萘系、脂肪族和聚羧酸减水剂优缺点和区别

中国第一代减水剂
我所了解的混凝土减水剂行业
目前,混凝土减水剂作为现代混凝土的第五组分,在混凝土中的应用已经越来越广泛。

就混凝土减水剂而言，从木质素类（木钙、木钠）到氨基磺酸盐，到密胺，到萘系、脂肪族，再到现代的聚羧酸，已经五代了。

而目前使用比较广泛的，应该说大致有三种：萘系、脂肪族、聚羧酸。

下次开始，我将根据个人在混凝土减水剂行业学习的知识，对以上所说的三种高效减水剂进行简单的分析。

中国第一代减水剂是始于20世纪50年代的木质素类减水剂。

木质素类减水剂可分为木质素磺酸钙（木钙）、木质素磺酸胺（木胺）、木质素磺酸镁（木镁）等。

在建筑行业用得最多且最早的是木钙。

但由于木钙中不是高效减水剂，近年在使用中往往与高效减水剂复配。

由于木钙中的钙离子不易溶于水，在复配及使用过程中易产生沉淀，所以有局限性。

近十年，木钠减水剂开始进入建筑工程。

由于它有与高效减水剂配伍性好、不沉淀的特点，克服了木钙易产生沉淀的缺陷，逐渐被人们所接受。

自去年11月份开始，萘系及脂肪族类高效减水剂生产原料价格受供求关系的影响，一路走高，导致萘系及脂肪族高效减水剂生产厂家叫苦不迭，并一度影响生产的进展。

在成本的推动下，生产厂家纷纷提高销售价格，而使用厂家又不愿在短期内提高收货价格，从而也给生产厂家的销售带来了不小的困难。

值得注意的是，在生产原料价格高企的情况下，生产厂家要求的出货价格已经不低，甚至达到2500元/吨，这样的价格，从综合成本及聚羧酸的使用性能上考虑，已经为聚羧酸高性能减水剂的推广提供
了很好的条件。

2010.1月。

萘系高效减水剂与聚羧酸系减水剂的性能比较一、混凝土减水剂概述及作用机理减水剂是一种重要的混凝土外加剂，能够最大限度地降低混凝土水灰比，提高混凝土的强度和耐久性。

减水剂分为普通减水剂和高效减水剂，减水率大于5%小于10%的减水剂称为普通减水剂，如松香酸钠、木质素磺酸钠和硬脂酸皂等；减水率大于10%的减水剂称为高效减水剂，如三聚氰胺系、萘系、氨基磺酸系、改性木质素磺酸系和聚羧酸系等。

在众多高效减水剂中，具有梳形分子结构的聚羧酸系高效减水剂因其减水率高、坍落度保持性能良好、掺量低、不引起明显缓凝等优异性能，成为近年来国内外研究和开发的重点。

减水作用是表面活性剂对水泥水化过程所起的一种重要作用。

减水剂是在不影响混凝土工作性的条件下，能使单位用水量减少；或在不改变单位用水量的条件下，可改善混凝土的工作性；或同时具有以上两种效果，又不显著改变含气量的外加剂。

目前，所使用的混凝土减水剂都是表面活性剂，属于阴离子表面活性剂。

水泥与水搅拌后，产生水化反应，出现一些絮凝状结构，它包裹着很多拌和水，从而降低了新拌混凝土的和易性（又称工作性，主要是指新鲜混凝土在施工中，即在搅拌、运输、浇灌等过程中能保持均匀、密实而不发生分层离析现象的性能）。

施工中为了保持所需的和易性，就必须相应增加拌和水量，由于水量的增加会使水泥石结构中形成过多的孔隙，从而严重影响硬化混凝土的物理力学性能，若能将这些包裹的水分释放出来，混凝土的用水量就可大大减少。

在制备混凝土的过程中，掺入适量减水剂，就能很好地起到这样的作用。

For personal use only in study and research; not for commercial use混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水基团指向水溶液，构成单分子或多分子层吸附膜。

由于表面活性剂的定向吸附，使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥－水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内的水释放出来，达到减水的目的。

混凝土搅拌站有关减水剂的那些事混凝土搅拌站在制备混凝土的时候，离不开三种物质，骨料，粉料和液料。

骨料和粉料我们了解的很多了，今天主要看看液料。

其实液料就是水和添加剂，他们并不是可有可无的部分，从他们拥有独立称量单元就可以看出来，这是混凝土搅拌所需要的关键部分。

而减水剂在外加剂的使用中处于重要地位，那么减水剂主要有哪些呢都有什么特点，现在我们就一起来看看。

首先，我们先来认识一下常用到的混凝土减水剂：萘系高效减水剂，聚羧酸高效减水剂和脂肪族高效减水剂，那么这些减水剂的特点是什么，我们现在就来分布看看。

萘系高效减水剂：该种减水剂是化工合成的非引气型高效减水剂，对水泥粒子有很强的的分散作用，在配置流态混凝土，又早强，高强要求的现浇混凝土和预构建的时候，使用该减水剂拥有非常好的效果。

可以全面改善提高混凝土的各部分功能。

由该类型减水剂搅拌而成的混凝土广泛用于桥梁、大坝、港口码头、隧道、电力、水利及工民建工程、蒸养及自然养护予制构件等。

脂肪族高效减水剂：该类减水剂的特点是减水率高，减料1%~2%减水效率达到15%~25%，在同等强度条件下，脂肪族高效减水剂有效节约二至三成的水泥用量。

而且脂肪族高效减水剂的枣强和增强效果明显，三天可以达到设计强度的60%~70%，七天即可达到百分百强度，除此之外坍落损失小，无毒，不然不腐蚀钢筋等也是其特点，所以适用于防水混凝土，防冻混凝土和防止硫酸盐寝室的海工混凝土、聚羧酸高效减水剂：这是一种新型的减水剂，被称为“理想的”高性能混凝土外加剂，能与各种掺合料复配而成的多功能外加剂，如泵送剂，早强剂，抗渗水剂，混凝剂。

1%的聚羧酸高效减水剂的减水率为35%，早强度提高50%以上，特别适用于高掺量粉煤灰混凝土。

性能特点。

采用何种外加剂，要根据客户自身的工程需求来进行，我们一般说工程混凝土搅拌站具备更好的适应性，很大程度上是因为外加剂的选择更贴近工程，这也是为什么有大型工程仍然会投入资金建设大型搅拌站而不直接购买商砼，比如现在专门为高铁工程而设计的高铁搅拌站。

聚羧酸减水剂与萘系减水剂混合后对混凝土性能的影响聚羧酸系高性能减水剂与萘系高效减水剂是两种作用机理不同的混凝土减水剂，各有其特点。

聚羧酸系减水剂掺量低、减水率高、保坍性好、收缩率低、绿色环保等优点，但对混凝土其他原材料及环境具有较高的敏感性，而且价格较高；萘系减水剂适应性较好，价格较便宜，但减水率一般。

能不能在拌制混凝土时，将两种减水剂复合使用，进行优势互补呢？大量文献表明，聚羧酸减水剂与萘系减水剂是不能复合使用的，否则将对混凝土性能产生不良影响。

试验证明，聚羧酸系减水剂与萘系减水剂对胶凝材料粒子的吸附形态不同，故减水作用机理不同。

聚羧酸系减水剂为梳状高分子，减水机理为空间位阻作用。

其主链上所带的极性阴离子活性基团吸附在强极性的水泥颗粒表面上，具有亲水性的支链可以延伸进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层，当水泥颗粒靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生位阻作用，使得水泥颗粒之间分散。

萘系减水剂属于阴离子表面活性剂，减水机理为静电斥力作用。

减水剂中的磺酸根离子就会在水泥粒子的正电荷钙离子作用下而吸附于水泥粒子，形成扩散双电层的粒子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，把水泥水化过程中形成的空间网架结构中的束缚水释放出来，使混凝土分散性提高。

当将两者复合使用时，减水率下降，混凝土流动性减小，坍落度经时损失加大，甚至混凝土的初始工作性已经无法满足。

究其原因，还是两者的减水机理不同所致：复合使用时，羧酸根离子与磺酸根离子存在竞争吸附现象，先吸附于水泥颗粒表面的基团就会对水泥颗粒的分散性起到主导作用。

与羧酸系的羧酸根阴离子基团相比，萘系中的磺酸根离子吸附速度较快，从而阻止了聚羧酸分子对水泥颗粒的吸附，使聚羧酸系高性能减水剂的塑化效应无法充分发挥，因此两者复合使用时往往效果不好，反而造成不必要的浪费。

聚羧酸减水剂与萘系减水剂的对比测试1、和萘系相比，聚羧酸盐高效减水剂掺量少，减水效果好。

萘系高效减水剂用量为0.7~1.0%（折固），国外聚羧酸盐高效减水剂掺量为0.1~0.15% （折固），国内聚羧酸盐高效减水剂掺量为0.15~0.20%（折固）。

国外产品性能明显好于国内产品，但国内产品价格明显低于国外产品。

表1 水泥净浆流动度试验结果表2 不同高效减水剂混凝土试验结果2、和萘系减水剂一样，聚羧酸盐高效减水剂仍然存在对水泥的适应性问题。

使用不同品种水泥，在混凝土其它组分相同的情况下，聚羧酸盐高效减水剂的最佳掺量相差甚远，最大可相差20～40%。

由于聚羧酸盐高效减水剂价格较高，所以对水泥品种的优选应引起构件厂的高度重视。

国外产品对水泥的适应性更好些。

3、使用聚羧酸盐高效减水剂新拌混凝土工作性好，不粘底，更易于振捣密实；初凝时间较快更便于抹面成活；早期强度增长快，脱模强度高。

聚羧酸盐高效减水剂对原材料质量波动，尤其是砂子含水率的波动适应性好，可以获得更稳定的混凝土制品。

4、在构件外观和控制裂缝方面，通过选择收缩较小的聚羧酸型外加剂，可以抑制或延缓表面裂缝的产生。

由于混凝土粘聚性和保水性好，混凝土离析和泌水现象大大减少，构件外观质量大大提高。

5、从经济角度分析，通过选择适应性好的水泥，可以做到混凝土单方成本基本不增加，甚至略有降低。

如果考虑节约蒸汽养护费等因素，使用聚羧酸盐高效减水剂可以取得较好的经济效益。

一般情况下，使用聚羧酸盐高效减水剂单方混凝土可以节约水泥30kg左右，混凝土28天强度提高5~10mpa。

6、使用聚羧酸盐高效减水剂的缺点是：在小坍落度情况下混凝土粘聚性较大，振捣不好会造成构件侧面小气泡较多。

通过使用专用脱模剂、消泡剂和粘度改性剂基本可以解决此问题。

结果表明，聚羧酸型减水剂的减水率远高于萘系减水剂，用聚羧酸型减水剂配制的混凝土坍落度损失较小，而且对混凝土强度无不良影响。

在配制低水灰比混凝土时，加美乐素化工推荐您宜选用聚羧酸型减水剂。

浅析聚羧酸外加剂和萘系减水剂的优缺点前言两年多来我吴江市开源商品混凝土有限公司应用聚羧酸外加剂，配制C35-C50等各种混凝土，提供给大型厂房建筑工程及民用建筑工程，下面对聚羧酸外加剂在厂房、民用建筑地下车库基础底板、墙板、顶板等建筑工程中的运用。

一：原材料选用1）：外加剂：根据对外加剂性能要求和试验结果决定采用江苏苏博特新材料股份有限公司的PCA®-1羧酸酸高性能减水剂。

外加剂技术指标见表：性能指标项目含固量% PH值密度g/mL 减水率% 1h经时变化量mm要求指标20.2×（1±10%）8.5±1.5 1.05±0.02 ≥25 ≤602）：水泥（C）：水泥采用苏州东吴水泥有限公司P.O42.5R普通硅酸盐水泥，该水泥早期强度及后期强度较高。

水泥物理性能指标见表。

细度% 凝结时间min 安定性标准稠度用水量% 强度Mpa初凝终凝雷氏夹3d 28d0.95 145 3 55 1.5 27.4 26.0 50.33）：粉煤灰（F）：細度小于15%，需水量比不大于105%，烧失量小于2.5%，昆山电厂的Ⅱ级煤灰4）：矿粉（K）：选用江苏友邦新型建材有限公司的S95比表面积410kg/m2。

5）：碎石（G）：采用湖州的5-25mm连续级配，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，针片状颗粒含量≤15%，压碎值指标≤10%。

6）：砂（S）：采用江西赣江低碱活性细骨料，中粗砂，细度模数为2.4-2.8，级配区为Ⅱ，含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%。

在砂级配及细度模数不能满足情况时，配制过程中掺入一定量的细砂来填补整体孔隙率。

7）：水（W）：自来水。

二：混凝土配合比技术要点及试配a：能足够的保证胶凝材料，以确保混凝土大流动性和粘聚力。

b：掺加一定量的粉煤灰以改善混凝土的和易性，增加流动度。

c：在配合比设计中掺用PCA®-1聚羧酸高性能减水剂，降低混凝土单方用水量，降低水灰比，提高混凝土强度，改善混凝土和易性，提高混凝土流动度。

萘系高效减水剂与聚羧酸系减水剂的性能比较1、萘系减水剂拌合物坍落度损失较聚羧酸系减水剂快。

掺聚羧酸减水剂的混凝土和易性较好，在较高的掺量或较高用水量时也不会发生明显的离析、泌水，混凝土在模板中的沉降也较小，就稳定性指标来说，聚羧酸减水剂要明显好于萘系减水剂2、萘系减水剂的适应性较聚羧酸系减水剂强。

某一具体的聚羧酸系产品的“适应面”不及萘系产品。

萘系产品是由相同原材料在相同工艺条件下合成的结构性能相同的产品，聚羧酸减水剂是由不同种原材料在不同工艺条件下合成的具有相类似分子结构的一类产品。

萘系产品的不同主要体现在原材料的品质和工艺条件的稳定性上，而聚羧酸产品的不同基于化学分子结构的不同。

具体到应用上，萘系产品对不同情况的适应性更多表现在最佳掺量在一定范围内的波动或坍落度损失值的相对大小。

对于某一具体聚羧酸产品，情况截然不同：如果该产品能适应混凝土材料，混凝土状态会很好，坍损也小；若不能适应混凝土材料，则结果就不是程度的不同了，而可能是完全失效，这时必须换用另一种类型的产品才能解决。

事实上这样的情况经常发生，特别是用北方原材料，可能原因是水泥矿物、微量元素或助磨剂等。

也就是说从“适应面”上说，某一特定的聚羧酸产品的适应性不及萘系产品。

聚羧酸系减水剂的拌合物含气量通常较萘系的大，气泡孔径也较大；聚羧酸产品拌制的混凝土工作性较萘系产品拌制的工作性一般要优异。

3、减水剂的掺量与减水率特性关系有的类型高效减水剂具有明显的饱和点，即当掺量较小,低于饱和点时,减水率较小;而当掺量达到饱和点以后,减水率不再增大，且拌合物会出现泌水现象。

聚羧酸系减水剂正属于这一类型减水剂，而萘系减水剂饱和点不明显，减水率随掺量增加逐渐增大，没有明显的拐点，且流动性随时间减小明显( 用5min 和60min 时检测流下时间的差异表示) ,即工作度损失较大。

应用聚羧酸系减水剂时，需要注意避开敏感区，即接近饱和点的掺量，或者说是减水率最大的掺量。

萘系和聚羧酸外加剂在混凝土中的应用和比较摘要：萘系高效减水剂与聚羧酸高性能减水剂作为减水剂市场上的主要产品，在现代混凝土工程中应用十分广泛，本文简要介绍了这两种减水剂的性能特点，使用中的优缺点以及在工程应用的实例。

关键词：萘系；聚羧酸；外加剂；混凝土引言：随着中国经济建设的不断发展，基础工程建设规模不断扩大。

在水利水电、高速铁路，桥梁、港口、隧道、地铁、核电等工程中，混凝土的比例较大，添加外加剂直接影响外观质量，抗压强度，抗渗性和抗冻性和使用寿命。

以下系统描述了萘系超塑化剂和聚羧酸系高效减水剂的性能以及其在项目中的应用实例。

1 混凝土外加剂的品种混凝土减水剂品种：按GB8076-2008“混凝土外加剂”标准，混凝土减水剂分为普通减水剂，高效减水剂和高效减水剂。

普通减水剂是指减水率为8％-14％的减水剂，主要是指木质素磺酸盐类减水剂，它是减水剂的早期产品；高效减水剂是指减水率大于14％且小于25％的减水剂，包括萘系减水剂，肼基减水剂，清洗油基减水剂，脂肪族减水剂，三聚氰胺基减水剂，氨基磺酸盐减水剂，萘减水剂一直占据市场的80％左右。

在超高强度坩埚中，它们与其他外加剂混合使用。

高性能减水剂其减水率超过25％。

聚羧酸减水剂是目前减水剂产品中的高端产品。

2 萘系高效减水剂的特点2.1萘系高效减水剂的分类萘磺酸盐甲醛缩合物或简称萘缩水剂，可根据产品中Na2SO4的含量分为高浓度产品。

Na 2 SO 4含量小于3％，Natron产品Na 2 SO 4含量为3％至10％，低浓度产品Na 2 SO 4含量> 10％。

目前，大多数萘系超塑化剂能够控制Na2SO4的含量低于3％，一些先进的公司甚至可以控制它们低于0.4％。

这种高效减水剂的减水率很高（15％-25％），对混凝土凝结时间影响不大，进气量低（<2％），并且增加混凝土强度的效果是显而易见的。

2.2萘系高效减水剂的临界掺量萘减水剂的优点之一是掺入高量程减水剂的水泥浆。