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

萘系******減水劑對(duì)我國(guó)混凝土(砼)技術(shù)和砼施工技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)前進(jìn)建筑物的質(zhì)量和使用壽命、高漲能耗、節(jié)省水泥及減少狀況污染等方面都起側(cè)須要的感化。因?yàn)檩料?*****減水劑的使用而出現(xiàn)的高強(qiáng)砼、大運(yùn)動(dòng)性砼是砼發(fā)展史上繼鋼筋砼、預(yù)應(yīng)力砼后的第三次重大******。興許說(shuō)減水劑的技術(shù)及其使用代表著一個(gè)國(guó)度建筑材料和施工技術(shù)的水平。

近幾十年萘系減水劑的發(fā)展中也暴露了一些自身難以榨取的問(wèn)題。比方，用它配制的砼坍落度損失影響十認(rèn)識(shí)顯，不行能有更高的減水率，其生產(chǎn)的主要原料——萘是煉焦財(cái)產(chǎn)的副產(chǎn)品，來(lái)源受鋼鐵財(cái)產(chǎn)的限度，等等。為此，國(guó)內(nèi)積極研究和開(kāi)發(fā)非萘系******減水劑，以豐厚的火油化工產(chǎn)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(tài)，從而創(chuàng)始出減水劑技術(shù)和砼施工技術(shù)的新情勢(shì)。

我國(guó)聚羧酸系減水劑發(fā)展起步較晚，其用量只占減水劑總用量的2%左右，但其在國(guó)內(nèi)重特大項(xiàng)目中的使用正逐步添加。國(guó)內(nèi)許多大的化學(xué)建材公司，如德固賽集團(tuán)、格雷斯建材公司、馬貝集團(tuán)、西卡公司、富斯樂(lè)公司和花王公司等，紛繁將本人生產(chǎn)的聚羧酸系減水劑產(chǎn)品通過(guò)進(jìn)口方式引進(jìn)中國(guó)市場(chǎng)，對(duì)促進(jìn)聚羧酸系減水劑在項(xiàng)目中的使用起到了尤其須要的感化。值得一提的是，國(guó)內(nèi)少數(shù)廠家也起頭生產(chǎn)、銷售聚羧酸系減水劑產(chǎn)品。當(dāng)前，我國(guó)正在制定聚羧酸系高性能減水劑的標(biāo)準(zhǔn)，信賴會(huì)促進(jìn)我國(guó)聚羧酸系減水劑財(cái)產(chǎn)的快速、安康發(fā)展。

二、聚羧酸系******減水劑的研究進(jìn)展

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，聚羧酸已發(fā)展成為一種******減水劑的新品種。它具有強(qiáng)度高和耐熱性、持久性、耐候性好等優(yōu)同性能。其賦性是在低溫下坍落度損失小，具有良好的運(yùn)動(dòng)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(chǎn)已經(jīng)組成了未必的領(lǐng)域，大量使用于高層建筑。因?yàn)榉N種原因，我國(guó)當(dāng)前仍進(jìn)展在研究階段，尚無(wú)組成生產(chǎn)領(lǐng)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(yīng)單體

晚期的聚羧酸減水劑系統(tǒng)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(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量只有數(shù)千，強(qiáng)度不高，單獨(dú)使用效果不好，只能和其他類型的減水劑并用。為了改動(dòng)這種狀況，研究者嘗試改動(dòng)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(lái)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(jià)無(wú)機(jī)基團(tuán)，x為2—5)，并以為采用此種聚合物與不飽和基團(tuán)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(dāng)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(jīng)時(shí)變幻對(duì)照大，控制坍落度損失方面較差。以聚氧乙烯為主鏈或在側(cè)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(shí)聚烷氧基鏈還起到消泡的感化。端基可采用分歧的機(jī)關(guān)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(chǎn)生凝膠化，可高漲淡水劑的減水率對(duì)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(lái)酸酐或其衍生物共聚，以羧酸為側(cè)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(huán)氧乙烷作為第三種單體，控制與烷氧基環(huán)氧乙烷單烯基的共混比例。用此種混合物與馬來(lái)酸酐共聚，產(chǎn)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(gè)羧基(如苯乙烯—馬來(lái)酸酐共聚物)，并合成了苯乙烯—馬來(lái)酸酐共聚物、異丁烯—馬來(lái)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(lái)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(cè)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(wèn)題。在聚羧酸減水劑中引入烷氧基側(cè)鏈?zhǔn)且环N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(huán)氧乙烷—環(huán)氧丙烷共聚物，所合成的產(chǎn)品具有良好的使用性能。進(jìn)一步的研究還發(fā)明，改動(dòng)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(huán)氧乙烷—環(huán)氧丙烷共聚物，異樣也可失去良好的效果：如前進(jìn)水泥粒子的拆散性，前進(jìn)混凝土的運(yùn)動(dòng)性，失去適當(dāng)?shù)暮瑲饬浚己玫娜蝿?wù)性和強(qiáng)度。該方式合成倒敘對(duì)照簡(jiǎn)單。花王公司的Satoh等和Nippon公司的Ya—mashita等也研究過(guò)相通的系統(tǒng)。研究后果表白該方式具有較好的使用藍(lán)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(yīng)。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(yīng)。Yamashita等以為晚期聚羧酸減水劑采用有端羥基的聚合物簡(jiǎn)單引起凝膠化，況且財(cái)產(chǎn)化生產(chǎn)對(duì)照因難，需要參與大量的鏈轉(zhuǎn)移劑來(lái)防備凝膠氣象產(chǎn)生，減水堅(jiān)守也會(huì)下降。并指出合成帶有端羥基的高分子拆散劑不具有實(shí)用價(jià)格，這種拆散劑極易凝膠，只管在履行室興許合成，但是大領(lǐng)域的使用很是因難，假如采用硫醇作引發(fā)劑，或許需要大量的引發(fā)劑，失去的產(chǎn)品會(huì)含有游離的引發(fā)劑，在使用中會(huì)影響減水效果。他采用分歧鏈段長(zhǎng)度的無(wú)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(lái)方案此問(wèn)題，并以為適當(dāng)添加第三單體不利于改進(jìn)減水劑的性能。

國(guó)內(nèi)也開(kāi)展了高性能聚羧酸減水劑的合成研究。向建南等采用馬來(lái)酸酐與聚乙二醇預(yù)聚制備馬來(lái)酸酐單酯，爾后由馬來(lái)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(fā)展酯互換反應(yīng)，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(guò)報(bào)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(zhì)量比例為40%一94%；單體B(不飽和羧酸)的質(zhì)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(zhì)量比例為0—10%。他還以為不飽和羧酸在肇始原料質(zhì)量百分比為10%一28%的領(lǐng)域*佳，假如高于28%，混凝土就會(huì)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(dá)契合的水泥拆散性要添加減水劑的添加量，使費(fèi)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(gè)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(diǎn)興許用羧酸根的緩凝感化來(lái)講明。

向建南以為單體比例對(duì)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(dāng)兩者投料比小于1時(shí)，在產(chǎn)物分子中一COO一等親水性基團(tuán)含量大，這只管添加了產(chǎn)物的親水性，但同時(shí)烷氧基聚乙二醇醚側(cè)鏈含量太少，產(chǎn)物的拆散性能變差；當(dāng)兩者投料比大于1時(shí)，烷基酚聚乙二醇醚側(cè)鏈的含量相對(duì)減少，這將導(dǎo)致產(chǎn)物親水性能高漲，改動(dòng)了產(chǎn)物的界面素質(zhì)，從而使產(chǎn)物的拆散性能高漲。他還以為乳化劑OP的環(huán)氧值對(duì)共聚物以及產(chǎn)物的拆散性能都有影響。隨著環(huán)氧值增大，共聚物對(duì)水泥的拆散性能添加，但當(dāng)環(huán)氧值太大時(shí)，共聚物的拆散性能反而下降。

2.3 聚氮烷基鏈長(zhǎng)

當(dāng)前對(duì)付聚氧烷基單體的決議見(jiàn)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(zhǎng)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(jiàn)了M＝10和M＝25時(shí)的反應(yīng)狀況。向建南等的履行表白，M＝12左右時(shí)合成的減水劑效果*佳。李永德也有異樣的見(jiàn)地。但Satoh卻以為良好的水泥拆散劑的聚氧烷基鏈長(zhǎng)一樣平常為25—300，***幸虧110—300之間。這樣伎倆有充實(shí)的立體斥力來(lái)前進(jìn)拆散效果，況且能在用量少的狀況下保持運(yùn)動(dòng)性。水泥外觀親水性能基本上不會(huì)影響混凝土的緩凝。Yamashita以為聚氧烷基M值應(yīng)為15—300；而Honda以為假如引氣率高，興許通過(guò)減少烷基碳鏈個(gè)數(shù)來(lái)高漲引氣率；高的n值會(huì)添加共聚物的粘性，如果合成的減水劑產(chǎn)品只有較小領(lǐng)域的坍落度改進(jìn)，興許通過(guò)添加M值來(lái)改進(jìn)，*選M值為1—200。

2.4 聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的影響

作為一種拆散劑，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量及其散播對(duì)拆散劑的拆散性能具有非常須要的影響。因?yàn)榫埕人犷悳p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(duì)分子質(zhì)量過(guò)大，聚合物拆散性能不好。相對(duì)分子質(zhì)量太小，則聚合物保持坍落度才具不高。

雷愛(ài)中通過(guò)履行以為聚羧酸類減水劑相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)該控制在1000—5000之間。而日本學(xué)者則以為高性能聚羧酸減水劑的重均相對(duì)分子質(zhì)量的領(lǐng)域應(yīng)在10000—100000之間。Tanaka通過(guò)GPC法測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)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(yīng)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(duì)分子質(zhì)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(huì)下降。相通(Mw-Mp)小于0，則表示相對(duì)分子質(zhì)量低的聚合物占大少數(shù)，混凝土中的氣泡含量會(huì)添加，產(chǎn)品的性能也會(huì)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(shù)目可為1—18，但常用的是1—4個(gè)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(dāng)參與這些******時(shí)，能前進(jìn)水泥凈漿運(yùn)動(dòng)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(duì)水泥運(yùn)動(dòng)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?jī)H需0.01%-1.0%(質(zhì)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(guò)量使用不能帶來(lái)性能的前進(jìn)。Satoh和Yamashita則以為領(lǐng)域興許放寬，***幸虧0.05%一1.0%的領(lǐng)域。

2.7 聚羧酸******減水劑的機(jī)理

聚羧酸類減水劑是新型減水劑，具有許多優(yōu)良的性能，但其感化機(jī)該當(dāng)前尚無(wú)純粹清楚，以下是個(gè)中一些觀點(diǎn)。

(1)聚羧酸類聚合物對(duì)水泥有較為明顯的緩凝感化，主要因?yàn)轸然洚?dāng)了緩凝成分，R—COO一與Ca2+離子感化組成絡(luò)合物，高漲溶液中的Ca2+離子濃度，延緩Ca(OH)z組成結(jié)晶，減少C—H—S凝膠的組成，延緩了水泥水化。

(2)羧基(一COOH)，經(jīng)基(一OH)，胺基(一NHz)，聚氧烷基(一O—R)n等與水親和力強(qiáng)的極性基團(tuán)主要通過(guò)吸附、拆散、潤(rùn)濕、滑膩等外觀活性感化，對(duì)水泥顆粒供給拆散和運(yùn)動(dòng)性能，并通過(guò)減少水泥顆粒間爭(zhēng)執(zhí)阻力，高漲水泥顆粒與水界面的冷清能來(lái)添加新拌混凝土的和易性。同時(shí)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(fù)電荷，從而使水泥顆粒之間孕育產(chǎn)生靜電排擊感化并使水泥顆粒拆散，導(dǎo)致按捺水泥漿體的消溶方向(DLVO實(shí)踐)，增洪水泥顆粒與水的接觸面積，使水泥充實(shí)水化。在擴(kuò)散水泥顆粒的過(guò)程中，放出消溶體所包抄的游離水，改進(jìn)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(shí)，聚合物分子鏈之間孕育產(chǎn)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(tǒng)更強(qiáng)的拆散才具的一個(gè)須要原因。

(4)聚羧酸類******減水劑的保持拆散機(jī)理興許從水泥漿拌和后的通過(guò)光陰和Zeta電位的關(guān)連來(lái)體會(huì)。一樣平常來(lái)講，使用萘系及三聚氰胺系高性能減水劑的混凝土經(jīng)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(shù)特色

3.1 聚羧酸系******減水劑摻量低，減水率高；

聚數(shù)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?jī)H為（0.16-0.25）%。減水率可達(dá)（20-35）%，與粉煤灰配合使用，使得水膠對(duì)照低，順應(yīng)配制中、高強(qiáng)度的高性能混凝土。

3.2 混凝土運(yùn)動(dòng)性大，坍落度損失小；

因?yàn)榫埕人峄炷翜p水劑良好的拆散執(zhí)著性，聚羧酸系******減水劑所配制的大運(yùn)動(dòng)性混凝土（ 坍落度≥180妹妹）經(jīng)時(shí)損失小，一小時(shí)基本無(wú)坍落度損失，二小時(shí)經(jīng)時(shí)損失小于15%，補(bǔ)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(yùn)動(dòng)性，順應(yīng)生產(chǎn)商品混凝土的唱工要求，特別對(duì)付泵送混凝土不易產(chǎn)生堵管氣象。

3.3 與膠凝材料的適應(yīng)性良好

項(xiàng)目實(shí)際中，分歧廠家生產(chǎn)的水泥配制泵送混凝土，同時(shí)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(wú)顯然泌水離析、阻礙混凝土強(qiáng)度添加的氣象孕育產(chǎn)生，并因其高減水率，順應(yīng)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(jìn)，況且前進(jìn)了混凝土的持久性。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等第相通時(shí)，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(qiáng)度前進(jìn)；分歧設(shè)計(jì)強(qiáng)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(qiáng)度隨之前進(jìn)，但混凝士和易性整體保持執(zhí)著，坍落度可達(dá)（180-240）妹妹。

3.4 可澆筑防水抗?jié)B混凝土，對(duì)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?yàn)榛炷吝\(yùn)動(dòng)性大，易于澆筑密實(shí)，加之聚合物對(duì)水化產(chǎn)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(shí)度、強(qiáng)度大幅度前進(jìn)，聚合物的填充感化和聚合物膜的密封感化使混凝土抗?jié)B抗裂的性能失去改進(jìn)；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(duì)付冬日施工，因?yàn)樗z對(duì)照低，聚合物組成的空間柔性網(wǎng)絡(luò)，前進(jìn)了混凝土攙和物的粘聚力，使得混凝土晚期抗凍性能增強(qiáng)。