减水剂是一种须要的混凝土外加剂，是新型建材支柱产业的须要产品之一。******减水剂不但大大提高了混凝土的力学性能，况且方便了混凝土的施工，

萘系******减水剂对我国混凝土(砼)技术和砼施工技术的进步，对前进建筑物的质量和使用寿命、高涨能耗、节省水泥及减少状况污染等方面都起侧须要的感化。因为萘系******减水剂的使用而出现的高强砼、大运动性砼是砼发展史上继钢筋砼、预应力砼后的第三次重大******。兴许说减水剂的技术及其使用代表着一个国度建筑材料和施工技术的水平。

近几十年萘系减水剂的发展中也暴露了一些自身难以榨取的问题。比方，用它配制的砼坍落度损失影响十认识显，不行能有更高的减水率，其生产的主要原料——萘是炼焦财产的副产品，来源受钢铁财产的限度，等等。为此，国内积极研究和开发非萘系******减水剂，以丰厚的火油化工产品为原料，以*高的减水串、极小的坍落度损失使萘系减水剂黯然失态，从而创始出减水剂技术和砼施工技术的新情势。

我国聚羧酸系减水剂发展起步较晚，其用量只占减水剂总用量的2%左右，但其在国内重特大项目中的使用正逐步添加。国内许多大的化学建材公司，如德固赛集团、格雷斯建材公司、马贝集团、西卡公司、富斯乐公司和花王公司等，纷繁将本人生产的聚羧酸系减水剂产品通过进口方式引进中国市场，对促进聚羧酸系减水剂在项目中的使用起到了尤其须要的感化。值得一提的是，国内少数厂家也起头生产、销售聚羧酸系减水剂产品。当前，我国正在制定聚羧酸系高性能减水剂的标准，信赖会促进我国聚羧酸系减水剂财产的快速、安康发展。

二、聚羧酸系******减水剂的研究进展

自20世纪90年代以来，聚羧酸已发展成为一种******减水剂的新品种。它具有强度高和耐热性、持久性、耐候性好等优同性能。其赋性是在低温下坍落度损失小，具有良好的运动性，在较低的温度下不需大幅度添加减水剂的参与量。 在日本，聚羧酸******减水剂的生产已经组成了未必的领域，大量使用于高层建筑。因为种种原因，我国当前仍进展在研究阶段，尚无组成生产领域。以下是影响聚羧酸******减水剂性能的一些须要因素。

2.1 反应单体

晚期的聚羧酸减水剂系统是烯烃与不饱和羧酸的共聚物，烯烃与不饱和羧酸共聚的条件较难控制，况且产物的相对分子质量只有数千，强度不高，单独使用效果不好，只能和其他类型的减水剂并用。为了改动这种状况，研究者尝试改动聚合单体。

Shawl等采用4—羟基丁醛和3—羟基异丁醛以7：1的比例混合后再与聚乙二醇共聚合成水泥拆散剂。也可采用马来酸酐、氨基羧酸、甲氧基二缩三乙二醇共聚合成减水剂。Mat—sunage等合成了聚合物HO—A一(S)x一B—OH(A，B为二价无机基团，x为2—5)，并以为采用此种聚合物与不饱和基团如烯基、胺基、碳基等共聚可失去性能良好的拆散剂。聚羧酸减水剂当前多采用不饱和酸及其衍生物与聚乙二醇或其衍生物共聚的方式，或参与第三单体。

纯聚羧酸减水剂的肇始Zeta电位较高，但是经时变幻对照大，控制坍落度损失方面较差。以聚氧乙烯为主链或在侧链上引入聚氧乙烯，可使减水刑具有保持Zeta电位，控制坍落度损失的才具，同时聚烷氧基链还起到消泡的感化。端基可采用分歧的机关兴许或许再与不饱和羧酸共聚。这种混合物的烷烃的端基不易产生凝胶化，可高涨淡水剂的减水率对温度的拜托性，并大要在较低温度下减少塌落度损失，在较低温度下减少减水剂的添加量。

Akimoto等采用烯醚基聚氧乙烯与马来酸酐或其衍生物共聚，以羧酸为侧链，烷氧基为主链合成减水剂。Honda等以为此种改性方式有未必效果，并参与双烯烃聚环氧乙烷作为第三种单体，控制与烷氧基环氧乙烷单烯基的共混比例。用此种混合物与马来酸酐共聚，产品使用效果更好。

Ohta等采用聚羧酸及其衍生物与甲氧基聚乙二醇共聚，聚羧酸的单体中至少含有两个羧基(如苯乙烯—马来酸酐共聚物)，并合成了苯乙烯—马来酸酐共聚物、异丁烯—马来酸酐共聚物、甲基丙烯酸—甲基丙烯酸酯共聚物等。特此类共聚物与甲氧基聚乙二醇、少量聚氧乙烯—聚氧丙烯共聚合成减水剂。

Hirata等研究了马来酸封端的二聚乙二醇3—甲基—3—异丁烯醚以及含有聚氧烷基醇侧链的聚羧酸系的减水剂。

Takahashi等采用聚氧烷基衍生物A，不饱和羧酸单体B，含有SO3H一的单体C共聚合成水泥拆散剂，并引入硅氧基单体。

Tanaka从事于高性能聚羧酸减水剂合成的研究。他以为要减少混凝土中的气泡含量，不能单靠外加消泡剂，必须考虑相容性的问题。在聚羧酸减水剂中引入烷氧基侧链是一种可行的方式。1997年他采用甲氧基聚乙二醇单不饱和酯与不饱和酸共聚，并参与少量的环氧乙烷—环氧丙烷共聚物，所合成的产品具有良好的使用性能。进一步的研究还发明，改动烷氧基聚乙二醇单不饱和酯与不饱和酸的配比，不再引入环氧乙烷—环氧丙烷共聚物，异样也可失去良好的效果：如前进水泥粒子的拆散性，前进混凝土的运动性，失去适当的含气量，良好的任务性和强度。该方式合成倒叙对照简单。花王公司的Satoh等和Nippon公司的Ya—mashita等也研究过相通的系统。研究后果表白该方式具有较好的使用蓝图。所分歧的是Tanaka等主要研究甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯与甲基丙烯酸的共聚反应。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、丙烯酸的共聚反应。Yamashita等以为晚期聚羧酸减水剂采用有端羟基的聚合物简单引起凝胶化，况且财产化生产对照因难，需要参与大量的链转移剂来防备凝胶气象产生，减水坚守也会下降。并指出合成带有端羟基的高分子拆散剂不具有实用价格，这种拆散剂极易凝胶，只管在履行室兴许合成，但是大领域的使用很是因难，假如采用硫醇作引发剂，或许需要大量的引发剂，失去的产品会含有游离的引发剂，在使用中会影响减水效果。他采用分歧链段长度的无端羟基的醚基聚乙氧基不饱和酸酯及其盐(A)和丙烯酸类不饱和羧酸(B)共聚来方案此问题，并以为适当添加第三单体不利于改进减水剂的性能。

国内也开展了高性能聚羧酸减水剂的合成研究。向建南等采用马来酸酐与聚乙二醇预聚制备马来酸酐单酯，尔后由马来酸酐单酯与2—甲基丙烯酸共聚制备AE减水剂。郭保文等采用烷氧基聚烷基二醇和丙烯酸甲酯发展酯互换反应，所得的聚合物再与丙烯酸共聚失去减水剂。聚羧酸减水剂的使用效果也有过报道。

2.2 单体比例

Tanaka以为合成的聚合物中兴许具有三种单体。*佳比例是单体A(甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯)的质量比例为40%一94%；单体B(不饱和羧酸)的质量比例为6%一60%；单体C(甲基丙烯酸的脂肪醇酯或不饱和二酸的衍生物)的质量比例为0—10%。他还以为不饱和羧酸在肇始原料质量百分比为10%一28%的领域*佳，假如高于28%，混凝土就会有太高的气泡含量，假如添加量小于10%，聚合物中羧基含量太少，要到达契合的水泥拆散性要添加减水剂的添加量，使费用增大。

Satoh合成的具有良好拆散效果的聚合物中也含有三种单体。单体A含10%一30%(mol)的聚氧烷基；单体B含50%一70%(mol)的不饱和羧酸酯(如丙烯酸酯)；单体C含10%一30%(mol)的不饱和羧酸或其盐(如甲基丙烯酸)。

Yamashita以为醚基聚乙氧基不饱和酸酯的末端要含有1—30个碳的烷基，并以为聚合物中两单体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%，这一点兴许用羧酸根的缓凝感化来讲明。

向建南以为单体比例对共聚物的拆散性能有较大的影响。在单体比例为1才，共聚物拆散性能*佳。当两者投料比小于1时，在产物分子中一COO一等亲水性基团含量大，这只管添加了产物的亲水性，但同时烷氧基聚乙二醇醚侧链含量太少，产物的拆散性能变差；当两者投料比大于1时，烷基酚聚乙二醇醚侧链的含量相对减少，这将导致产物亲水性能高涨，改动了产物的界面素质，从而使产物的拆散性能高涨。他还以为乳化剂OP的环氧值对共聚物以及产物的拆散性能都有影响。随着环氧值增大，共聚物对水泥的拆散性能添加，但当环氧值太大时，共聚物的拆散性能反而下降。

2.3 聚氮烷基链长

当前对付聚氧烷基单体的决议见地基本差异，以为*佳选用聚氧乙烯或聚氧丙烯。Tanaka以为聚氧烷基链长兴许在1—100之间，假如要失去高的亲水性和立体斥力，n值***幸亏5—100之间，并引见了M＝10和M＝25时的反应状况。向建南等的履行表白，M＝12左右时合成的减水剂效果*佳。李永德也有异样的见地。但Satoh却以为良好的水泥拆散剂的聚氧烷基链长一样平常为25—300，***幸亏110—300之间。这样伎俩有充实的立体斥力来前进拆散效果，况且能在用量少的状况下保持运动性。水泥外观亲水性能基本上不会影响混凝土的缓凝。Yamashita以为聚氧烷基M值应为15—300；而Honda以为假如引气率高，兴许通过减少烷基碳链个数来高涨引气率；高的n值会添加共聚物的粘性，如果合成的减水剂产品只有较小领域的坍落度改进，兴许通过添加M值来改进，*选M值为1—200。

2.4 聚合物相对分子质量的影响

作为一种拆散剂，聚合物的相对分子质量及其散播对拆散剂的拆散性能具有非常须要的影响。因为聚羧酸类减水剂属于阴离子外观活性剂，含有大量羧基亲水基，假如相对分子质量过大，聚合物拆散性能不好。相对分子质量太小，则聚合物保持坍落度才具不高。

雷爱中通过履行以为聚羧酸类减水剂相对分子质量应该控制在1000—5000之间。而日本学者则以为高性能聚羧酸减水剂的重均相对分子质量的领域应在10000—100000之间。Tanaka通过GPC法测定相对分子质量散播，取曲线***岑岭值为Mp，以为要失去高拆散性的减水剂还应使(Mw-Mp)大于0且小于7000为*佳。假如(Mw-Mp)大于7000，表示有较多相对分子质量高的聚合物具有，水泥拆散性能低，其减少坍落度损失才具也会下降。相通(Mw-Mp)小于0，则表示相对分子质量低的聚合物占大少数，混凝土中的气泡含量会添加，产品的性能也会下降。

2.5端基的影响

烷氧基聚氧乙烯不饱和酸茁中的烷基端基*佳决议短碳链的脂肪烷基或苯基，脂肪烷基碳数目可为1—18，但常用的是1—4个碳链的烷基。

2.6 聚合物添加量的影响

聚羧酸类******具有拆散感化，当参与这些******时，能前进水泥净浆运动度；另一方面，在液相中聚按酸类******的添加量的添加使粘度增大。这种拆散感化与粘度增大对水泥运动度彼此限度，从而影响了其塑化效果。Tanaka 以为拆散剂在混凝土中的添加量仅需0.01%-1.0%(质量含量)，*佳为0.02%一0.5%。假如添加量少于0.01%，水泥拆散剂不能保持其性能；假如大于1.0%，过量使用不能带来性能的前进。Satoh和Yamashita则以为领域兴许放宽，***幸亏0.05%一1.0%的领域。

2.7 聚羧酸******减水剂的机理

聚羧酸类减水剂是新型减水剂，具有许多优良的性能，但其感化机该当前尚无纯粹清楚，以下是个中一些观点。

(1)聚羧酸类聚合物对水泥有较为明显的缓凝感化，主要因为羧基充当了缓凝成分，R—COO一与Ca2+离子感化组成络合物，高涨溶液中的Ca2+离子浓度，延缓Ca(OH)z组成结晶，减少C—H—S凝胶的组成，延缓了水泥水化。

(2)羧基(一COOH)，经基(一OH)，胺基(一NHz)，聚氧烷基(一O—R)n等与水亲和力强的极性基团主要通过吸附、拆散、润湿、滑腻等外观活性感化，对水泥颗粒供给拆散和运动性能，并通过减少水泥颗粒间争执阻力，高涨水泥颗粒与水界面的冷清能来添加新拌混凝土的和易性。同时聚羧酸类******吸附在水泥颗粒外观，羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷，从而使水泥颗粒之间孕育产生静电排击感化并使水泥颗粒拆散，导致按捺水泥浆体的消溶方向(DLVO实践)，增洪水泥颗粒与水的接触面积，使水泥充实水化。在扩散水泥颗粒的过程中，放出消溶体所包抄的游离水，改进了和易性，减少了拌水量。

(3)聚羧酸分子链的空间阻碍感化(即立体排击)。聚羧酸类******分子吸附在水泥颗粒外观呈“栉型”，在凝胶材料的外观组成吸附层，聚合物分子吸附层彼此濒临穿插时，聚合物分子链之间孕育产生物理的空间阻碍感化，防备水泥颗粒的消溶，这是羧酸类减水剂具有比其他系统更强的拆散才具的一个须要原因。

(4)聚羧酸类******减水剂的保持拆散机理兴许从水泥浆拌和后的通过光阴和Zeta电位的关连来体会。一样平常来讲，使用萘系及三聚氰胺系高性能减水剂的混凝土经60min后坍落度损失显然高于含聚羧酸系高性能减水剂的混凝土。这主如果后者与水泥粒子的吸附模型分歧，水泥粒子间高分子吸附层的感化力是立体静电斥力，Zeta电位变幻小。

三、聚羧酸系******减水剂的主要技术特色

3.1 聚羧酸系******减水剂掺量低，减水率高；

聚数酸系******减水剂掺量占胶凝材料的0.80%-1.25%，因减水剂含固量为20%，折固量仅为（0.16-0.25）%。减水率可达（20-35）%，与粉煤灰配合使用，使得水胶对照低，顺应配制中、高强度的高性能混凝土。

3.2 混凝土运动性大，坍落度损失小；

因为聚羧酸混凝土减水剂良好的拆散执着性，聚羧酸系******减水剂所配制的大运动性混凝土（ 坍落度≥180妹妹）经时损失小，一小时基本无坍落度损失，二小时经时损失小于15%，补偿了常用萘系******减水剂配制的混凝土坍落度损失大、易泌水等方面的缺陷，与粉煤灰配合使用，减水剂的小掺量即可失去**的运动性，顺应生产商品混凝土的唱工要求，特别对付泵送混凝土不易产生堵管气象。

3.3 与胶凝材料的适应性良好

项目实际中，分歧厂家生产的水泥配制泵送混凝土，同时掺有大量的粉煤灰，聚羧酸系******减水剂掺入后，与分歧水泥的相容性较好，无显然泌水离析、阻碍混凝土强度添加的气象孕育产生，并因其高减水率，顺应与粉煤灰配合使用，减小了粉煤灰混凝土的收缩，又使混凝土可泵性失去显然改进，况且前进了混凝土的持久性。混凝土设计强度等第相通时，水泥用量添加，减水剂用量随着少量添加，水胶比下降，混凝土强度前进；分歧设计强度等第的混凝土，减水剂用量随着胶凝材料用量添加而少量添加，水胶比下降，混凝土的强度随之前进，但混凝士和易性整体保持执着，坍落度可达（180-240）妹妹。

3.4 可浇筑防水抗渗混凝土，对施工状况温度要求低；

聚羧酸系******减水剂配制泵送商品混凝土，因为混凝土运动性大，易于浇筑密实，加之聚合物对水化产物的聚合活性，生成具有胶凝形状的水化物填充空隙，混凝土密实度、强度大幅度前进，聚合物的填充感化和聚合物膜的密封感化使混凝土抗渗抗裂的性能失去改进；况且粉煤灰掺量大，混凝土水化热小，减水剂的保塑恪守显然，契合大致积混凝土及夏日施工，对付冬日施工，因为水胶对照低，聚合物组成的空间柔性网络，前进了混凝土搀和物的粘聚力，使得混凝土晚期抗冻性能增强。