多环芳烃型高效减水剂

     萘系、蒽系(聚次甲基蒽磺酸盐)、甲基萘系(聚次甲基甲基萘磺酸盐)、古马隆系(聚氧茚树脂磺酸盐)等都属于这一类，其结构特点是憎水性的主链为亚甲基连接的双环或多环的芳烃，亲水性的官能团则是连在芳环上的-SO₃M等。ß－萘磺酸盐甲醛缩合物即萘系减水剂的结构如图1所示。

    萘系高效减水剂根据其产品中Na₂SO₄含量的高低，可分为高浓型产品(Na₂SO₄含量<3%)、中浓型产品(Na₂SO₄含量3%-10%)和低浓型产品(Na₂SO₄含量>10%)。萘系减水剂的减水率高低与其掺量有直接关系。过去，由于萘系高效减水剂多数情况下在工地现场混凝土搅拌中使用，主要采用粉剂形式掺加，人们对产品中的Na₂SO₄含量多少不甚关心。但是当萘系高效减水剂以液体形式供应使用时，气温较低(一般15^oC以下)会使产品中产生Na₂SO₄结晶，严重影响计量精度和使用效果。为了降低产品中的结晶程度和彻底消灭结晶现象，生产厂一般采用KOH、Ca(OH)₂代替NaOH进行中和，或者增加低温抽滤的工序将Na₂SO₄除去。目前大多数萘系高效减水剂合成厂都具备将Na₂SO₄含量控制在3%以下的能力，有些先进企业甚至可将其控制在0.4%以下。

    萘系高效减水剂的减水率较高(15%-25%），基本上不影响混凝土的凝结时间，引气量低（<2%），提高混凝土强度效果较明显。

 

    萘系高效减水剂的缺点之一是与水泥/掺合料的适应性问题，这与减水剂本身的磺化程度、聚合度、中和离子的种类，Na₂SO₄含量、掺加时的状态，掺量、掺加方法，以及水泥/掺合料的化学成分、矿物组成、碱含量、石膏形态及与铝酸盐比例、细度等因素有关^[8-10]。

    萘系高效减水剂的缺点之二是掺加后混凝土坍落度损失较快，所以，在商品混凝土中使用时一般要同时复合缓凝、引气等组分进行改性，得到所谓的泵送剂产品。

 

    今后，萘系高效减水剂在生产方面可考虑采用SO₃气体对高纯度的萘进行磺化，甚至采用连续反应合成工艺进行生产，以提高产品质量、产能和生产效率。萘系高效减水剂与水泥的适应性尚需进一步研究和解决。目前萘系高效减水剂的年产量占减水剂产量的80%以上，仍属主流品种。

 

    甲基萘、古马隆属于焦油下游产品，这两种原材料，以及蒽油，都可以替代工业萘用以合成高效减水剂，但此类高效减水剂在市场上并不多见，经常是在工业萘供求矛盾十分紧张的情况下，有些工厂才生产。这些产品往往挥发成份较多，有刺激性气味，缓凝较严重，引气性大，减水、增强效果不如萘系高效减水剂，混凝土坍落度损失较严重，与水泥适应性不佳。根据试验和统计，几种多环芳烃型高效减水剂的性能差异如下：

    减水率：萘系〉古马隆系〉蒽系〉甲基萘系〉煤焦油混合系

    引气性：煤焦油混合系〉甲基萘系〉蒽系〉古马隆系〉萘系

    缓凝作用：煤焦油混合系〉甲基萘系〉蒽系〉古马隆系〉萘系

    混凝土坍落度损失: 蒽系〉甲基萘系〉萘系〉古马隆系〉煤焦油混合系