第一篇：聚羧酸化驗室檢測要求

原材料：

OX608：無色透明液體，含固量≥60%，微波爐，中低火加熱35min

丙烯酸（AA）：含量＞99.6%，做小試檢測

Vc：做小試檢測

雙氧水：滴定法，小試

（GBT6684-2002）

TGA（巰基乙酸）：小試檢測

過程檢測：嚴格按照工藝要求操作，不做檢測

半成品檢測：

中和前初檢流動度≥250mm（0.3%~0.4%C，87g 水），PH=6~7，烘含固量

成品檢測：

PH=6~7，比重（參考值1.080，,42℃），流動度，減水率

輔料加入母液時間無規定，取樣兩次，第一次檢測合格后，攪拌5~10min，第二次取樣留樣。

輔料：名稱

摻量

葡鈉

防霉劑

1.2‰~1.5‰

AOS（引氣劑）

0.1%~0.2%

α-烯基磺酸鈉

文萊膠（增稠劑）0.4%~0.5%~1.0%

4-甲氧基-2-硝基苯胺

檢測標準：

引氣劑：褐色液體，PH≥11，含固量：10%，比重：1.05±0.03 g/ml

起泡≥10cm，消泡≥2D，水溶性良好

防霉劑：無色到淡黃色液體，比重：1.072±0.02，PH=3~5 OXAC608：無色半透明液體，含固量≥60%，比重：1.094~1.1（20℃）配料計算方法：

1000g中，以干粉計算，PC-4=56g，PC-5=14g，PN=35g，AOS=0.2 文萊膠=1.2（280,70為掩飾數據，都要除以5得到真實摻量）

聚羧酸外加劑的儲存： 由于PC外加劑容易發霉，導致發霉的原因有溫度、存放時間、防霉劑的用量等等。

配料池中有白色的顆粒，有可能是細菌，加入甲醛可以殺菌，一般加甲醛量為1kg/T。

細菌：細菌種類很多一般懸浮在液體中，加入甲醛可以殺菌，20~25℃時細菌繁殖旺盛。

霉菌：一般是浮在液面上，長毛，加入防霉劑可以抑制。酵母：

PC-4流動度差10幾個，可以加入0.5%的文萊膠調節 佛山管樁：PC-4 +防霉劑1.2%，含固量10% 實際應用

1:聚羧酸一般不會泌水，而且聚羧酸和易性沒有問題，一般都是減水率問題。

2:砂率小（砂子細），一般不能加文萊膠，會使流動性變差，文萊膠是增稠劑。

如果砂率小，配比上可以適當減少砂子用量，增加點石子量。3：坍落度初始達不到，增加摻量，或者增加濃度，可以提高初始坍落度，但是如果是高標號混凝土塌損會大，聚羧酸低標號混凝土基本沒有塌損，10毫米左右的塌損。

4：混凝土黑漿，粉煤灰中的黑粉，聚羧酸可以解決，但是影響強度，（估計是加入引氣劑或者增稠劑）。增稠劑可以解決黑漿，但是影響強度（一個等級的強度）。增稠劑解決的原理應該是使包裹性好點。

5：萘系摻量一般比聚羧酸高0.2%，礦粉多凝結時間長，萘系一般33%左右，聚羧酸10%左右。

6：其他用量都正常，萘系超摻，用水正常，一般不會泌水，但是會發粘板結。

7:有黃漿，說明是外加劑超摻，可以增加點砂率（就是增加一點砂子用量），砂子細會容易發粘，砂子粗容易泌水，砂粗要增加砂，減少石子，可以提高流動性。

保塑成分是否就是木鈉之類的東西？

第二篇：聚羧酸分子結構

聚羧酸高效減水劑的分子設計與合成及性能

摘 要：依據減水劑的作用機理，用自制單體設計、合成一種新型聚羧酸鹽減水劑，得出其最佳合成配方及工藝為：m（馬來酸酐）：m（丙烯酸聚乙二醇單酯）：m（丙烯基磺酸鈉）=1：3：2．4；選用1%的k2 s2o8為引發劑、反應溫度85℃、反應時間6 h。試制產品性能測試結果表明：該聚羧酸減水劑具有優良的分散能力、和易性好，其最佳摻量為0．3%，能顯著減小水泥凈漿的流動度經時損失。經紅外光譜分析表明，合成產物的分子結構與設計的分子結構基本一致。

優質的高效減水劑能降低混凝土的水灰比，減小混凝土的塌落度損失，提高和易性、賦予混凝土高密實度和優異施工性能。在眾多系列減水劑中，聚羧酸類減水劑適應范圍廣，具有高減水性、低塌落度損失、低摻量、環保等優點。

依 據目前對減水劑的認識和理解，減水劑是通過表面活性作用、絡合作用、靜電排斥力和立體排斥力等來阻礙或破壞水泥顆粒的絮凝結構。高性能減水劑的理想結 構應該是高分子的聚合物，線性、多支鏈、疏水基團和親水基團相間，疏水基鏈輕且短，親水基鏈重且長。在水泥漿體中猶如梳子，疏水基牢牢地釘在水泥顆粒表 面，封閉包裹住水泥粒子，而親水基團伸向水溶液，既有產生靜電排斥力的基團，又有產生立體排斥力的基團。聚羧酸鹽減水劑分子結構設計

用丙烯酸聚乙二醇單酯（pa）、馬來酸酐（m）、丙烯基磺酸鈉（sas）3種單體共聚合成聚羧酸鹽減水劑。聚合物的分子結構如下：

使用高效減水劑，不僅要求能提高新拌混凝土的和易性及減水性，同時要提高耐凍性和較小的塌落度損失，所以，減水劑分子量要適當，相對分子質量應該控制在1 000-5 000。2 實 驗

2．1 實驗材料

聚乙二醇、對苯二酚，ar．上海化學試劑公司；十二烷基苯磺酸、無水亞硫酸鈉、氯丙烯，ar．西安三浦精細化工廠；丙烯酸、馬來酸酐，ar．上海天原化工廠；水泥，32．5級普通硅酸鹽水泥，秦嶺水泥廠。

2．2 合成方法

2．2．1 丙烯酸聚乙二醇單酯（pa）的制備

在 三口瓶中加入一定量的聚乙二醇、十二烷基苯磺酸、對苯二酚。110~120℃時開始加人丙烯酸，滴加完畢后，于120℃恒溫2．5 h。將反應液減壓蒸出副產物水，在此溫度下反應2 h，脫出水分的速度明顯減慢；130℃恒溫，至真空反應得出水的量與理論值接近時為反應終點；在真空條件下降溫至40℃以下，出料得成品。

2．2．2 丙烯基磺酸鈉（sas）的制備

在三口瓶中加人一定量的蒸餾水、無水亞硫酸鈉，加熱攪拌使其溶解，在45℃時開始加人氯丙烯，滴加完畢后，升溫至47℃反應3 h；將反應物減壓，在40℃時蒸干，然后加入無水乙醇洗滌，趁熱抽濾；將濾液減壓，在40℃時蒸至近干，倒出置于燒杯中結晶。

2．2．3 馬來酸酐（m）一pa—sas共聚物的合成在三口瓶中加入蒸餾水、馬來酸酐，加熱攪拌使其溶解，當溫度達到60℃時開始加人pa和sas溶液，同時加人過硫酸鹽。滴加完后升溫至85℃反應3～5 h，出料即為目標減水劑。

2．3 性能測試方法

2．3．1 水泥和易性

在100 g基準水泥中摻人0．3%（質量比，下同）的減水劑，同時加入29 g水觀察和易性。然后將水的加量增加至35 g，觀察和易性，再將減水劑的摻量增至0．5%，觀察和易性及流動性。

2．3．2 水泥凈漿流動度

按 照gb 8077—87對不同單體配比及不同引發劑用量所得的減水劑進行水泥凈漿流動度測試。在100 g水泥中加人0．3%減水劑，同時加人29 g水，依次選取3個不同位置測量水泥凈漿鋪展直徑，求平均值即為水泥凈漿流動度。然后將水的加人量增至35 g，減水劑增至0．5%，再次測試流動度。

2．4 紅外光譜分析

取合成的減水劑試樣，經過無水乙醇反復洗滌，干燥，溴化鉀壓片，采用德國布魯克公司的vector－22型傅立葉紅外光譜儀進行結構分析，并與設計結構相比較。結果與討論

3．1 影響合成pa單體的因素

3．1．1 酸醇比對pa酯化率的影響

丙烯酸與聚乙二醇的用量比是影響酯化反應的主要因素。圖1是pa酯化率隨丙烯酸與聚乙二醇的比（物質的量比，酸醇比）的變化曲線。從圖1可看出，酸醇比為1．2：1．0時，pa酯化率最大。

阻聚劑用量對酯化率的影響由于丙烯酸為不飽和酸，在反應過程中丙烯酸單體之間及丙烯酸單體與丙烯酸聚乙二醇單酯之間易發生熱聚合，所以需加阻聚劑。如圖2所示，隨著阻聚劑加入量的增加，生成pa的酯化率先提高后降低，故確定阻聚劑的最佳加人量為反應單體總質量的0．6%。

催化劑用量對圖3是用十二烷基苯磺酸作催化劑時，其用量對pa酯化率的影響。

由圖3可知，催化劑加入量越大，反應速度越快，酯化率也越高。但催化劑的加入量大于1．0%時（相對于單體總質量），對酯化率的影響已經較小，故確定十二烷基苯磺酸的用量為1．0%。

3酯化反應時間對酯化率的影響 由圖4可見，酯化反應時間對酯化反應的影響程度隨著反應時間的延長而增大，當反應時間至6 h時，酯化率達89．4%，但繼續延長反應時間對酯化率的影響已經不大，酯化率變化不再明顯，此時酯化反應已基本完成，故本實驗確定適宜的反應時間為6 h。

3.1酯化反應溫度對酯化率的影響

反應溫度是影響反應速率的重要因素。由于所用的醇為高級醇，空間位阻較大，因而反應速度較慢。為提高反應速率，應提高反應體系的溫度，但同時也應避免在 反應過程中產生熱聚合現象。為此采用逐步升溫方法，以保持反應在正常回流下，溫度不應超過丙烯酸的沸點（140 ℃）。本實驗采用減壓裝置及時移走酯化反應過程中產生的水，以提高酯化程度。不用苯、甲苯或環己烷等有毒試劑作攜水劑，減少催化劑、阻聚劑等試劑的用量。同時，保證了較高的產率及純度，是一種有效制備此單體的方法。

上述試驗結果表明，合成pa的最佳配比為：丙烯酸與聚乙二醇的物質的量比為1．2：1．0，阻聚劑的用量為單體總質量的0．6%，催化劑的用量為單體總 質量的1．0%；最佳工藝條件為：采用分段升溫方法，于110～140℃ 回流條件下反應6 h。采用該配比及工藝，pa酯化率可達89．4%以上，產物在水中有極好的溶解性，并且實驗有很好的重現性。3.2 影響合成的因素

反應物料比對sas產率的影響

氯丙烯與亞硫酸鈉的用量比是影響反應的主要因素，制備時應首先考慮。圖5是反應時間5 h、反應溫度45～47℃時，氯丙烯與亞硫酸鈉的比（物質的量比）對sas產率影響的曲線。

由圖5可見，隨著氯丙烯與亞硫酸鈉的物質的量比的增加，sas的產率增大。由于反應是在液相中進行，氯丙烯極易揮發，氯丙烯適當過量可補充損失，從而提高sas產率。故選用氯丙烯與亞硫酸鈉的比為1．2：1進行反應。

3．2．2 反應時間對sas產率的影響

圖6是氯丙烯與亞硫酸鈉的物質的量比為1．2：

1、反應溫度為47℃ 時，反應時間對sas產率的影響曲線。

由圖6可見，sas的產率隨反應時間的延長先增大后減小。這是由于反應時間超過4 h后，反應物料受熱時間過長，部分單體和產物發生了聚合。故確定反應時間以4 h為宜。

3.2.3反應溫度對產率的影響 圖7是氯丙烯與亞硫酸鈉的物質的量比為1．2：

1、反應時間為4 h時，反應溫度對sas產率的影響曲線。

由圖7可見，隨著反應溫度的升高，sas的產率增大，但溫度超過47 ℃時，氯丙烯發生聚合，實驗失敗。故確定反應溫度為47 ℃。由圖5～圖7分析得出：當出現回流時開始滴加氯丙烯，要嚴格控制溫度不超過47 ℃。sas的最佳配比及合成工藝條件為：氯丙烯與亞硫酸鈉的物質的量比為1．2：1，反應溫度47℃，反應時間4 h。此條件下sas的產率為92．9%。

3.3.3影響水泥凈漿和易性的因素

圖8實驗分析了減水劑的反應溫度為81℃、反應時間5h、引發劑（nh4）2s2o8用量1%的條件下，聚合單體配比（質量比）對水泥凈漿和易性的影響；m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2

4、反應時間5 h、引發劑（nh4）2s2o8用量1%條件下，反應溫度對水泥凈漿和易性的影響；m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2

4、反應溫度81℃、反應時間5 h下，引發劑用量對水泥凈漿和易性的影響；m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2

4、引發劑k2s2o8用量1%，反應溫度為85℃下，反應時間對水泥凈漿和易性的影響。

由圖8可知，應選m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2．4，1%的k2s2 o8做引發劑，反應溫度為85 ℃，反應時間6 h。減水劑對水泥凈漿流動度的影響

選取和易性最好的減水劑進行水泥凈漿流動性檢測，圖9為不同摻量減水劑對水泥凈漿經時流動度的影響。

由圖9可知，m—pa—sas共聚物減水劑具有優異的分散能力。摻量0．5%時，水泥凈漿經時流動度最大為29．7 cm（60 min）；摻量0．3%時，經時流動度最大為26．2 cm（30 min）；減水劑摻量為0．3%時較摻量為0．5%時的水泥凈漿流動度經時變化小。

3．5 紅外光譜分析

取和易性最好的減水劑進行紅外光譜分析，結果見圖10。

圖10中，3 386 cm-1 和530 cm-1處是羥基的明顯特征吸收峰；1 059 cm-1處是醚鍵的特征吸收峰；1 220—1 126cm-1 處是羧酸酐的特征峰；1 722 cm-1 處為酯基的特征吸收峰，在3 000～3 200 cm-1沒有峰出現，說明烯類c=c鍵不存在，未聚合的單體殘留很少。表明，產品的結構與原先設計的減水劑分子基本結構相符，驗證了m—pa—sas共聚物減水劑分子結構設計的合理性。結論

（1）該減水劑的最佳合成配比及工藝為：m（m）：m（pa）：m（sas）為1：3：2．4，選用1%的k2s2o8做引發劑，反應溫度85℃，反應時間6 h。

（2）水泥凈漿試驗結果表明，m—pa—sas共聚物減水劑具有優異的分散能力，其最佳摻量為0．3%，可使水泥凈漿流動度達到25 cm以上，經時變化顯著減小。

第三篇：聚羧酸系減水劑（共）

聚羧酸系減水劑

百科名片

聚羧酸系高性能減水劑（液體）是繼木鈣為代表的普通減水劑和以萘系為代表的高效減水劑之后發展起來的第三代高性能減水劑，是目前世界上最前沿、科技含量最高、應用前景最好、綜合性能最優的一種高效減水劑。PC聚羧酸系高性能減水劑是代表當今世界技術含量最領先的減水劑產品。經與國內外同類產品性能比較表明，PC聚羧酸系高性能減水劑在技術性能指標、性價比方面都達到了當今國際先進水平。

一、性能特點

1、摻量低、減水率高：減水率可高達45%，可用于配制高強以及高性能混凝土。

2、坍落度輕時損失小：預拌混凝土2h坍落度損失小于15%，對于商品混凝土的長距離運輸及泵送施工極為有利。

3、混凝土工作性好：用PC聚羧酸系高性能減水劑配制的混凝土即使在高坍落度情況下，也不會有明顯的離析、泌水現象，混凝土外觀顏色均一。對于配制高流動性混凝土、自流平混凝土、自密實混凝土、清水飾面混凝土極為有利。用于配制高標號混凝土時，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易于攪拌。

4、混凝土收縮小：可明顯降低混凝土收縮，顯著提高混凝土體積穩定性及耐久性。

5、堿含量極低：堿含量≤0.2%。

6、產品穩定性好：低溫時無沉淀析出。

7、產品綠色環保：產品無毒無害，是綠色環保產品，有利于可持續發展。

8、經濟效益好：工程綜合造價低于使用其它類型產品。

9、唯一的缺點可能就是與其他水泥和膠凝材料的適應性問題，可以這么說，聚羧酸類減水劑是所有減水劑系類中與水泥適應性最差的外加劑之一，所以在使用之前都要對水泥以及其他膠凝材料做適應性的實驗來確定其性能好壞，這是很值得注意的地方！

二、技術性能

項 目（標準型）（緩凝型）

外觀 淺棕色液體 淺棕色液體

密度（g/ml）1.07±0.02 1.07±0.02 固含量（%）20±2 20±2 水泥凈漿流動度（基準水泥）（㎜）≥250（W/C=0.29）≥250（W/C=0.29）

pH 6～8 6～8

氯離子含量（%）≤0.02 ≤0.02 堿含量（Na2O＋0.658K2O）（%）≤0.2 ≤0.2

聚羧酸系高性能減水劑混凝土性能指標

項 目（標準型）（緩凝型）

減水率（%）25～45 25～45 泌水率比（%）≤20 ≤20

坍落度增加值（㎜）＞100 ＞100 坍落度保留值（1h）（㎜）≥160 ≥160 含氣量（%）2.0～5.0 2.0～5.0

凝結時間差（min）初凝-90～+90 +150 終凝-90～+90 +150

抗壓強度比（%）1d ≥180 無要求 3d ≥165 ≥155 7d ≥155 ≥145 28d ≥135 ≥130

耐久性 28d收縮率比（%）≤100 ≤100 200次快凍相對動彈模量（%）≥60 ≥60 抗氯離子滲透性（C）≤1000 ≤1000 碳化深度比（%）≤100 ≤100 鋼筋銹蝕 無 無

常用摻量（%）占膠凝材料總量的0.8～1.5%

三、使用說明

1、DH-4004型聚羧酸系高性能減水劑的摻量為膠凝材料總重量的0.4%～2.5%，常用摻量為0.8%～1.5%。使用前應進行混凝土試配試驗，以求最佳摻量。

2、DH-4004型聚羧酸系高性能減水劑不可與萘系高效減水劑混合使用，使用聚羧酸系高性能減水劑時必須將使用過萘系高效減水劑的攪拌機和攪拌車沖洗干凈否則可能會失去減水效果。

3、使用聚羧酸系高性能減水劑時，可以直接以原液形式摻加，也可以配制成一定濃度的溶液使用，并扣除聚羧酸系高性能減水劑自身所帶入的水量。

4、由于摻用聚羧酸系高性能減水劑混凝土的減水率較大，因此坍落度對用水量的敏感性較高，使用時必須嚴格控制用水量。

5、聚羧酸系高性能減水劑與絕大多數水泥有良好的適應性，但對個別水泥有可能出現減水率偏低，坍落度損失偏大的現象。另外，水泥的細度和儲存時間也可能會影響聚羧酸系高性能減水劑的使用效果。此時，建議通過適當增大摻量或復配其它緩凝組分等方法予以解決。

6、摻用聚羧酸系高性能減水劑后，混凝土含氣量有所增加（一般為2%～5%）有利于改善混凝土的和易性和耐久性，如需在蒸養混凝土中使用或有其它特殊要求，請聯系我們，我們為您及時解決。

7、由于聚羧酸系高性能減水劑摻量小、減水率高，使用聚羧酸系高性能減水劑配制C45以上的各類高性能混凝土，可以大幅度降低工程成本，具有顯著的技術經濟效益；用于配制C45以下等級混凝土，雖然聚羧酸系高性能減水劑的成本偏高，但可以通過增加礦物摻合料用量，降低混凝土的綜合成本，同樣具有一定的技術經濟效益。

四、作用機理

減水作用是表面活性劑對水泥水化過程所起的一種重要作用。減水劑是在不影響混凝土工作性的條件下，能使單位用水量減少；或在不改變單位用水量的條件下，可改善混凝土的工作性；或同時具有以上兩種效果，又不顯著改變含氣量的外加劑。目前，所使用的混凝土減水劑都是表面活性劑，屬于陰離子表面活性劑。

水泥與水攪拌后，產生水化反應，出現一些絮凝狀結構，它包裹著很多拌和水，從而降低了新拌混凝土的和易性（又稱工作性，主要是指新鮮混凝土在施工中，即在攪拌、運輸、澆灌等過程中能保持均勻、密實而不發生分層離析現象的性能）。施工中為了保持所需的和易性，就必須相應增加拌和水量，由于水量的增加會使水泥石結構中形成過多的孔隙，從而嚴重影響硬化混凝土的物理力學性能，若能將這些包裹的水分釋放出來，混凝土的用水量就可大大減少。在制備混凝土的過程中，摻入適量減水劑，就能很好地起到這樣的作用。

混凝土中摻入減水劑后，減水劑的憎水基團定向吸附于水泥顆粒表面，而親水基團指向水溶液，構成單分子或多分子層吸附膜。由于表面活性劑的定向吸附，使水泥膠粒表面帶有相同符號的電荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥－水體系處于相對穩定的懸浮狀態，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝狀結構分散解體，從而將絮凝結構內的水釋放出來，達到減水的目的。減水劑加入后，不僅可以使新拌混凝土的和易性改善，而且由于混凝土中水灰比有較大幅度的下降，使水泥石內部孔隙體積明顯減少，水泥石更為致密，混凝土的抗壓強度顯著提高。減水劑的加入，還對水泥的水化速度、凝結時間都有影響。這些性質在實用中都是很重要的。

五、包裝

1、DH-4004型聚羧酸系高性能減水劑, 水劑采用桶裝, 粉劑為塑桶裝。

2、應置于陰涼干澡處儲存，避免陽光直射。

3、有效保存期為12個月，超期經試驗驗證合格后仍可繼續使用。

DH-4004型聚羧酸系高性能減水劑（液體）

六、應用中的幾點理解誤區

作為最新一代的高性能外加劑，聚羧酸減水劑的工程應用日益增加。從預制混凝土構件到現澆混凝土，從自密實混凝土、清水混凝土到需要快凝早強的特殊混凝土，從鐵路、橋梁、水電等領域到市政、民建工程，聚羧酸減水劑正占有越來越大的市場份額。但畢竟聚羧酸減水劑工程應用的時間還較短，對其應用技術的基礎研究還相對較少，應用者大多憑廠家的宣傳、憑以往經驗甚至憑感覺，其中難免有一些應用乃至理解上的誤區。1、聚羧酸減水劑與水泥的適應性好

常見的對聚羧酸減水劑性能的描述是：減水率高、與水泥適應性非常好、混凝土和易性好、一小時坍落度無損失等。事實上，膠凝材料成分復雜多變，從吸附一分散機理看，任何外加劑都不可能適應所有情況，聚羧酸外加劑與水泥適應性好也是與萘系減水劑相對比較而言的。

混凝土工作性，總體上可分為流動性指標和穩定性指標。摻加聚羧酸減水劑的混凝土和易性比較好，在較高的摻量或較高用水量時也不會發生明顯的離析、泌水，混凝土在模板中的沉降也較小，也就是說從穩定性指標來說，聚羧酸減水劑與水泥的適應性要明顯好于萘系減水劑。但從流動性指標來說，并不盡然。

（1）聚羧酸減水劑的適應性與其摻量直接相關

我們都知道，萘系減水劑摻量較高的高標號混凝土流動性較好，坍落度損失較小；但中低標號混凝土往往流動性差，坍損也較大，而適當增加摻量是改善適應性的最有效措施。聚羧酸外加劑同樣如此，筆者用北京地區常用的膠凝材料和骨料配制 C30 混凝土，外加劑用巴斯夫公司聚羧酸減水劑，結果發現：減水劑摻量(折固)在 0.13 ％ ~0.15 ％間時，混凝土都能獲得較好的流動性，但坍落度損失普遍較大，不管復配哪種常用緩凝劑，加多大劑量，當減水劑摻量達到 0.16 ％后，大部分混凝土 1 小時后都能保持較好的流動性。

(2)與萘系減水劑適應性差的水泥一般與聚羧酸減水劑適應性也較差

一般說來，堿含量高、鋁酸鹽含量高或細度高的水泥需水量大。萘系減水劑的摻量較高，坍落度損失較大，同樣，用聚羧酸減水劑也有相同的規律。某些摻加萘系減水劑有滯后泌水現象的水泥，改用聚羧酸減水劑同樣會泌水，但程度稍輕。若水泥由于石膏原因存在非正常坍落度損失(混凝土在出機幾分鐘后即失去流動性)，用聚羧酸減水劑也不會有改觀，只能同時補充硫酸根離子才能從根本上解決，這跟萘系減水劑是一致的。

(3)某一具體的聚羧酸產品的“適應面”不及萘系產品

萘系產品是由相同原材料在相同工藝條件下合成的結構性能相同的產品，聚羧酸減水劑是由不同種原材料在不同工藝條件下合成的具有相類似分子結構的一類產品。萘系產品的不同主要體現在原材料的品質和工藝條件的穩定性上，而聚羧酸產品的不同基于化學分子結構的不同。具體到應用上，萘系產品對不同情況的適應性更多表現在最佳摻量在一定范圍內的波動或坍落度損失值的相對大小。對于某一具體聚羧酸產品，情況截然不同：如果該產品能適應混凝土材料，混凝土狀態會很好，坍損也小；若不能適應混凝土材料，則結果就不是程度的不同了，而可能是完全失效，這時必須換用另一種類型的產品才能解決。事實上這樣的情況經常發生，特別是用北方原材料，可能原因是水泥礦物、微量元素或助磨劑等。也就是說從“適應面”上說，某一特定的聚羧酸產品的適應性不及萘系產品。、聚羧酸減水劑太敏感，不易控制

一般而言，減水劑減水率越高，則在其有效摻量區間內拌和物流動度對摻量越敏感。因此，許多工程技術工作者憑直覺認為聚羧酸減水劑應用時太敏感，并以此強調計量、混凝土生產與控制的困難性。這樣理解的前提是將減水劑折算成純固體，看純固體摻量的增加對混凝土流動性能的改善。舉例來說：對普通標號的泵送混凝土，萘系減水劑摻量在 0.65 ％～ 0.85 ％的區間內能使混凝土的工作性能達到最佳，而聚羧酸減水劑(以巴斯夫公司產品為例)的摻量區間是 0.14 ％ ~0.18 ％。萘系減水劑的摻量變化范圍是 0.2 ％左右，聚羧酸減水劑的摻量范圍是 0.04 ％左右，從這個意義上說，羧酸減水劑確實比萘系減水劑敏感的多。

第四篇：化驗室要求

實驗室基礎設施

1、有能滿足檢測工作需要的、固定的工作場所，面積不少于80m2（不包括輔助性設施，如庫房等）。實驗臺等設施應符合要求。

2、實驗室布局合理，應具有分析室、儀器室、樣品室、藥品庫等。有單獨的加熱、消化場所。

3、水、電及其他必要的能源設施齊全。具有防火設施，配備消防器材。

4、實驗室采光良好，具有通風設施。周圍沒有震動、噪音、粉塵、磁物等不良因素影響。

二、組織機構與人員

1、有相對獨立的組織機構，有上級主管部門批復的人事任命文件。

2、實驗室應配備正、副主任、技術負責人、質量保證負責人。一般情況，由主管行政領導任主任，副主任由土肥站站長兼任，并有明確分工。

3、技術負責人、質量保證負責人，應具有中級以上技術職稱，并有五年以上本專業工作經歷，熟悉本專業技術知識，掌握質量管理等相關知識。（小實驗室技術負責人、質量保證負責人可由一人兼任）

4、有組織機構框圖，注明各部門的職責及分工。

5、配備與檢測工作相適應的檢測人員。要求具有高中以上

學歷，并經專業培訓，考核合格，持有《檢測員證》。檢測人員中，中級技術職稱以上人員比例不得低于20%。（一級土肥實驗室至少有3名以上檢測人員，二級土肥實驗室至少有2名以上檢測人員）

6、人員培訓、考核內容應包括：有關法律、法規知識（計量法、產品質量法、標準化法），專業知識（理論知識和基本操作技能），儀器使用與管理，法定計量單位，數據處理，質量控制及管理。

7、應制定人員培訓計劃，內容具體，可操作性強。

8、建立技術人員考核檔案，內容包括：工作簡歷、培訓記錄、考核成績、培訓證書等。

三、儀器設備

1、配備與所承擔的檢測工作相適應的儀器設備。其性能良好，運轉正常，精度滿足檢測工作的要求。

2、儀器設備必須經過檢定（校驗、檢驗）合格后，方可使用，并保證在檢定周期內使用。

3、儀器設備應有詳細的操作規程（使用說明），置于操作臺附近，便于參照使用。每次使用都應記錄，填寫《儀器使用記錄》，記載儀器運行情況；每次維修都要有記錄。

4、精密儀器（如原子吸收分光光度計等）應單獨放置，避免其他干擾。儀器室，應有避光、控溫、防濕措施。

5、儀器設備設專人管理，并能定期檢查、保養。

6、建立儀器設備檔案。每臺（件）儀器應單獨建立檔案，內容包括：定貨合同、驗收報告、使用說明書、合格證、使用記錄、維修記錄、檢定證書等相關內容。

7、檢測人員在使用儀器前，應熟悉儀器的性能、原理、注意事項。使用原子吸收、火焰光度計、分光光度計、酸度計、天平等儀器，須經考核合格，持有《儀器使用上崗證》。

四、檢測工作

1、所承擔檢測項目的有關標準、技術規范必須收集齊全。并有專人管理，負責標準、技術規范的收集和更新。

2、建立質量保證體系，確定檢測工作流程，使檢測工作和質量處于受控狀態。

3、檢測人員必須嚴格按照標準進行操作，不得使用非標準的方法。（若采用非標準的方法，必須經嚴格的審批）

4、原始記錄必須有一定的格式，并統一印制，其內容包括：樣品名稱、檢測項目、執行標準、所用儀器設備、實驗條件、檢測數據、計算公式、檢測日期、檢測人、審核人等。

5、檢測結果須形成檢驗報告，有一定的格式，并統一印制，其內容包括：送樣（或受檢）單位、樣品名稱、樣品編號、檢驗性質、送樣日期、檢測項目、檢測標準、檢測數據及結論、檢驗報告發出日期、制表人、審核人、批準人、檢驗專用章及公章等。

6、原始記錄、檢驗報告及相關資料，應統一歸檔保存，保

存期一般為五年。

五、規章制度

1、人員崗位責任制度，包括：主任，副主任，技術負責人，質量保證負責人，檢測人員，儀器設備管理人員，資料管理人員，樣品管理人員等。

2、管理制度，包括：樣品管理，儀器設備管理，原始記錄管理，檢驗報告管理，試劑及檢測用品管理，標準物質管理，標準溶液管理，實驗用水管理，檔案資料管理，實驗室安全及衛生管理等。

3、工作制度，包括：產品抽樣制度，樣品檢驗及復驗制度，保密制度，質量申述制度，人員培訓與考核制度，三廢處理制度、《質量管理手冊》的制訂、修改和檢查制度等。

六、《質量管理手冊》

《質量管理手冊》是檢測單位的靈魂所在，其全面、系統的反映了一個單位的質量管理水平、檢測能力、檢測范圍，是檢測工作的綜合性文件，是工作人員的行為指南。因此，必須制定《質量管理手冊》，其編寫原則和內容如下：

1、編寫原則，必須體現公正性、先進性、科學性，力求全面準確，覆蓋面廣，內容具體，可操作性強。

2、編寫內容，⑴單位名稱、性質、服務宗旨，工作人員一覽表，質量

方針、目標，第三方公正性聲明，質量保證措施；

⑵承擔的檢測項目、執行標準，質量保證體系框圖，檢測流程圖；

⑶主要儀器設備一覽表（名稱、型號、精度、用途、使用人、保管人），儀器檢定周期表；

⑷人員崗位職責，管理制度，工作制度； ⑸原始記錄、檢驗報告及其他工作用表格格式； ⑹其他相關內容。

第五篇：聚羧酸系高性能助劑現狀與發展

聚羧酸系高性能助劑現狀與發展

摘要：

(北京工業大學材料學院,北京,100022）

開篇語

在科學技術高速發展的今天，怎樣才能及時全面地了解國內外行業技術發展的狀況和動態，做到知己知彼？那些新的技術和材料，將對我們的行業和企業產生怎樣的影響，我們應該怎樣去把握和應對？

科技進步板塊將關注讀者的需要，邀請相關領域最具權威的專家，就讀者最關心的問題，展開論述和討論。欄目重點介紹國內外混凝土與水泥制品及相關領域的新技術、新材料、新設備、新工藝、新的工程應用方法，及其正在和將要對本行業和相關企業產生的影響，應對的方法和策略等；介紹國內外的專利技術和專利產品；對行業內存在的具有代表性的技術問題和技術方法進行分析和討論；解決材料研究的技術導向問題等。

1.前言

近幾十年來，水泥混凝土生產與施工技術的發展很大程度上取決于減水劑生產與應用技術的發展水平。高效減水劑的發展雖然只有60～70 年的歷史，但已經成為混凝土材料向高科技領域發展的關鍵技術[1]。自20 世紀 90 年代初提出高性能混凝土的概念以來，混凝土減水劑已經發展成為混凝土的第五種基本而且重要的組分。減水劑也是眾多的水泥混凝土外加劑中發展最快的品種。20世紀30年代發展起來的木質素磺酸鹽減水劑被認為是第一代減水劑；20世紀60年代發展起來的萘系高效減水劑和三聚氰胺系高效減水劑被認為是第二代減水劑的代表；20世紀80年代以后發展的非萘系高效減水劑包括脂肪族磺酸鹽高效減水劑、氨基磺酸鹽高效減水劑等，這些非萘系的高效減水劑從性能上比萘系高效減水劑有一定的改善（減水率高、坍落度損失小），生產過程也比萘系簡單和清潔，但從本質上仍然屬于磺酸鹽系高效減水劑系列，生產過程仍然使用甲醛作為基本原材料，應該屬于第二代減水劑的改性產品。近幾年發展起來的聚羧酸系高性能減水劑被國內外公認為是第三代減水劑，這種高性能的減水劑無論從生產過程、原材料，還是其性能、分子結構都與第二代減水劑具有本質上的不同。聚羧酸系高性能減水劑是今后混凝土外加劑技術發展的方向[2，3]，其廣泛的應用將對混凝土及其制品的生產和質量產生重要的影響。

2.聚羧酸系高性能減水劑的發展歷史及現狀

由于萘系減水劑保持混凝土流動性的效果較差，通過多次添加法、后摻法、與緩凝劑復合等手段也不能從根本上解決混凝土坍落度損失的問題，為適應混凝土技術發展的需要，新一代混凝土外加劑—聚羧酸系減水劑(Polycarboxylates，PC)成為研究發展的焦點[2]。從近年來國內外研究者的論文報道中可以看出，關于具有優越性能的聚羧酸系減水劑的報道逐年增加，明顯表明研究重點已經從磺酸系超塑化劑改性逐漸移向對聚羧酸系的研究[4]。從近年來召開的混凝土外加劑國際會議及《Cement and Concrete Research》和《ACI Materials Journal》等國外雜志公開發表的論文來看，日本和歐美一些國家的學者發表的有關聚羧酸系高效減水劑的研究論文呈現大量增多趨勢[5，6，7]，內容偏重于開發聚羧酸系減水劑、研究有關的提高混凝土工作性能和力學性能、工程應用技術等。美國化學文摘 CA 全面收錄化學領域的研究內容，包括 56 個語種、27 個國家和兩個國際組織的專利文獻，通過美國化學文摘 CA 檢索關于聚羧酸系減水劑的合成技術研究最新進展，同時也通過歐洲專利或美國專利查找有關專利，以“Polycarboxilic” or “dispersant” or “cement admixture” or “cement composition” or “slump loss” or “super plasticizer”等不同關鍵詞進行查找，共查獲 102 篇，其中一半以上與聚羧酸系減水劑有關。日本是研究和應用聚羧酸系減水劑最多也是最成功的國家[9]，從80年代起，日本首先研制聚羧酸系列高效減水劑，采用不同不飽和單體接枝共聚而成。減水劑的研究已從萘系基本上轉向了聚羧酸系減水劑。據報道，自 1995 年起，聚羧酸系減水劑在日本的使用量就超過了萘系減水劑[10，11]，1998年日本聚羧酸系產品已占所有高性能AE減水劑產品總數的60%以上。到2001年為止，聚羧酸系減水劑用量在AE減水劑中已超過了80%。有關日本在聚羧酸鹽系列減水劑方面的專利有十余篇，基本以丙烯酸及馬來酸酐為主，且大多數是在溶劑型體系中合成。在歐美，關于聚羧酸減水劑的專利也達十余項[12-15]。美國高效減水劑的發展比日本晚，目前美國也正從萘系、蜜氨系減水劑向聚羧酸系高效減水劑發展。目前，在國外比較著名的廠家有日本的花王、竹本油脂、日本制紙[11]、MASTER公司、GRACE公司、意大利MABEI公司、瑞士SIKA公司等。目前歐美主要是商業推廣及開發。

我國對聚羧酸系減水劑的研究無論是從原材料選擇、生產工藝還是提高性能方面都起步較晚，雖然國內研究者通過分子途徑探索聚羧酸系減水劑產品已取得一定成效，從國內公開發表的相關學術論文和研究文獻，以及公開的中國專利文獻來看，國內對聚羧酸系減水劑產品的研發大多處于實驗研制階段，真正形成產品的廠家還不多，還不能滿足高性能混凝土發展的需要。關于聚羧酸系減水劑的合成研究，我國的研究者們進行了探索研究。如劉德榮等人采用共聚接枝方法[16]，先將丙烯酸甲酯與三乙醇胺進行酯交換反應，再與丙烯酸共聚，然后用環氧乙烷接枝得到聚羧酸系減水劑； 李永德等人分兩步合成了聚羧酸減水劑[17]，先用馬來酸酐與聚乙二醇酯化成帶側鏈的聚合物大單體（PEO，聚合度9時效果最好），再與羧酸或羧酸衍生物（如丙烯酸、丙烯酸羥乙酯等）、磺酸類單體（烯丙基磺酸鈉）等在水溶液體系共聚合成；此外，上海建筑科學研究院，中國建筑科學研究院，北京工業大學，江蘇省建筑科學研究院等單位也對聚羧酸系高性能減水劑進行了系統研究，并形成了技術成果，實現了工業化生產。總的來說，我國聚羧酸系高性能減水劑的生產和使用落后于日本、歐洲、韓國等國家和地區。

我國聚羧酸系高性能減水劑發展速度慢的原因有很多。但回顧近幾年的發展過程，和發達國家的發展歷程相對比，我們存在的主要問題有：（1）對聚羧酸系高性能減水劑的技術和應用認識不夠。對聚羧酸系高性能減水劑組成、結構和性能的關系等基礎問題沒有系統的認識，對聚羧酸減水劑的應用技術方面的認識也存在著誤區。（2）缺乏基礎理論方面的研究。在對于聚羧酸系高性能減水劑的分類、作用機理和應用技術研究很缺乏的情況下，很多研究工作集中在聚羧酸系減水劑的合成和產品開發上，所以產品研究開發工作事倍功半。（3）缺少有效的組織和社會支持，各研究機構之間缺少真誠的合作交流。各個單位的研究工作重復和模仿的很多，精力和資金分散，取得某些局部進展不能共享，整個行業研究進展很慢。（4）從事聚羧酸系高性能減水劑研究和生產的跨國企業對關鍵技術保密，跨國公司在中國沒有實現聚羧酸系減水劑的本地化和國產化。（5）基礎化工產業落后，我國現在還沒有可用于聚羧酸系減水劑的配套原材料，特別是關鍵原材料，大多數靠進口解決，基礎化學工業現狀限制了聚羧酸系減水劑的發展。（6）對聚羧酸減水劑標準、應用技術和施工規范等缺乏研究也是阻礙聚羧酸減水劑研究和應用的問題。

3.聚羧酸系減水劑的性能特點

聚羧酸系高性能減水劑是性能更加優異的新型減水劑，具有萘磺酸鹽甲醛縮合物（PNS）和磺化三聚氰胺甲醛樹脂（PMS）高效減水劑所不可比擬的優點：⑴低摻量與高性能—摻量為膠凝材料用量的0.2%～0.3%(有效成分)時，減水率可高達25%～35%；⑵流動性保持能力優異—水泥凈漿流動度在2 h內基本無損失，3～4小時仍具有流動性；⑶適應性好—對各種水泥和混合材料的適應性優于傳統的減水劑；⑷生產過程無污染—合成過程中不使用甲醛等對環境有污染的材料；⑸性能的可設計性強—可實現對聚羧酸系高性能減水劑的分子結構與性能的設計；⑹原材料選擇范圍廣—可選擇不同種類的共聚單體，提高生產管理的靈活性；⑺形成系列化產品—根據性能特點和使用性能要求，形成系列化具有不同性能特點的產品；⑻提高混凝土和混凝土制品的質量—由于聚羧酸系高性能減水劑含堿量低，收縮小，可綜合改善混凝土制品的外觀、力學性能和耐久性；⑼綠色環保—使用聚羧酸類減水劑配制混凝土，可用更多的礦渣或粉煤灰取代水泥，從而能使成本降低。

聚羧酸系減水劑優異的性能是由其特殊的分子結構決定的[8],聚羧酸高性能減水劑的分子結構呈梳形，其特點是在主鏈上帶有較多的活性基團，這些基團有磺酸基團(-S03H)，羧酸基團(-COOH)，羥基基團(-OH)，側鏈是較長的聚氧烷基烯基團-(CH2CH20)m-R等。各基團對水泥的分散作用發揮不同的作用，一般認為，帶有負電的磺酸基和羧酸基吸附在水泥顆粒表面，起到錨固作用，也起到一定的靜電排斥作用；長側鏈在溶液中伸展，起到較強的空間位阻作用，空間位阻作用對水泥顆粒的分散作用較強，且對電解質的影響不像靜電排斥作用那樣敏感，因此聚羧酸系高性能減水劑具有很好的分散作用，對水泥品種的適應性也比較好。

4、聚羧酸系高性能減水劑分子結構與性能的關系

常用的聚羧酸系減水劑分可為兩大類，一類是以馬來酸酐為主鏈接枝不同的聚氧乙烯基（EO）或聚氧丙烯基（PO）支鏈的接枝共聚物；另一類是以甲基丙烯酸為主鏈接枝 EO 或 PO 支鏈聚合物。此外，也有以烯丙醇類為主鏈接枝 EO 或 PO 支鏈[18]。

聚羧酸系減水劑的分子結構設計是在分子主鏈或側鏈上引入強極性基團羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等，使分子具有梳形結構。分子量分布范圍一般為10000～100000，比較集中于50000左右。通常可用圖 1來表示聚羧酸系減水劑的化學結構，而實際代表物的化學式只是其中某些部分的組合。

聚合物所帶官能團如羧基、磺酸基和聚氧乙烯基的數量以及側鏈的鏈長、主鏈聚合度等影響聚羧酸系減水劑對水泥粒子的分散性。由于分子中同時有羧基和酯基，使其既表現為親水性，又有一定的疏水性。由于聚合物分子具有羧基，同萘系減水劑一樣，DLVO[19]理論仍適用。羧基負離子的靜電斥力對水泥粒子的分散有貢獻。同樣，分子聚合度（相對分子質量）的大小與羧基的含量對水泥粒子的分散效果有很大的影響。由于主鏈分子的疏水性和側鏈的親水性以及側鏈 －(OCH2CH2)的存在，也起到了一定的立體穩定作用，即水泥粒子的表面被一種嵌段或接枝共聚物所穩定，以防發生無規則凝聚，從而有助于水泥粒子的分散。它的穩定機理是所謂的“空間穩定理論”[20]。

廖國勝等人[21]認為：在減水劑分子結構中，羧基(－COOM)含量的增加有利于提高減水劑的減水率和保坍性能；但羧基含量過高，減水劑的合成難以控制，分散性也明顯下降。磺酸基（－SO3M）的增加，有利于提高其減水率；但由于主鏈接枝能力有限，磺酸基的含量趨于飽和，減水劑的分散性能也將達到最大值；同時，由于含磺酸基的有機原料價格較高，因此會相應增加減水劑的生產成本。酯基(－COO－)含量增加有利于減水劑的保坍性能；但隨著酯基含量的提高，減水劑的引氣量將急劇增加，氣泡體積迅速增大，反而不利于其保坍作用。聚氧乙烯鏈(－OC2H4－)的長度對減水劑的保坍性能起著至關重要的作用，隨著其鏈長的增長，減水劑分子的側鏈長度增加，水泥漿體和混凝土的粘聚性增加，減水劑的保坍性能迅速提高；但鏈長超過一定值(聚乙二醇的聚合度為45)，單位質量的減水劑分子中其它具有高效減水功能的基團的含量就會降低，從而使其減水性能減弱。在聚羧酸系減水劑分子結構中，即使具備了圖中各種基團，也并不意味著擁有了這類減水劑的高性能。要獲得較好的分散性，則需要聚合單體的種類匹配適當、側鏈長、主鏈聚合度短并且要含有較多的高密度磺酸基。Mihara[13，15]等人研究表明，用聚乙二醇和丙烯酸得到中間體與(甲基)丙烯酸、丙烯酸酯等聚合得到的共聚物的分子量在25000～70000范圍內的性能好。當分子量小于5000時,其分散效果差；而分子量超過100000，則產生凝結作用降低流動性。

Ohta[22]等學者對聚羧酸系減水劑主鏈、側鏈的長度等分子結構特點與混凝土的分散性、分散性保持、凝結的關系進行了研究，其結果見表1.1。

Yamada[23]等研究了聚羧酸系減水劑分子結構對水泥漿分散性的影響。其研究的影響因素包括：PEO 鏈長度、分子聚合度（相對分子質量）、羧基和磺酸鹽基團的不同構成比與含量。日本學者名和豐春(T.Nawa)[24]用6種帶不同EO鏈長的馬來酸或甲基丙烯酸的接枝共聚物進行水泥漿流動性實驗時，發現EO鏈長對流動性的影響依賴于主鏈，在馬來酸酐基共聚物中，EO鏈越短，流動性越好；然而對于甲基丙烯酸基接枝共聚物來說，EO鏈越長，流動性越好，隨著EO鏈長的增加，延遲水化的程度降低，而且延遲程度依賴于主鏈聚合物的類型。對于馬來酸酐類共聚物，EO鏈越短，水化延遲程度急劇增加；相反，對于甲基丙烯酸基共聚物，水泥粒子的水化基本上不受EO鏈長的影響。李崇智等人[25]研究了聚羧酸類高效減水劑中含PEO 側鏈的長度對減水劑性能的影響后指出，PEO的長度對保持流動性非常重要，如果PEO的聚合度太小，分子量不易控制;太大則使有效成分降低，導致分散能力降低;選擇適當的鏈長，可以保持混凝土坍落度損失較小。公瑞煜等人[26]以聚氧乙烯甲基烯丙基二醚(APEO-n)、順丁烯二酸酐(MAn)、苯乙烯(St)等共聚合成了一系列聚羧酸型梳狀共聚物，研究結果表明，當接枝鏈長度為20～60、St摩爾分數為5%～20%時分散性能良好。可見，PEO側鏈越長，減水劑分散效果越顯著，水泥漿流動度越大，塑性粘度越小。這種特性在水灰比越低時越明顯。但是 EO鏈越長，也就很難聚合，合成的減水劑在水泥漿微粒上也越難吸附，水泥漿的流動度隨時間變化越大。水泥的塑性粘度的變化則與流動度相反，EO鏈越長，塑性粘度越小。EO側鏈越短，聚合度越大，減水劑顯示出較高的吸附率。但同時，減水劑的吸附率相對較低時，其分散性也會很高。磺酸基團和羧酸基團越多，減水劑的分散性也越好。

此外，聚合成的聚羧酸系減水劑的?-電位較小，絕對值在15mv左右，隨-COO-/PEO的摩爾比增加，減水劑分子結構中的陰離子基團密度提高，相應的?-電位也增加，但在相同羧酸基數量條件下，以馬來酸取代部分丙烯酸，?-電位絕對值迅速增大到25mv以上，提高-COO-/PEO摩爾比，相應的水泥粒子具有更高的?-電位，絕對值可以達到 30mv 以上，說明馬來酸增強了在減水劑分子結構中羧酸基陰離子的極性，這一結果與摻減水劑的水泥凈漿流動度試驗一致，說明聚羧酸系減水劑的分散能力增強的部分原因在于減水劑分子結構中陰離子極性增加，使水泥粒子之間的靜電斥力增大。因此，只要調整好聚合物主鏈上各官能團的相對比例、聚合物主鏈和接枝側鏈長度以及接枝數量的多少，使其達到結構平衡，就可顯著提高減水率和流動性的保持。5．聚羧酸系高性能減水劑的分類和制造方法 聚羧酸系高性能減水劑可進行如下分類： ·按主鏈所用的原材料不同分為：丙烯酸、甲基丙烯酸系、馬來酸酐和馬來酸系等;·按所用活性單體等原料品種多少不同分為: 二元、三元等共聚物； ·按表面活性劑的性質不同分為：非離子型減水劑和陰離子型減水劑;·按用途不同分為：用于預拌混凝土的高流動性保持能力和用于預制混凝土的高早強性減水劑。

PLANK教授則按照聚羧酸系高性能減水劑的分子結構和官能團將聚羧酸減水劑分為四類：甲基丙烯酸－甲基丙烯酸酯型，烯丙基醚型，亞胺/酰亞胺型和兩性聚羧酸鹽。從目前所收集的資料來看，聚羧酸系減水劑合成方法大體上有以下幾種[27]:(1)可聚合單體直接共聚

這種合成方法一般是先制備具有聚合活性的大單體（通常為甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯），然后將一定比例的單體混合在一起直接采用溶液聚合而得成品。這種合成工藝看起來很簡單，但前提是要合成大單體，中間分離純化過程比較繁瑣，成本較高。(2)聚合后功能化法

該方法主要是利用現有的聚合物進行改性，一般是采用已知分子量的聚羧酸聚合物，在催化劑的作用下與聚醚在較高溫度下通過酯化反應進行接枝，或者采用丙烯酸等不飽和單體進行溶液聚合形成聚合物主鏈，然后在聚合物主鏈上根據設計接枝不同長度的側鏈，形成不同結構的梳狀聚合物。但這種方法也存在一些問題：現成的聚羧酸產品種類和規格有限，調整其組成和分子量比較困難；聚羧酸和聚醚的相容性不好，酯化實際操作困難；另外，隨著酯化的不斷進行，水分不斷逸出，會出現相分離。當然，如果能選擇一種與聚羧酸相容性好的聚醚，則相分離的問題完全可以解決。(3)原位聚合與接枝

該方法主要是為了克服聚合后功能化法的缺點而開發的，以聚醚作為羧酸類不飽和單體的反應介質。該反應集聚合與酯化于一體，避免了聚羧酸和聚醚相容性不好的問題。但缺點是得到的聚合物不一定是設計的聚合物，性能控制比較困難。目前合成聚羧酸系減水劑所選的單體主要有四種[28，29，30]:（1）不飽和酸—馬來酸酐、馬來酸和丙烯酸、甲基丙烯酸；（2）聚鏈烯基物質—聚鏈烯基烴及其含不同官能團的衍生物；（3）聚苯乙烯磺酸鹽或酯；（4）（甲基）丙烯酸鹽、酯或酰胺等。

6、聚羧酸系高性能減水劑的應用技術

盡管聚羧酸系減水劑與水泥的相容性顯著優于萘系減水劑，但聚羧酸系減水劑與不同水泥仍然存在相容性問題。水泥中硫酸鹽的含量高低可顯著影響聚羧酸減水劑的分散性能和水泥漿流動性,其原因可能是當水中含有大量的硫酸根離子時,可使聚羧酸外加劑中的EO鏈產生收縮,進而減弱EO鏈的體積排斥效應。研究還發現,當硫酸根離子存在時可顯著減少聚羧酸外加劑在水泥表面的吸附,吸附少,分散效果差。聚羧酸減水劑和硫酸根離子在水泥表面的吸附是相互競爭的,當使用硫酸鈣,石膏和無水石膏時,聚羧酸鹽可能加快水泥中鋁酸三鈣的水化。在低水灰比的場合,可溶堿含量影響摻聚羧酸減水劑的水泥漿的流動性。

接枝共聚羧酸系減水劑與其它外加劑相容性方面也存在許多需要進一步研究的問題。接枝共聚羧酸鹽高性能減水劑與萘系高效減水劑存在不相容問題，兩者同時使用時，分散塑化效果顯著下降，甚至攪拌摻加萘系減水劑的攪拌設備必須清洗干凈后，才能攪拌摻加聚羧酸系減水劑的混凝土，即摻加萘系和聚羧酸系減水劑的混凝土攪拌設備和運輸設備不能共用，這在某種程度上限制了聚羧酸系減水劑的推廣應用。關于聚羧酸系高性能減水劑與萘系減水劑不相容問題的機理，至今還不清楚，也沒有切實有效的解決措施。聚羧酸系高性能減水劑可與脂肪族磺酸鹽高效減水劑、木質素磺酸鹽減水劑、三聚氰胺系高效減水劑進行復合使用，也可以與葡萄糖酸鈉、蔗糖等緩凝劑進行復配。有時，聚羧酸系高性能減水劑還需要與引氣劑、消泡劑進行復合。聚羧酸系高性能減水劑可以與硝酸鈉等早強劑進行復合，但實際應用時，與哪種早強劑復合效果更好需根據工程要求和水泥品種進行試驗確定。聚羧酸系高性能減水劑一般含固量為20％左右，在混凝土中摻量為水泥質量的1％左右，低于萘系減水劑＼泵送劑的常用摻量，所以在實際使用時，對計量設備的精度要求較高。為此，可將聚羧酸系高性能減水劑的含固量降低到10～15％，這樣可以提高摻量，減少因計量設備造成的誤差。7.聚羧酸系高性能減水劑的應用狀況 現在，聚羧酸系高性能減水劑在國內主要用于重點工程的高性能混凝土。我國正在建設的重大工程如奧運工程、水利水電工程已經使用聚羧酸系高性能減水劑。例如三峽工程、龍灘水電站、小灣水電站、溪洛渡水電站、錦屏水電站等，還有中央電視塔工程、高速鐵路、北京地鐵管片、大小洋山港工程、寧波北倫港二期工程、蘇通大橋、杭州灣大橋、東海大橋、磁懸浮工程等等。近幾年來，聚羧酸系高性能減水劑的應用從過去的重大工程重點部位的應用向一般重大工程、普通工程應用發展，由高強度等級、特殊功能混凝土逐步向普通混凝土中應用發展。在某些地區，商品混凝土公司也開始使用聚羧酸系高性能減水劑生產預拌混凝土。在高強混凝土中使用聚羧酸系高性能減水劑的成本與萘系減水劑接近，或者混凝土的綜合成本有所降低，但在C40強度等級以下的混凝土，使用聚羧酸系高性能減水劑的材料成本略高于使用萘系減水劑的混凝土，但如果考慮到混凝土的使用、結構的耐久性等綜合性能，使用聚羧酸系高性能減水劑綜合成本不會高于使用萘系減水劑的混凝土。據介紹，日本大部分預拌混凝土使用聚羧酸系高性能減水劑，歐洲正在推行的零能源系統（ZES）計劃也大力推廣聚羧酸系高性能減水劑在預拌混凝土和預制混凝土制品中應用。韓國等國家聚羧酸系高性能減水劑的用量也快速增長。8 結語

聚羧酸系高性能減水劑已經成為當前研究的熱點課題，是性能上更加優越的第三代減水劑。聚羧酸系高性能減水劑的發展對混凝土外加劑行業發展無疑會產生重要的影響。推廣應用聚羧酸系高性能減水劑對混凝土質量的提高，施工技術的進步，混凝土建筑結構的耐久性和安全性提高具有積極的意義。我國目前聚羧酸系高性能減水劑的發展還處于初始階段，無論是生產技術、產品質量和品種，還是聚羧酸系高性能減水劑的應用技術、相關標準規范等都與發達國家存在明顯差距。應該進一步加快我國聚羧酸系減水劑相關基礎理論和技術的研究，明確其分子結構與性能之間的關系，探討其在水泥水化過程中的相互作用的界面化學現象，實現分子結構和性能的可設計性，加強聚羧酸系高性能減水劑的應用技術研究，開發滿足不同地區、不同環境和季節需要的系列聚羧酸系高性能減水劑。

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●作者簡介：王子明(1963——)工學博士，北京工業大學材料學院副教授，碩士研究生導師，長期從事高性能混凝土及混凝土外加劑科學技術研究和教學工作，任北京市混凝土協會外加劑分會副會長兼秘書長等職。