聚合物阴离子和可溶性聚合物,如:尼龙6、[8] 聚丙烯酸、[9] 聚氨基酸、[10] 聚乙烯基磺酸盐、[11] 聚环氧乙烷、[12] 聚苯胺、[13] 菠萝蛋白质[14]等等,已经通过各种方法被用于制备聚合物/LDH 纳米复合材料。
然而,插层一些高分子量的聚合物通常比较困难,因为其缓慢扩散过程在动力学上受到限制,因此,LDHs 的焙烧产物层状双金属氧化物(layered double oxide ,LDO)由于其较LDHs 更大的比表面积和更少的扩散阻力而越来越受到研究者的关注。