減水劑是一種須要的混凝土外加劑，是新型建材支柱產業的須要產品之一。******減水劑不但大大提高了混凝土的力學性能，況且方便了混凝土的施工，

萘系******減水劑對我國混凝土(砼)技術和砼施工技術的進步，對前進建筑物的質量和使用壽命、高漲能耗、節省水泥及減少狀況污染等方面都起側須要的感化。因為萘系******減水劑的使用而出現的高強砼、大運動性砼是砼發展史上繼鋼筋砼、預應力砼后的第三次重大******。興許說減水劑的技術及其使用代表著一個國度建筑材料和施工技術的水平。

近幾十年萘系減水劑的發展中也暴露了一些自身難以榨取的問題。比方，用它配制的砼坍落度損失影響十認識顯，不行能有更高的減水率，其生產的主要原料——萘是煉焦財產的副產品，來源受鋼鐵財產的限度，等等。為此，國內積極研究和開發非萘系******減水劑，以豐厚的火油化工產品為原料，以*高的減水串、極小的坍落度損失使萘系減水劑黯然失態，從而創始出減水劑技術和砼施工技術的新情勢。

我國聚羧酸系減水劑發展起步較晚，其用量只占減水劑總用量的2%左右，但其在國內重特大項目中的使用正逐步添加。國內許多大的化學建材公司，如德固賽集團、格雷斯建材公司、馬貝集團、西卡公司、富斯樂公司和花王公司等，紛繁將本人生產的聚羧酸系減水劑產品通過進口方式引進中國市場，對促進聚羧酸系減水劑在項目中的使用起到了尤其須要的感化。值得一提的是，國內少數廠家也起頭生產、銷售聚羧酸系減水劑產品。當前，我國正在制定聚羧酸系高性能減水劑的標準，信賴會促進我國聚羧酸系減水劑財產的快速、安康發展。

二、聚羧酸系******減水劑的研究進展

自20世紀90年代以來，聚羧酸已發展成為一種******減水劑的新品種。它具有強度高和耐熱性、持久性、耐候性好等優同性能。其賦性是在低溫下坍落度損失小，具有良好的運動性，在較低的溫度下不需大幅度添加減水劑的參與量。 在日本，聚羧酸******減水劑的生產已經組成了未必的領域，大量使用于高層建筑。因為種種原因，我國當前仍進展在研究階段，尚無組成生產領域。以下是影響聚羧酸******減水劑性能的一些須要因素。

2.1 反應單體

晚期的聚羧酸減水劑系統是烯烴與不飽和羧酸的共聚物，烯烴與不飽和羧酸共聚的條件較難控制，況且產物的相對分子質量只有數千，強度不高，單獨使用效果不好，只能和其他類型的減水劑并用。為了改動這種狀況，研究者嘗試改動聚合單體。

Shawl等采用4—羥基丁醛和3—羥基異丁醛以7：1的比例混合后再與聚乙二醇共聚合成水泥拆散劑。也可采用馬來酸酐、氨基羧酸、甲氧基二縮三乙二醇共聚合成減水劑。Mat—sunage等合成了聚合物HO—A一(S)x一B—OH(A，B為二價無機基團，x為2—5)，并以為采用此種聚合物與不飽和基團如烯基、胺基、碳基等共聚可失去性能良好的拆散劑。聚羧酸減水劑當前多采用不飽和酸及其衍生物與聚乙二醇或其衍生物共聚的方式，或參與第三單體。

純聚羧酸減水劑的肇始Zeta電位較高，但是經時變幻對照大，控制坍落度損失方面較差。以聚氧乙烯為主鏈或在側鏈上引入聚氧乙烯，可使減水刑具有保持Zeta電位，控制坍落度損失的才具，同時聚烷氧基鏈還起到消泡的感化。端基可采用分歧的機關興許或許再與不飽和羧酸共聚。這種混合物的烷烴的端基不易產生凝膠化，可高漲淡水劑的減水率對溫度的拜托性，并大要在較低溫度下減少塌落度損失，在較低溫度下減少減水劑的添加量。

Akimoto等采用烯醚基聚氧乙烯與馬來酸酐或其衍生物共聚，以羧酸為側鏈，烷氧基為主鏈合成減水劑。Honda等以為此種改性方式有未必效果，并參與雙烯烴聚環氧乙烷作為第三種單體，控制與烷氧基環氧乙烷單烯基的共混比例。用此種混合物與馬來酸酐共聚，產品使用效果更好。

Ohta等采用聚羧酸及其衍生物與甲氧基聚乙二醇共聚，聚羧酸的單體中至少含有兩個羧基(如苯乙烯—馬來酸酐共聚物)，并合成了苯乙烯—馬來酸酐共聚物、異丁烯—馬來酸酐共聚物、甲基丙烯酸—甲基丙烯酸酯共聚物等。特此類共聚物與甲氧基聚乙二醇、少量聚氧乙烯—聚氧丙烯共聚合成減水劑。

Hirata等研究了馬來酸封端的二聚乙二醇3—甲基—3—異丁烯醚以及含有聚氧烷基醇側鏈的聚羧酸系的減水劑。

Takahashi等采用聚氧烷基衍生物A，不飽和羧酸單體B，含有SO3H一的單體C共聚合成水泥拆散劑，并引入硅氧基單體。

Tanaka從事于高性能聚羧酸減水劑合成的研究。他以為要減少混凝土中的氣泡含量，不能單靠外加消泡劑，必須考慮相容性的問題。在聚羧酸減水劑中引入烷氧基側鏈是一種可行的方式。1997年他采用甲氧基聚乙二醇單不飽和酯與不飽和酸共聚，并參與少量的環氧乙烷—環氧丙烷共聚物，所合成的產品具有良好的使用性能。進一步的研究還發明，改動烷氧基聚乙二醇單不飽和酯與不飽和酸的配比，不再引入環氧乙烷—環氧丙烷共聚物，異樣也可失去良好的效果：如前進水泥粒子的拆散性，前進混凝土的運動性，失去適當的含氣量，良好的任務性和強度。該方式合成倒敘對照簡單?；ㄍ豕镜腟atoh等和Nippon公司的Ya—mashita等也研究過相通的系統。研究后果表白該方式具有較好的使用藍圖。所分歧的是Tanaka等主要研究甲氧基聚乙二醇單丙烯酸酯與甲基丙烯酸的共聚反應。Satoh等主要研究甲氧基聚氧乙烯(或氧乙烯—氧丙烯聚合物)甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸的共聚反應。Yamashita等以為晚期聚羧酸減水劑采用有端羥基的聚合物簡單引起凝膠化，況且財產化生產對照因難，需要參與大量的鏈轉移劑來防備凝膠氣象產生，減水堅守也會下降。并指出合成帶有端羥基的高分子拆散劑不具有實用價格，這種拆散劑極易凝膠，只管在履行室興許合成，但是大領域的使用很是因難，假如采用硫醇作引發劑，或許需要大量的引發劑，失去的產品會含有游離的引發劑，在使用中會影響減水效果。他采用分歧鏈段長度的無端羥基的醚基聚乙氧基不飽和酸酯及其鹽(A)和丙烯酸類不飽和羧酸(B)共聚來方案此問題，并以為適當添加第三單體不利于改進減水劑的性能。

國內也開展了高性能聚羧酸減水劑的合成研究。向建南等采用馬來酸酐與聚乙二醇預聚制備馬來酸酐單酯，爾后由馬來酸酐單酯與2—甲基丙烯酸共聚制備AE減水劑。郭保文等采用烷氧基聚烷基二醇和丙烯酸甲酯發展酯互換反應，所得的聚合物再與丙烯酸共聚失去減水劑。聚羧酸減水劑的使用效果也有過報道。

2.2 單體比例

Tanaka以為合成的聚合物中興許具有三種單體。*佳比例是單體A(甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯)的質量比例為40%一94%；單體B(不飽和羧酸)的質量比例為6%一60%；單體C(甲基丙烯酸的脂肪醇酯或不飽和二酸的衍生物)的質量比例為0—10%。他還以為不飽和羧酸在肇始原料質量百分比為10%一28%的領域*佳，假如高于28%，混凝土就會有太高的氣泡含量，假如添加量小于10%，聚合物中羧基含量太少，要到達契合的水泥拆散性要添加減水劑的添加量，使費用增大。

Satoh合成的具有良好拆散效果的聚合物中也含有三種單體。單體A含10%一30%(mol)的聚氧烷基；單體B含50%一70%(mol)的不飽和羧酸酯(如丙烯酸酯)；單體C含10%一30%(mol)的不飽和羧酸或其鹽(如甲基丙烯酸)。

Yamashita以為醚基聚乙氧基不飽和酸酯的末端要含有1—30個碳的烷基，并以為聚合物中兩單體A和B*佳都含有羧酸根，但羧基的含量不行大于聚合******量的25%，這一點興許用羧酸根的緩凝感化來講明。

向建南以為單體比例對共聚物的拆散性能有較大的影響。在單體比例為1才，共聚物拆散性能*佳。當兩者投料比小于1時，在產物分子中一COO一等親水性基團含量大，這只管添加了產物的親水性，但同時烷氧基聚乙二醇醚側鏈含量太少，產物的拆散性能變差；當兩者投料比大于1時，烷基酚聚乙二醇醚側鏈的含量相對減少，這將導致產物親水性能高漲，改動了產物的界面素質，從而使產物的拆散性能高漲。他還以為乳化劑OP的環氧值對共聚物以及產物的拆散性能都有影響。隨著環氧值增大，共聚物對水泥的拆散性能添加，但當環氧值太大時，共聚物的拆散性能反而下降。

2.3 聚氮烷基鏈長

當前對付聚氧烷基單體的決議見地基本差異，以為*佳選用聚氧乙烯或聚氧丙烯。Tanaka以為聚氧烷基鏈長興許在1—100之間，假如要失去高的親水性和立體斥力，n值***幸虧5—100之間，并引見了M＝10和M＝25時的反應狀況。向建南等的履行表白，M＝12左右時合成的減水劑效果*佳。李永德也有異樣的見地。但Satoh卻以為良好的水泥拆散劑的聚氧烷基鏈長一樣平常為25—300，***幸虧110—300之間。這樣伎倆有充實的立體斥力來前進拆散效果，況且能在用量少的狀況下保持運動性。水泥外觀親水性能基本上不會影響混凝土的緩凝。Yamashita以為聚氧烷基M值應為15—300；而Honda以為假如引氣率高，興許通過減少烷基碳鏈個數來高漲引氣率；高的n值會添加共聚物的粘性，如果合成的減水劑產品只有較小領域的坍落度改進，興許通過添加M值來改進，*選M值為1—200。

2.4 聚合物相對分子質量的影響

作為一種拆散劑，聚合物的相對分子質量及其散播對拆散劑的拆散性能具有非常須要的影響。因為聚羧酸類減水劑屬于陰離子外觀活性劑，含有大量羧基親水基，假如相對分子質量過大，聚合物拆散性能不好。相對分子質量太小，則聚合物保持坍落度才具不高。

雷愛中通過履行以為聚羧酸類減水劑相對分子質量應該控制在1000—5000之間。而日本學者則以為高性能聚羧酸減水劑的重均相對分子質量的領域應在10000—100000之間。Tanaka通過GPC法測定相對分子質量散播，取曲線***岑嶺值為Mp，以為要失去高拆散性的減水劑還應使(Mw-Mp)大于0且小于7000為*佳。假如(Mw-Mp)大于7000，表示有較多相對分子質量高的聚合物具有，水泥拆散性能低，其減少坍落度損失才具也會下降。相通(Mw-Mp)小于0，則表示相對分子質量低的聚合物占大少數，混凝土中的氣泡含量會添加，產品的性能也會下降。

2.5端基的影響

烷氧基聚氧乙烯不飽和酸茁中的烷基端基*佳決議短碳鏈的脂肪烷基或苯基，脂肪烷基碳數目可為1—18，但常用的是1—4個碳鏈的烷基。

2.6 聚合物添加量的影響

聚羧酸類******具有拆散感化，當參與這些******時，能前進水泥凈漿運動度；另一方面，在液相中聚按酸類******的添加量的添加使粘度增大。這種拆散感化與粘度增大對水泥運動度彼此限度，從而影響了其塑化效果。Tanaka 以為拆散劑在混凝土中的添加量僅需0.01%-1.0%(質量含量)，*佳為0.02%一0.5%。假如添加量少于0.01%，水泥拆散劑不能保持其性能；假如大于1.0%，過量使用不能帶來性能的前進。Satoh和Yamashita則以為領域興許放寬，***幸虧0.05%一1.0%的領域。

2.7 聚羧酸******減水劑的機理

聚羧酸類減水劑是新型減水劑，具有許多優良的性能，但其感化機該當前尚無純粹清楚，以下是個中一些觀點。

(1)聚羧酸類聚合物對水泥有較為明顯的緩凝感化，主要因為羧基充當了緩凝成分，R—COO一與Ca2+離子感化組成絡合物，高漲溶液中的Ca2+離子濃度，延緩Ca(OH)z組成結晶，減少C—H—S凝膠的組成，延緩了水泥水化。

(2)羧基(一COOH)，經基(一OH)，胺基(一NHz)，聚氧烷基(一O—R)n等與水親和力強的極性基團主要通過吸附、拆散、潤濕、滑膩等外觀活性感化，對水泥顆粒供給拆散和運動性能，并通過減少水泥顆粒間爭執阻力，高漲水泥顆粒與水界面的冷清能來添加新拌混凝土的和易性。同時聚羧酸類******吸附在水泥顆粒外觀，羧酸根離子使水泥顆粒帶上負電荷，從而使水泥顆粒之間孕育產生靜電排擊感化并使水泥顆粒拆散，導致按捺水泥漿體的消溶方向(DLVO實踐)，增洪水泥顆粒與水的接觸面積，使水泥充實水化。在擴散水泥顆粒的過程中，放出消溶體所包抄的游離水，改進了和易性，減少了拌水量。

(3)聚羧酸分子鏈的空間阻礙感化(即立體排擊)。聚羧酸類******分子吸附在水泥顆粒外觀呈“櫛型”，在凝膠材料的外觀組成吸附層，聚合物分子吸附層彼此瀕臨穿插時，聚合物分子鏈之間孕育產生物理的空間阻礙感化，防備水泥顆粒的消溶，這是羧酸類減水劑具有比其他系統更強的拆散才具的一個須要原因。

(4)聚羧酸類******減水劑的保持拆散機理興許從水泥漿拌和后的通過光陰和Zeta電位的關連來體會。一樣平常來講，使用萘系及三聚氰胺系高性能減水劑的混凝土經60min后坍落度損失顯然高于含聚羧酸系高性能減水劑的混凝土。這主如果后者與水泥粒子的吸附模型分歧，水泥粒子間高分子吸附層的感化力是立體靜電斥力，Zeta電位變幻小。

三、聚羧酸系******減水劑的主要技術特色

3.1 聚羧酸系******減水劑摻量低，減水率高；

聚數酸系******減水劑摻量占膠凝材料的0.80%-1.25%，因減水劑含固量為20%，折固量僅為（0.16-0.25）%。減水率可達（20-35）%，與粉煤灰配合使用，使得水膠對照低，順應配制中、高強度的高性能混凝土。

3.2 混凝土運動性大，坍落度損失??；

因為聚羧酸混凝土減水劑良好的拆散執著性，聚羧酸系******減水劑所配制的大運動性混凝土（ 坍落度≥180妹妹）經時損失小，一小時基本無坍落度損失，二小時經時損失小于15%，補償了常用萘系******減水劑配制的混凝土坍落度損失大、易泌水等方面的缺陷，與粉煤灰配合使用，減水劑的小摻量即可失去**的運動性，順應生產商品混凝土的唱工要求，特別對付泵送混凝土不易產生堵管氣象。

3.3 與膠凝材料的適應性良好

項目實際中，分歧廠家生產的水泥配制泵送混凝土，同時摻有大量的粉煤灰，聚羧酸系******減水劑摻入后，與分歧水泥的相容性較好，無顯然泌水離析、阻礙混凝土強度添加的氣象孕育產生，并因其高減水率，順應與粉煤灰配合使用，減小了粉煤灰混凝土的收縮，又使混凝土可泵性失去顯然改進，況且前進了混凝土的持久性?；炷猎O計強度等第相通時，水泥用量添加，減水劑用量隨著少量添加，水膠比下降，混凝土強度前進；分歧設計強度等第的混凝土，減水劑用量隨著膠凝材料用量添加而少量添加，水膠比下降，混凝土的強度隨之前進，但混凝士和易性整體保持執著，坍落度可達（180-240）妹妹。

3.4 可澆筑防水抗滲混凝土，對施工狀況溫度要求低；

聚羧酸系******減水劑配制泵送商品混凝土，因為混凝土運動性大，易于澆筑密實，加之聚合物對水化產物的聚合活性，生成具有膠凝形狀的水化物填充空隙，混凝土密實度、強度大幅度前進，聚合物的填充感化和聚合物膜的密封感化使混凝土抗滲抗裂的性能失去改進；況且粉煤灰摻量大，混凝土水化熱小，減水劑的保塑恪守顯然，契合大致積混凝土及夏日施工，對付冬日施工，因為水膠對照低，聚合物組成的空間柔性網絡，前進了混凝土攙和物的粘聚力，使得混凝土晚期抗凍性能增強。