聚羧酸混凝土外加剂,高减水,高保坍,早强型混凝土的外加剂,生产方法有一步法和两步法,原材料成本在2600-3000元/吨(20%)的固含量。
一步法,采用活性聚醚和活性单体在水溶液中聚合,反应温度60度,反应时间8-9个小时。该工艺的产品特点,减水高,保坍好即流动性保持好,工艺过程简单,易控制,产品质量稳定。适合用于商品混凝土等场合。
两步法,采用MPEG制备活性大单体,macromonomer, 反应时间9-10个小时,采用无溶剂工艺。第二步采用水溶液聚合,将大单体和其它活性单体共聚,反应时间8-10个小时,温度80度。该工艺的产品特点,减水率很大,流动性保持一般,早期强度高,根据不同的应用场合,可以设计不同的产品,产品可变可调。
两种工艺都没有废气,废水排放,绿色环保,不需要任何污染可燃的有机溶剂带水。
产品特点应用场合
聚羧酸混凝土高效减水剂,减水率较高,减水率与用量成线性关系。与传统外加剂相比,它可以减少混凝土的自收缩和干缩大约10%,使用这类外加剂可以提高混凝土的耐久性和使用寿命。对高强混凝土应用场合,它的优势更为明显。
目前在国内的主要运用场合为国家重点工程,地铁工程,高速铁路,机场,跨海跨江大桥,核电站,水利大坝等等。早强型PC用于预制件蒸养混凝土,可以免蒸养,节能。2008年聚羧酸在中国市场份额估计在15-25%之间。
产品技术来源和展望
国内主要聚羧酸产品技术来自于日本专利,加自己吸收改造,当然有很多牛人吹自己研发,不必相信,国人的最大功夫为抄专利模仿,缺乏原创性。现阶段为发展改造阶段,工艺较为成熟。产品质量一方面与原材料有关,一步法的烯丙基醚,国外没有供应商,主要来自于国内的一些厂家,最大的缺点是他们不想做好,不努力,原料在乙氧基化后的双键保有率85%,理论值100%,其实他们可以做好,就是没有用心做,如果他们的双键保有率提高了,我们下游聚羧酸厂家的产品质量可以提高很多。
两步法的原材料MPEG,目前仍然为国外的厂商质量较好,国内的厂家,只见吆喝,质量不见好转。国产MPEG质量是polyethylene glycol 含量偏高,分子量分布大。改进的办法是改进起始剂和催化剂等,相信国人可以做好,但是问题是大家只想赚钱,不想做研发。目前德国的公司已经通过乙氧基花在活性单体上做出macromonomer。 聚羧酸产品的质量和原材料质量相关度很大,好的原材料才能做出高性能产品,工艺就是个Process, 易于控制。
功能性聚羧酸的开发
功能型聚羧酸的开发方向是产品功能化,如保坍型聚羧酸,早强型聚羧酸,减缩型聚羧酸,消泡型聚羧酸,抗粘土含量高型聚羧酸,磷酸型聚羧酸,阳离子型聚羧酸等等。
复合型聚羧酸,聚羧酸不同品种的复配,减水聚羧酸加保坍型聚羧酸复配,减水聚羧酸和减缩剂复配,聚羧酸和缓凝剂的复配等等。
聚羧酸产品在使用中存在的问题
1.很多聚羧酸产品,含气量较高,与各类消泡剂相容性较差,可以从合成上多加考虑。含气量在合成阶段就要考虑分子结构设计。
2. 复配效果差,与现有水泥的适应性差,表现为用量大,混凝土坍落度损失大,梦想一种聚羧酸走遍天下的时代已经结束,要求生产厂商生产出不同类别的产品,用以争对不同水泥,不同PC的复配比加缓凝剂效果更好。
3 当砂石料含泥量较高时,PC的适应性差,典型的解决办法是提高PC的使用量,泥土可以快速吸附聚羧酸外加剂。
4 聚羧酸和其它各类传统外加剂的相混合,使用效果差,在使用中的仓储管道和生产要和其它外加剂分开使用。