引气型聚次甲基萘磺酸钠减水剂

    引气型聚次甲基萘磺酸钠减水剂 : 26.1 产品简介
引气型聚甲基萘减水剂又称高效减水剂建1,其主要成分与减水 剂MF的相同,为聚次甲基萘磺酸钠,分子式为C₁₁H₈SO₃Na(C₁₂ H₉SO₃Na)_m,m=5～7。
本品属于引气型高效混凝土减水剂,由GB8075—87《混凝土外加 剂标准》测定的水泥浆流动度为220～240 mm,硫酸钠含量少于10%, 减水率大于18%,节约水泥超过10%,适宜掺量0.3%～1.0%。较空 白混凝土强度增长率:3 d,50%;28 d,10%～30%。引气量为3%～ 5%,低于减水剂MF,且成本较低,不锈蚀钢筋。
高效减水剂建1为棕色粉末或液体,是一种阴离子表面活性剂, 易溶于水,溶解后有离解作用,生成带有负电荷的有机阴离子及无机 阳离子。pH为7～9(1%水溶液),表面张力(1%水溶液)为65×10^-5 N/cm。
26.2 制造方法
(1)原理和工艺流程
该减水剂由甲基萘油磺化生成甲基萘磺酸,再与甲醛缩合、中合 而成。
1)磺化反应按下式进行:

式中:Ar为甲基萘(下同)。
2)缩合反应按下式进行:

3)水解反应按下式进行:

(2)设备及水、电、汽
以日产2000 kg液态减水剂计,需带搅拌和加热的1.5 m³搪瓷反 应釜1台。如用水蒸气加热,需增加蒸汽锅炉1台,蒸汽的表压为 0.6 MPa,蒸汽量大于270 kg/h。
万能粉碎机1台,型号30Bll,出料粒度180～150 mm(80～100 目),产量100～200 kg/h,电机功率4 kW。
水循环式真空泵1台(用于原料和成品的输送),型号SZ—1,极限 真空度14.9 kPa,抽气速率1.4 m³/h,水消耗量10 L/min,电机功率 4 kW。
活塞式空气压缩面1台(用于辅助加料),型号2V—0.3/10,出口 压力1 MPa,流速0.3 m³/h,电机功率3kW。
移动式压滤机1台,型号GLJ—100,过滤面积1.4 m²,电机功率 1.5 kW。
滚筒干燥机1台。
带搅拌中和罐2个,2.5 m³,材料为碳钢。
原料计量罐、贮罐、成品罐等若干,材料为碳钢。
(3)原料规格及用量
1)主要原料:
A.甲基萘油:为炼焦工业副产品萘残油的230～260℃分馏馏分。 气相色谱法测得萘、α-甲基萘和β-甲基萘三者总含量应大于80%。
B.硫酸:工业级,浓度大于98%。
C.甲醛:工业级,浓度为35%～37%。
D.液碱:工业级,浓度为30%±2%。
2)用量:每生产1000 kg液态减水剂,需消耗萘残油的230～260℃ 分馏馏分甲基萘油220 kg;98%工业级硫酸208 kg;37%工业级甲醛 88 kg;30%工业级液碱356 kg;水127 kg。
(4)生产控制参数及具体操作
1)将423 kg的甲基萘油加入反应釜中,并加热到120℃。
2)一次性加入98%硫酸400 kg,进行磺化反应。缓缓升温(否则 可爆沸),釜内温度保持在160～165℃。
3)经2 h磺化反应后,将反应釜物料的温度降至110～120℃。加 入水155 kg,进行15 min的水解反应。水解后的物料的总酸度应控制 在24%～26%。
4)水解反应完毕后,将物料的温度进一步降至90～95℃,加入 37%甲醛170 kg。此时,将物料温度升至130～140℃,反应釜内压力保 持在0.20～0.25 MPa,进行2 h的缩合反应。
5)缩合反应结束后,将反应釜内的物料移至中和罐中,并用90 kg 的水冲洗反应釜,冲洗液放入中和罐。
6)向中和罐中徐徐加入30%的液碱675 kg,在搅拌中进行中和反 应,使pH为7～8。
7)将反应物放入移动式压滤机进行压滤,滤液压入贮罐,然后加 入滚筒干燥机中进行干燥,粉碎,包装。
5)安全事项
生产中因使用硫酸和烧碱等强腐蚀性物质,故须穿好防护服装、 戴好防护用具,以防止烧伤或烫伤。
甲醛在空气中的爆炸极限为3.97%～57%,卫生允许浓度为 0.005 mg/L,因此,生产过程中要保持通风良好。
26.3 环保事宜
该生产过程中基本上无废气和废水产生。
26.4 质量指标
见“产品质量参考标准”。
26.5 分析方法
(1)pH值测定
用重蒸馏水将试样配成5%的减水剂水溶液,用酸度计测定pH 值为7～9。

产品质量参考标准

项 目	指标
	一等品	合格品
减水剂有效含量/% 硫酸钠/% pH 减水率/% 泌水率/% 含气量/% 初凝时间之差/h 终凝时间之差/h 3d抗压强度比/% 7d抗压强度比/% 28d抗压强度比/% 90d抗压强度比/% 90d收缩率比/%	53.0±2.0 ≤10.0 7～9 ≥10 ≤70 3.5～5.5 -1～+1.5 -1～+1.5 ≥115 ≥110 ≥110 ≥100 ≤120	53.0±2.0 ≤10.0 7～9 ≥10 ≤80 3.5～5.5 -1～+2 -1～+2 ≥110 ≥110 ≥110 ≥100 ≤120

(2)减水剂有效含量测定
用干燥测失重的方法来测定减水剂的水含量,从成品中减去硫酸 钠和水的质量即为减水剂的有效含量。
(3)抗压强度比测定
抗压强度比以掺外加剂混凝土与基准混凝土同龄期抗压强度之 比表示。抗压强度比R_s按下式计算:

式中:S_t——掺减水剂混凝土的抗压强度,MPa;
S_c——基准混凝土的抗压强度,MPa。
掺减水剂混凝土与基准混凝土的抗压强度试验按照GBJ81—85 《普通混凝土基本力学性能试验方法》进行。试件采用标准振动台振 捣,时间为15～20 s,试件静停温度为(20±3)℃。每批一组,3批数据 取值原则同前。误差超过15%者作废。3批结果的平均值为其强 度值。
(4)总酸度测定
从反应釜中取样,凝固后,用分析天平称取0.1～0.2 g,并用少量 的蒸馏水进行溶解。所得溶液用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定。总酸 度按下式计算:

式中:c——NaOH的量浓度,mol/L;
V_NaOH——滴定用的NaOH体积,mL;
0.040——NaOH的摩尔质量,g/mol;
w——试样质量,g。
(5)凝结时间差的测定
凝结时间差指掺减水剂混凝土的凝结时间与基准混凝土凝结时 间之差。按下式计算:

△T=T₁-T₂

式中:△T——凝结时间之差,min;
T₁——掺外加剂混凝土的初凝或终凝时间,min;
T₂——基准混凝土的初凝或终凝时间,min。
凝结时间采用贯入阻力仪测定,仪器精度为5 mol/L,凝结时间从 水泥与水接触时开始计算。
凝结时间测定方法如下:将混凝土拌和物用5 mm圆孔筛振动筛 出砂浆,拌匀后装入上口径为160 mm、下口径为150 mm、净高为 150 mm的刚性不渗水的金属容器内,试样表面应比筒口边低约10 mm; 用振动台振实(约3～5 s),置于(20±3)℃的环境中,容器加盖。一般 基准混凝土在成型后3～4 h,掺早强剂的混凝土在成型后1～2 h,掺 缓凝剂的混凝土在成型后4～6 h开始测定。开始测定贯入阻力前,应 清除试样表面的泌水。以后每隔0.5 h或1 h测定1次。但在临近初 凝、终凝时,可以缩短间隔时间。每次测点应避开前一次测孔,其净距 为试针直径的2倍,但至少不小于15 mm,试针与容器边缘之间距离不 小于25 mm。测定初凝时间用截面积为100 mm²的试针,测定终凝时 间用截面积为20 mm²的试针。
贯入阻力R(MPa)按下式计算:

R=P/A

式中:P——贯入深度达25 mm时所需净压力,N;
A——贯入仪试针的截面积,mm²。
根据计算结果,以贯入阻力值为纵坐标,测试时间为横坐标,绘制 贯入配力值与时间关系曲线。求出贯入阻力值达3.5 MPa时对应的时 间作为初凝时间,贯入阻力达28 MPa时对应的时间作为终凝时间。
试验时,在每批混凝土拌和物中取1个试样,凝结时间取3个试 样的平均值。初凝时间试验误差均不应大于30 min。如果3个数值中 有1个与平均值之差大于30 min,则取3个值的中间值作为结果;如果 最大值和最小值与平均值之差均大于30 min,则应重做。
(6)收缩率比测定
收缩率比以龄期90 d掺外加剂混凝土与基准混凝土干缩率比值 表示。收缩率参照82—85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方 法》进行测定。试件采用振动台成型,振动时间为15～20 s。在每批混 凝土拌和物中取1个试样,以3个试件收缩率的平均值表示。