聚羧酸減水劑

根據其主鏈結構的不同可以將聚羧酸系高效減水劑產品分為兩大類：一類以丙烯酸或甲基丙烯酸為主鏈,接枝不同側鏈長度的聚醚。另一類是以馬來酸酐為主鏈接枝不同側鏈長度的聚醚。以此為基礎，衍生了一系列不同特性的高性能減水劑產品。 ^[2] 

在聚羧酸外加劑出現之前，有木質素磺酸鹽類外加劑，萘系磺酸鹽甲醛縮合物，三聚氰胺甲醛縮聚物，丙酮磺酸鹽甲醛縮合物，氨基磺酸鹽甲醛縮合物等。20世紀80年代初日本率先成功研製了聚羧酸系減水劑。新一代聚羧酸系高效減水劑克服了傳統減水劑一些弊端，具有摻量低、保坍性能好、混凝土收縮率低、分子結構上可調性強、高性能化的潛力大、生產過程中不使用甲醛等突出優點。 ^[3] 

對於聚羧酸減水劑的合成，分子結構的設計是至關重要的，其中包括分子中主鏈基團、側鏈密度以及側鏈長度等。合成方法主要包括原位聚合接枝法、先聚合後功能化法和單體直接共聚法。

1、原位聚合接枝法

以聚醚作為不飽和單體聚合反應的介質，使主鏈聚合以及側鏈的引入同時進行，工藝簡單，而且所合成的減水劑分子質量能得到一定的控制，但這種方法涉及的酯化反應為可逆反應，在水溶液中進行導致接枝率比較低，已經逐漸被淘汰E14]。

2、先聚合後功能化法

這種方法主要是先合成減水劑主鏈，再以其他方法將側鏈引入進行功能化，此方法操作難度較大，減水劑分子結構不靈活且單體問相容性不好，使得這種方法的使用得到了較大的限制E15]。

3、單體直接共聚法

這種方法是先製備出活性大單體，然後在水溶液中將小單體和大單體在引發劑的引發下進行共聚反應。隨着大單體的合成工藝日益成熟且種類越來越多，這種合成方法已經是現階段聚羚酸減水劑合成的最常用方法。 ^[4] 

在很多混凝土工程中，萘系等傳統高效混凝土由於技術性能的侷限性，越來越不能滿足工程需要。在國內外備受關注的新一代減水劑，聚羧酸系高性能減水劑，由於真正做到了依據分散水泥作用機理設計有效的分子結構，具有超分散型，能防止混凝土坍落度損失而不引起明顯緩凝，低摻量下發揮較高的塑化效果，流動性保持性好、水泥適應廣分子構造上自由度大、合成技術多、高性能化的餘地很大，對混凝土增強效果顯著，能降低混凝土收縮，有害物質含量極低等技術性能特點，賦予了混凝土出色的施工和易性、良好的強度發展、優良的耐久性、聚羧酸系高性能減水劑具有良好的綜合技術性能優勢及環保特點，符合現代化混凝土工程的需要。因此，聚羧酸系高性能減水劑正逐漸成為配製高性能混凝土的首選外加劑。據報道，日本聚羧酸外加劑使用量已佔所有高性能外加劑產品總量的80%以上，北美和歐洲也佔了50%以上。在我國，聚羧酸系減水劑已成功應用僅在三峽大壩、蘇通大橋、田灣核電站、京滬高鐵等國家大型水利、橋樑、核電、鐵路工程，並取得了顯著的成果。 ^[5] 

同時聚羧酸減水劑也存在一些問題：1.高温環境下保坍性不足；2.温度敏感性強，同種聚羧酸減水劑在不同季節施工，混凝土保坍性相差甚遠；3.功能性產品較少，很難滿足超高、超長距離混凝土泵送、負温施工、超早強混凝土的製備以及混凝土高耐久等要求；4.粘度高，在高摻合材、低水膠比混凝土配製中，混凝土粘度高，不利於施工；5.對砂石集料的含泥量敏感性強。 ^[2]  6.對機制砂適應也差，摻量敏感影響施工。 ^[6] 

聚羧酸高性能減水劑的混凝土性能指標

1、與各種水泥的相容性好，混凝土的坍落度保持性能好，延長混凝土的施工時間。

2、摻量低，減水率高，收縮小。

3、大幅度提高混凝土的早期、後期強度。

4、本產品氯離子含量低、鹼含量低，有利於混凝土的耐久性。

5、本產品生產過程無污染，不含甲醛，符合ISO14000環境保護管理國際標準，是一種綠色環保產品。

6、使用聚羧酸鹽類減水劑，可用更多的礦渣或粉煤灰取代水泥，從而降低成本。 ^[7] 

適用於高速鐵路、客運專線、工業與民用建築、道路、橋樑、港口碼頭、機場等工程建設的預製和現澆混凝土、鋼筋混凝土及預應力混凝土。

特別適用於配製混凝土施工時間長，對混凝土坍落度保持要求高的工程，如核電工程。

摻量範圍：一般情況下，折算20%含固量時摻量為膠凝材料重量的0.5～1.5%，推薦摻量為1.0%。