木質素磺酸鹽減水劑是亞硫酸鹽法生產紙漿的副產品。木材與亞硫酸鈉一起在高溫高壓下蒸煮后,將纖維素與木質素分離,纖維素漿用于造紙,生產人造絲等。剩下的木質素磺酸鹽廢液經發酵脫糖,提取酒精后的廢液(亞硫酸鹽酒精廢液),經濃縮噴霧千燥,即得棕色粉狀的木質素磺酸鹽,并常伴有糖類及其他還原物質,其相對分子質量為2000-10000。木質素磺酸鹽作為陰離子型高分子表面活性劑,由于其分子量不同,作為減水劑摻入到混凝土中時,會表現出不同的宏觀性能,見圖1.3。
圖1.3 木質素磺酸鹽不同分子量在混凝土內的宏觀表現作用
亞硫酸鹽廢液的中和引入堿性物質的不同,使木質素磺酸鹽中陽離子有多種形式,如可以采用Ca(OH)2、KOH、NaOH、Mg(OH)2和氨水等,相應地,木質素磺酸鹽減水劑便有木鈣、木鉀、木鈉、木鎂和木氨等品種。市場上的木質素磺酸鹽減水劑主要有木鈣、木鈉、木鎂,也有少量的木氨。
木質素磺酸鹽減水劑從本世紀30年代初被用于混凝土中到今天已經有70余年的歷史了,在我國應用也已經有40-50的歷史,它適用于水利、港口、交通、工業與民用建筑的現澆和預制的混凝土和鋼筋混凝土工程、大體積混凝土、大壩混凝土、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。木質素磺酸鹽作為減水劑即有其優越性,同時又有缺點,這就限制了木質素磺酸鹽作為高效減水劑應用于混凝土中,而且也影響了其自身價值的提高。因此,到目前為止,雖然木質素磺酸鹽仍然是應用最廣泛的混凝土減水劑,但在配制高性能混凝土時,卻無法達到要求。而且,目前木質素磺酸鹽減水劑仍主要用于夏季混凝土施工中,作為混凝土緩凝劑;或用于大體積混凝土施工,用以降低水泥的水化熱,避免混凝土開裂。鑒于此種狀況,目前,各國均致力于木質素磺酸鹽的改性研究,并已用于工程實際中,但其減水效果還是不能盡如人意,因此,將來的發展方向仍然是對木鈣進行改性,并且在不破壞其原有優點的基礎上,使其達到高效減水劑的性能要求,但其經濟效益要遠遠高于其他類效減水劑。