木质素磺酸盐减水剂是亚硫酸盐法生产纸浆的副产品。木材与亚硫酸钠一起在高温高压下蒸煮后,将纤维素与木质素分离,纤维素浆用于造纸,生产人造丝等。剩下的木质素磺酸盐废液经发酵脱糖,提取酒精后的废液(亚硫酸盐酒精废液),经浓缩喷雾千燥,即得棕色粉状的木质素磺酸盐,并常伴有糖类及其他还原物质,其相对分子质量为2000-10000。木质素磺酸盐作为阴离子型高分子表面活性剂,由于其分子量不同,作为减水剂掺入到混凝土中时,会表现出不同的宏观性能,见图1.3。
图1.3 木质素磺酸盐不同分子量在混凝土内的宏观表现作用
亚硫酸盐废液的中和引入碱性物质的不同,使木质素磺酸盐中阳离子有多种形式,如可以采用Ca(OH)2、KOH、NaOH、Mg(OH)2和氨水等,相应地,木质素磺酸盐减水剂便有木钙、木钾、木钠、木镁和木氨等品种。市场上的木质素磺酸盐减水剂主要有木钙、木钠、木镁,也有少量的木氨。
木质素磺酸盐减水剂从本世纪30年代初被用于混凝土中到今天已经有70余年的历史了,在我国应用也已经有40-50的历史,它适用于水利、港口、交通、工业与民用建筑的现浇和预制的混凝土和钢筋混凝土工程、大体积混凝土、大坝混凝土、泵送混凝土、大模板施工用混凝土、滑模施工用混凝土及防水混凝土等。木质素磺酸盐作为减水剂即有其优越性,同时又有缺点,这就限制了木质素磺酸盐作为高效减水剂应用于混凝土中,而且也影响了其自身价值的提高。因此,到目前为止,虽然木质素磺酸盐仍然是应用最广泛的混凝土减水剂,但在配制高性能混凝土时,却无法达到要求。而且,目前木质素磺酸盐减水剂仍主要用于夏季混凝土施工中,作为混凝土缓凝剂;或用于大体积混凝土施工,用以降低水泥的水化热,避免混凝土开裂。鉴于此种状况,目前,各国均致力于木质素磺酸盐的改性研究,并已用于工程实际中,但其减水效果还是不能尽如人意,因此,将来的发展方向仍然是对木钙进行改性,并且在不破坏其原有优点的基础上,使其达到高效减水剂的性能要求,但其经济效益要远远高于其他类效减水剂。