减水剂的发展及其应用

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1、绪论混凝土是一类量大面广、历史悠久的传统材料，广泛应用于土木、建筑、水利等工程。建筑业的迅速发展，对混凝土的性能提出了新的要 求，如提高混凝土的强度、耐久性，改善新拌混凝土的流动性，减少混 凝土在运输中的塌落度损失等。普通混凝土已经不能满足现行的施工工 艺要求。国内外的生产实践证明，应用外加剂是混凝土技术进步的主要 途径，能使混凝土满足各种不同的施工要求，具有投资少、见效快、推 广应用较容易、技术经济效益显著等优点。混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入的用以改善混凝土性能的 物质，赋予新拌混泥土和硬化混泥土以优良性能的化学外加剂，掺量通 常不大于水泥（或胶凝材料）质量的 5%，它是混泥土的第五

2、组分。混泥 土外加剂是生产各种高性能混泥土和特种混泥土不可缺少的部分。混泥土外加剂可以改进混泥土内部结构和工艺过程， 应用混泥土外加 剂的目的在于改善混泥土的和易性和硬化混泥土的性能，同时获得节省 水泥、节省能源、提高强度、缩短工期、加快模板周转等多种经济技术 效果。以减水剂的发展为核心，矿物外加剂的应用离不开化学外加剂， 各种复合外加剂一般都包括减水剂成分。在混泥土中掺入外加剂后，许 多性能如微观结构、孔隙率、吸附性、硬化速度、强度等将发生 改变， 水泥矿物水化和水泥本身的一些性能也会受到影响1。在混凝土外加剂中， 减水剂是目前应用最广的一种外加剂。 减水剂又 称为分散剂或塑化剂。减水剂对混

3、泥土的影响主要表现为：一是：保持 混泥土用水量不变，提高拌合物流动性；二是：保持流动性和水泥用量 不变，可减少用水量，降低水灰比，提高混泥土的强度；三是：保证强度和流动性不变，在减水的同时减少水泥用量，可节约水泥2。一、减水剂的发展历史20 世纪 30 年代，日本、德国和英国等国家的科研人员为了解 决混泥土存在的缺点，对混泥土外加剂进 行了探索，将香酸钠、木 质素磺酸钠、硬脂酸皂等有机物外加剂加入混泥土中，应用于公路、 隧道等工程，收到了一定的效果。 1936 年由 Kennedy 首先发现了萘 磺酸甲醛聚合物。 1938 年，一种由萘磺酸盐组成的水泥分散剂在美 国获得了专利 3 。1962

4、年，日本的服部成功研制出以萘磺酸甲醛 缩合物为主要成分的高效减水剂，并实现了工业化生产。联邦德国 在 1964 年研制出三聚氰胺磺酸盐甲醛聚合物高效减水剂。到 80 年 代初，这两种减水剂在好多国家得到了应用和发展。 90 年代初，日 本针对高强超高强混泥土的需求而研究开发出聚羧酸系高效减水 剂， 1995 年后，这种减水剂在日本国内的使用超过了萘磺酸甲醛聚 合物4 。我国研究减水剂的工作始于 20 世纪 50 年代，当时研究应用的是 一些普通减水剂，如糖蜜，腐植酸及盐类减水剂以及纸浆脚料木质 素磺酸盐类等。 70 年代初，将印染业使用的 NN0 扩散剂引入混凝土 用作减水剂，其性能明显优于木

5、质素磺酸钙，这一突破性的进展标 志着我国混凝土外加剂的应用和研究进入了更高阶段。 l981 年初， 苏州混凝土制品研究设计院研制成功聚三聚氰胺甲醛磺酸盐。 80 年 代初，我国许多造纸企业与高等院校，研究院所又联手开发纸浆下 脚料。 330 工程局曾研究豆腐水的减水性能并投入到工程中应用。 在掺量为 01的情况下，可节约水泥 0.8% ，混凝土强度增加 10， 同时具有保塑，增塑和缓凝等作用。与此同时，积极报道国外有关 研究进展情况，以及国外驰名商标的外加剂。 l986 年初，我国常州， 北京首次引进了奥地利和英国的系列高性能外加剂有关技术，进一 步促进了我国外加剂的发展，研究与应用 5 。从

6、 20 世纪 80 年代初至今， 高效减水剂的品种和质量水平都有了 飞速的发展，改性木质素磺酸盐系和三聚氰胺系的高效减水剂等都 得到了很好的开发应用。但高效减水剂中绝大多数是萘系减水剂， 约占高效减水剂总量的 90以上。如何选择其他原料，研究开发出 具有更大减水率及更高缓凝和保坍性能的减水剂成为外加剂研究的 一个重要方向，由苯及其同系物为原料合成这类聚合物的电解质即 单环芳烃型高性能减水剂的研究就符合这个研究方向，而这两类减 水剂在我国的研究只是刚起步，应该成为我国高效减水剂今后发展的方向。二、减水剂的作用机理简介由于水泥颗粒粒径绝大部分在7卩m-80卩m范围内，属于微细粒粉体颗粒范畴。对于水

7、泥 -水体系，水泥颗粒及水泥水化颗粒表面为极性表面，具有较强的亲水性。微细的水泥颗粒具有较大的比 表面能（固液界面能 ），为了降低固液界面总能量，微细的水泥颗粒 具有自发凝聚成絮团 趋势，以降低体系界面能，使体系在热力学上 保持稳定性。同时。在水泥水化初期， C3A 颗粒表面带正电荷，而 C3S 和 C2S 颗粒表面带负电荷，正负电荷的静电引力作用也促使水 泥颗粒凝聚形成絮团结构。由于水泥颗粒的絮凝结构会使 10%-30% 的自由水包裹其中，从 而严重降低了混凝土拌合物的流动性。减水剂掺入的主要作用就是 破坏水泥颗粒的絮凝结构，使其保持分散状态，释放出包裹于絮团 中的自由水，从而提高新拌混凝土

8、的流动性。作为水泥颗粒分散剂的减水剂，大部分是相对分子量较低的聚 合物电解质，其相对分子量在 1500-100000 范围内。这些聚合物电 解质的碳氢链上都带有许多极性基官能团，极性基团的种类通常有 -S03、-COO-及-OH等。这些极性基团与水泥颗粒或水化水泥颗粒的 极性表面具有较强的亲合力。带电荷的减水剂（具有-SO3、-COO-等极性基的阴离子表面活性物质 ）通过范德华力或静电引力或化学键 力吸附在水泥颗粒表面；带极性基（如-OH、-0-）的非离子减水剂也 能通过范德华力和氢键的共同作用吸附在水泥颗粒表面。没有与水 泥颗粒表面作用的极性基则随碳氢链伸入液相。水泥颗粒或水泥水化颗粒作为固

9、体吸附剂，由于本身性质和结 构的复杂性，使减水剂在其表面的吸附既有物理吸附，也有化学吸 附。并且吸附作用可以发生在毛细孔、裂缝及气孔的所有表面上。 减水剂在水泥颗粒表面的吸附过程要比一般的溶液吸附过程复杂得 多。并且在水泥 水分散体系中，水泥粒子吸附减水剂的同时，还 伴随着水泥的水化过程。减水剂掺入新拌混凝土中，能够破坏水泥颗粒的絮凝结构，起 到分散水泥顺位及水泥水化颗粒的作用，从而释放絮凝结构中的自 由水，增大混凝土拌合物的流动性。虽然，减水剂的种类不同，其 对水泥颗粒的分散作用机理也不尽相同，但是，概括起来，减水剂 分散减水机理基本上包括以下五个方面：（1）降低水泥颗粒固液界面能减水剂通常

10、为表面活性剂（异极性分子），性能优良的减水剂在 水泥-水界面上具有很强的吸附能力。 减水剂吸附在泥颗粒表面能够 降低水泥颗粒固液界面能，降低水泥 -水分散体系总能量，从而提高 分散体系的热力学稳定性，这样有利于水泥颗粒的分散。因此，不 但减水剂的极性基类、数量影响其减水作用效果，而且减水剂的非 极性基的结构特征，碳氢链长度也显著影响减水剂的性能。（2）静电斥力作用新拌混凝土中掺入减水剂后，减水剂分子定向吸附在水泥颗粒 表面，部分极性基团指向液相。由于亲水极性基团的电离作用，使 得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，并且电荷量随减水剂浓度增 大而增大直至饱和，从而使水泥颗粒之间产生静电斥力，使水泥颗

11、 粒絮凝结构解体，颗粒相互分散，释放出包裹于絮团中的自由水， 从而有效地增大拌合物的流动性。带磺酸根（-S03）的离子型聚合物电解质减水剂。静电斥力作用较强；带羧酸根离子（-COO-）的聚合物电解质减水剂，静电斥力作用次之；带羟基 （-OH）和醚基（-O-）的 非离子型表面活性减水剂，静电斥力作用最小。（3）空间位阻作用聚合物减水剂吸附在水泥颗粒表面，则在水泥颗粒表面形成一 层有一定厚度的聚合物分子吸附层。当水泥颗粒靠近，吸附层开始 重叠，即在颗粒之间产生斥力作用，重叠越多，斥力越大。这种由 于聚合物吸附层靠近重叠而产生的阻止水泥颗粒接近的机械分离作 用力，称之为空间位阻斥力。一般认为所有的离

12、子聚合物都会引起 静电斥力和空间位阻斥力两种作用力，它们的大小取决于溶液中离 子的浓度，以及聚合物的分子结构和摩尔质量。线型离子聚合物减水剂（如萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物）吸附在水泥颗粒表面，能显著降低水泥颗粒的 g负电位（绝对值增大），因 而其以静电斥力为主分散水泥颗粒，其空间位阻斥力较小。具有枝 链的共聚物高效减水剂（如交叉链聚丙烯酸、羧基丙烯酸与丙烯酸酯 共聚物、含接枝聚环氧乙烷的聚丙烯酸共聚物等等）吸附在水泥颗粒表面，虽然其使水泥颗粒的g负电位降低较小，因而静电斥力较 小，但是由于其主链与水泥颗粒表面相连，枝链则延伸进入液相形 成较厚的聚合物分子吸附层，从而具有较大的

13、空间位阻斥力作用， 所以，在掺量较小的情况下便对水泥颗粒具有显著的分散作用。（4 ）水化膜润滑作用减水剂大分子含有大量极性基团，如木质素磺酸盐含有磺酸基（-S03），羟基（-0H）、和醚基（-O-）、萘磺酸盐甲醛缩合物和三聚氰 胺磺酸盐甲醛缩合物含有磺酸基，氨基磺酸盐甲醛缩合物含有磺酸 基和胺基（-NH2）:聚胺酸盐减水剂含有羟基（-CO-）和醚基。这些极性 基因具有较强的亲水作用，特别是羟基、胺基和醚基等均可与水形 成氢键，故其亲水性更强。因此，减水剂分子吸附在水泥颗粒表面 后，由于极性基的亲水作用，可使水泥颗粒表面形成一层具有一定 机械强度的溶剂化水膜。水化膜的形成可破坏水泥颗粒的絮凝结构

14、， 释放包裹于其中的拌和水，使水泥颗粒充分分散，并提高了水泥颗 粒表面的润湿性，同时对水泥颗粒及骨料颗粒拉的相对运动具有润 滑作用，所以在宏观上表现为新拌混凝土流动性增大。（5 ）引气隔离“滚珠”作用木质素磺酸盐、腐植酸盐、聚羧酸系及氨基磺酸盐系等减水剂， 由于能降低液气界面张力故具有一定的引气作用。这些减水剂掺入 混凝土拌合物中，不但能吸附在固液界面上，而且能吸附在液气界 面上，使混凝土拌合物中易于形成许多微小气泡。减水剂分子定向 排列在气泡的液气界面上，使气泡表面形成一层水化膜，同时带上 与水泥颗粒相同的电荷。气泡与气泡之间，气泡与水泥颗粒之间均 产生静电斥力，对水泥颗粒产生隔离作用，从而

15、阻止水泥颗粒凝聚。 而且气泡的滚珠和浮托作用，也有助于新拌混凝土中水泥颗粒、骨 料颗粒之间的相对滑动。因此，减水剂所具有的引气隔离“滚珠”作用可以改善混凝土拌合物的和易性。三、减水剂对混凝土性能的影响（一）减水剂对新拌混凝土性能的影响1. 提高工作性能和易性是指混凝土拌合物易于施工操作 （即易于拌和、运输、浇灌 及振捣 ），并能获得质量均匀、密实的混凝土的性能（又称为工作性 ）和易性是一项综合性指标，它包括流动性、粘聚性和保水性三方面的涵 义。适量减水剂掺入混凝土拌合物中，由于其对水泥颗粒的分散作用， 可使新拌混凝土粘度下降，颗粒间相对流动容易，从而不同程度地改善 新拌混凝土的和易性。高效减水

16、剂对新拌混凝土和易性的改善比普通减水剂强。在一定范 围内，随着减水剂掺量增大和易性改善程度也增大。但是引气缓凝减水 剂（如木质素磺酸盐、糖钙、糖蜜等 ）掺量过大会导致混凝土凝结时间过 长，并引气过多降低硬化混凝土强度。高效减水剂（萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物等 ）掺量过大会导致新拌混凝土离析、 泌水严重。因此，各品种减水剂，均有其合适的掺量范围。在此范围内 既改善新拌混凝土的和易性又提高硬化混凝土的各种性能。2. 减少用水量在不改变水泥用量，不提高新拌混凝土和易性的情况下，减水剂掺 入混凝土中可减少新拌混凝土的拌和水用量，从而达到提高混凝土强度 的目的。此时所减少的单位用水量与

17、基准混凝土单位用水量之百分比， 为减水率。减少用水量使自由水蒸发造成的空隙减少，从而改善混凝土 的内部均匀性和密实性。与不掺减水剂的混凝土比较，大幅度提高了混 凝土的强度及抗渗能力，使混凝土的耐久性得到提高。3. 离析与泌水在混凝土中加入减水剂会显著影响新拌混凝土的离析与泌水性能。 根据国家标准 GB8076-2008 规定，在减水情况下，掺入减水剂的新拌混 凝土的泌水率不应大于基准混凝土 （不掺减水剂 ）的泌水率。实际上在减 水剂与 水泥适应性良好的情 况下减水剂能显著降 低新混凝土 的离析与 泌水性。但是，当减水剂与水泥适应性差，或者高效减水剂掺量过大时， 则可能导致新拌混凝土离析与泌水增

18、大，和易性变差。4. 延缓凝结时间普通 缓凝减水 剂掺入到混 凝土拌合 物中， 可延 长混凝土 的凝结 时 间。高效减水剂，如萘磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物 等掺入混凝土中对混凝土没有缓凝作用，在掺入这些高效减水剂降低混 凝土水灰比时所配制的混凝土与基准混凝土的初、终凝时间基本一致。 但是，当用高效减水剂配制流动性混凝土特别是用较大掺量配制大流动 性混凝土时，混凝土凝结时间会延长，这主要是由于混凝土拌合物流动 性大所致，而非高效减水剂本身具有缓凝作用。5. 延迟水化热的放出水泥与水反应是放热反应， 能释放出相当数量的热。掺缓凝型普 通减水剂后混凝土的水化速率会减慢，放热峰出现的时

19、间会推迟，峰值 会降低（见图 5）。然而， 28d 内水泥的总发热量与不掺者大致相同。但 是，当萘系、三聚氨胺系等高效减水剂掺入混凝土中，在降低水灰比的 情况下，一般不会使水泥的水化速度减慢，有时反而会加快。当用高效 减水剂 配制大流动性混凝土 特别是它的掺量较大 时也会使混 凝土放热 峰出现的时间推迟，峰值有所下降。6. 大剂量减水剂对新拌混凝土稳定性的影响随着高强和泵送混凝土工艺日益广泛的应用，普通减水剂不仅减水 率达不到要求，而且由于水灰比减小，浇筑时工作度要求增大。新拌混 凝土的工作度损失加剧，不满足较长距离运输的要求。所以一般增大高 效减水剂的掺量来弥补新拌混凝土的工作度损失。其机理

20、是：新拌混凝 土中水泥的硫酸钙含量与形态影响液相中硫酸根的浓度，是其流变行为 的控制因素之一。低水胶比混凝土由于溶解硫酸盐产生 S04 -2 的水分 少，而需要控制的 C3A 量又多，相对而言，有较多的 C3A 就地水化。因 为缺少硫酸根离子，高效减水剂分子上的磺酸根基团就会与 C3A 结合， 使液相里的高效减水剂剂量下降，逐渐失去对水泥的分散作用，加速其 工作度的损失。增大高效减水剂的掺量，使它在液相里的量增加，工作 度损失率减小。但是 ，每一种 高效减水剂 与水泥之 间的搭 配都 有一相应 的饱和 浓 度。在配制高强与高性能混凝土时，高效减水剂的掺量通常要接近或等 于其饱和掺量。但需要特别

21、注意控制高效减水剂的适宜剂量，超过饱和 掺量时，会对混凝土性能产生相反的效果。（二）减水剂对硬化混凝土性能的影响1. 减水剂对混凝土强度的影响任何 混凝土结 构物主要都 是用以承 受荷载 或抵 抗各种作 用力。 所 以，强度是混凝土最重要的力学性能。一定条件下，工程要求的混凝土 其他性能往往都与混凝土强度存在着密切关系。由鲍罗米公式可知，水 灰比对混凝土的强度起决定性作用。减水剂掺入混凝土中，在保持新拌混凝土和易性相同的情况下可降 低混凝土的水灰比，因而可提高混凝土的抗压强度。一般减水剂的减水 率愈大，混凝土抗压强度愈高。减水剂使混凝土抗压强度提高的原因， 除了降低水灰比以外，还由于减水剂的分

22、散作用使混凝土的匀质性和水 泥的有效利用率提高。但是缓凝型普通减水剂 (如木质素磺酸盐、糖蜜等 ) 掺量过大则可 能由于过度缓凝而降低混凝土的强度；引气型减水剂若掺量过大，也会 由于过度引气而抵消其减水增强的作用，从而可能使混凝土强度增大很 小或略有降低。高效减水剂在水泥用量及混凝土和易性不变的情况下， 随着减水剂掺量增大，混凝土强度逐渐增大并趋于稳定。但某些高效减 水剂掺量过大时，会造成拌合物离析、泌水增大，因而可能使混凝土强 度反而降低。因此无论从经济上还是从技术上考虑，对于某种混凝土减 水剂均有一合适掺量。2. 减水剂对硬化混凝土干缩和徐变的影响干缩是非荷载作用下硬化混凝土的一种体积变形

23、。由于减水剂的性 质和使用情况不同，不同的减水剂，或在不同的使用情况下，其对混凝 土的干缩呈现出不同的影响，有时甚至会得到相反的结果。减水剂对混 凝土干缩的影响基本有以下三种情况：(1) 在保持混凝土用水量及强度相同的情况下，掺入减水剂用以改 善混凝土的和易性，提高流动性。此时，掺普通减水剂的混凝土干缩值 有所增大，但增大幅度在正常范围内；高效减水剂而言，在水灰比不变 的情况下，其对混凝土干缩值影响较小。(2) 在保持混凝土拌合物坍落度及水泥用量相同的情况下，掺减水 剂以减少用水量而提高强度，此时掺减水剂的混凝土的干缩值可能略有 增大。(3) 在保持混凝土拌合物坍落度和硬化混凝土强度相同的情况

24、下掺 入减水剂同时减少混凝土单位用水量及水泥用量，此时，掺减水剂混凝土的干缩值将小于不掺减水剂的混凝土的干缩值。徐变是在长期荷载作用下硬化混凝土的一种体积变形。减水剂对混凝土徐变的影响随减水剂的品种、性质及用途不同而不同。总的来说， 高效减水剂对流动性混凝土的徐变影响较小；掺非引气型减水剂，由于 降低了混凝土的水灰比而使强度提高，因而在同一龄期和施加相同应力 的情况下，混凝土徐变将有所减小；掺入引气型减水剂， 由于混凝土 含气量增多则徐变将有所增大。3. 减水剂对硬化混凝土耐久性的影响混凝 土抵抗环 境介质作用 并长期保 持良好 的使 用性能的 能力称 为 混凝土的耐久性。长期处于各种环境介质

25、中的混凝土，往往会遭到不同 程度的损害，甚至破坏。在混凝土结构设计中，不能只重视强度对结构的影响，而忽视环境 对结构的作用，否则混凝土结构在未达到预定的使用年限，即出现钢筋 锈蚀、混凝土剥落劣化等破坏现象， 需要大量投资进行修复加固甚至 拆除重建。提高混凝土耐久性，延长结构寿命，减少修复工量，对提高 经济效益具有重要意义。混凝土耐久性是一项综合性能，它主要包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、 抗碳化、碱一骨料反应抑制性等。本文仅讨论减水剂对部分耐久性能的 影响。(1) 减水剂对混凝土抗渗性的影响：混凝土抵抗流体(包括水、油、气)介质渗透进入其内部的能力叫做混凝土抗渗性。抗渗性是混凝土耐 久性的重要指标，提

26、高抗渗性是提高混凝土耐久性的有效途径。减水剂掺入到混凝土拌合物中，在和易性相同的情况下，可大幅度 减少拌和用水量，因而减少了水化剩余水的蒸发和泌水留下的孔缝，提 高了混凝土的密实性， 降低了孔隙率。 减水剂还可细化混凝土的孔直径， 改善混凝土的孔结构。若掺入具有一定引气作用的减水剂，由于分散和 引气作用，提高了混凝土中孔的均匀性，特别是引入大量微小气泡阻塞 了连通毛细管的通道，变开放孔为封闭孔。因此，混凝土中掺入减水剂 可显著提高其抗渗性。(2) 减水剂对混凝土抗冻性的影响：混凝土在反复冻融过程中破坏， 是由于自由水冻结成冰时体积增大 9%所形成的膨胀压力， 以及过冷水发 生迁移产生的渗透压力

27、所致。而混凝土的抗冻性是指在水饱和状态下， 混凝土能经受多次冻融循环而不破坏，不严重降低强度的性能。混凝土中掺入一定量的具有一定引气作用的减水剂，在新拌混凝土 和易性相同的情况下， 降低了水灰比并引入一定数量独立微小气泡， 能 改善混凝土的孔结构，提高混凝土中孔的均匀性，减小气泡间隔系数。 因此混凝土中掺入具有一定 引气作用的减水剂，可提高混凝土的抗冻 性。(3) 减水剂对混凝土抗碳化性能的影响：钢筋混凝土结构的耐久性 与混凝土抗碳化性能密切相关。抗碳化性是指混凝土抵抗空气中的二氧 化碳与水泥石中氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水的能力。未碳化混凝土的pH值可达到12. 613，这种强碱性环境能使混

28、凝 土中钢筋表面生成一层钝化薄膜，从而保护钢筋免于锈蚀。但当混凝土 和空气以及含有二氧化碳的雨水接触后，混凝土表面层首先开始碳化， 经过较长时间后，混凝土内部也逐渐发生碳化。由于空气和水的长期作 用，钢筋混凝土中钢筋将逐渐生成铁锈，铁锈的体积比原来钢筋体积增 大 2 2 5 倍，其膨胀压导致混凝土保护层开裂和脱落，这样又加速钢 筋的进一步锈蚀。减水剂掺入混凝土中，在新拌混凝土和易性相同的情况下，降低水 灰比，提高了混凝土的强度和匀质性，使混凝土致密，因而抗渗性提高 若减水剂具有一定引气作用，还可引入一定量微泡阻塞毛细通道，进一 步提高抗渗性。抗渗性好的致密混凝土，可阻止二氧化碳和水汽进入， 因

29、而具有较好的抗碳化性能。所以，减水剂掺入混凝土中，可提高混凝 土的抗碳化能力。四、减水剂的发展趋势(1) 扩大高效减水剂的使用范围研制具有显著的早强、高强、抗渗、耐久性等特点的减水剂，如英 国的 Conplasf N G 即是通过几种外加剂复合而成的早强减水剂， 日本 新近开发的高效能 AE 减水剂，也是通过高效减水剂加入反应性高分子 聚合物复配的方式得到的一种减水率高、坍落度损失小、不泌水的商品 混凝土用的外加剂。(2) 开发用其它原料制备高效减水剂 目前，高效减水剂主要是用萘或三聚氰胺生产的。我国资源短缺， 还需进口，所以以萘为原料的高效减水剂产量是有限的。由于近年价格 年年攀升，以其为原

30、料生产的高效减水剂的价格也一涨再涨。由于全国 三聚氰氢胺总的产量低，价格贵，所以三聚氰氛胺用于生产高效减水剂 也受到限制。这种局面不是近期就能改观的，所以应扩大高效减水剂的 原料范围，例如采用甲基萘油、蒽油、脱蒽油、杂酚油、苯及其同系物 等较易得到的原料。例如白俄罗斯共和国研制成功的一种新型高效减水 剂，代号 M-1 ，就是以苯酚为原料生产的。再一个值得注意的是改性木质素磺酸盐的研制。我国纸浆废液资源 丰富，利用废液生产的木钙年产量仅为 1.5 万吨。纸浆废液利用率不足， 大多排放掉了，不但对环境造成严重污染而且浪费了资源。木钙作为一 种普通减水剂不仅可以单独使用，而且由于价廉也广泛用作复合外

31、加剂 的成分之一，所以需求量大，是混凝土外加剂的基础产品。怎样充分利 用纸浆废液生产普通减水剂，扩大生产规模，加强对它的研究工作是我 国发展混凝土减水剂的一个方向。(3) 开发其它树脂类及多种高效减水剂 虽然减水剂的种类很多，但目前我国使用最多的减水剂还是：木质素磺酸钙(简称木钙)，糖蜜，萘系高效减水剂(如NNO , MF，建一 1, NF 等等)3 类。如何开发其它产品仍然是研究工作的重要课题。氨基磺酸 盐系减 水剂分子对水泥颗粒 的吸附呈垂直的线型 吸附，可形成立体屏 蔽，在混凝土中能保持较长时间的分散效果。聚羧酸系高效减水剂是目 前性能最为优越的混凝土外加剂，其掺量一般小于 0.3 ，但

32、减水率却高 达30%以上，塌落度12h基本不损失，28d强度增长在20 %以上。(4) 高效减水剂复合使用 高效减水剂与其它外加剂复合使用是研究的一个热门领域，目前国内这方面的研究及应用也多，有些品种实现了工业化生产。这类复合剂 的特点是可以发挥各种外加剂的长处，克服各剂之短，得到具有多种功 能的外加剂产品。如前面提及的英国的 Conplasf N G 及日本的 AE 高效 能减水剂都是这方面的成功例子。(5) 加强对聚羧酸系高效减水剂的研究与其他品种减水剂相比， 聚羧酸系高效减水剂不仅具有超分散性 能，而且能抑制混凝土的坍落度损失，是目前国内外减水剂开发研究的 重点。聚羧酸系减水剂与不同的水

33、泥均有相对较好的相容性，在低水胶 比时更易发挥其低黏度和坍落度保持性能，所以它在欧洲和日本的推广 应用很快。聚羧酸系高效减水剂与其他高效减水剂相比，其突出优点主 要表现为:1) 掺量低(固体掺量为 0.2%0.5%) ；2)对水泥浆体的分散性 强；3)混凝土坍落度损失小，一般可保证坍落度维持12 小时不损失；4) 在相同流动性情况下，对混凝土凝结时间延缓较少； 5) 强度改善效果 明显； 6) 与水泥相容性好； 7) 分子结构自由度大，进一步改善和分子优化的空间较大； 8） 合成中不使用甲醛，对环境不造成污染，属于绿色环保产品。由于聚羧酸系高效减水剂具有以上多种独特优点，被认为是发 展前景十分

34、广阔的外加剂。但由于对聚羧酸系减水剂的合成、作用机理 和应用等方面的研究深度不够，还存在一些急需解决的问题，包括 :1） 深入了解不同单体间复杂的相互作用，为改性提供理论依据；2）清楚地表征该类减水剂的化学结构，从而找出其性能与结构间的关系； 3）虽然 这种减水剂与水泥的相容性比其他种类的减水剂更好，但也经常发生混 凝土坍落度损失太快及混凝土快硬等不正常现象，应尽快找出原因，并 通过合成或复配工艺解决； 4） 掺该外加剂配制的低水胶比混凝土拌合物 有时黏性太大，泵送困难，而有时黏度太低，振动成型时极易分层，或 者有时泌水、引气现象十分严重； 5）聚羧酸系高效减水剂与常用缓凝组 分、引气组分和早

35、强组分的相容性问题也需要解决。（6）高效减水剂对混凝土长期性能影响的研究 混凝土建筑物的服务时间都比较长，少则几十年，多则上百年，所 以对混凝土长期性能的要求比较高。减水剂对混凝土长期性能到底有什 么样的影响是减水剂能否用于混凝土中的大课题，对这种影响进行考察 和研究也是不容忽视的。结束语未来的高性能混凝土除具备良好的工作性，优异的力学性能和耐久 性外；还应具备高耐磨性，超低收缩性，高韧性，高弹性，超低发热性 超早强性非磁性等多种功能。随着混凝土向高强化，高性能化发展，同 时由于我国地理因素，气候以及混凝土原材料来源的差异性，要求混凝 土外加剂必须具备多种功能和性能。由此可见单一品种混凝土外加

36、剂已 不能适应混凝土技术的发展。混凝土外加剂必须走复合型路子，向多种 功能，复合型方向发展。致谢在本次论文的撰写过程中，随老师对该论文从选题，构思到最后定 稿的各个环节给予细心指引与教导 ,使我得以最终完成毕业论文设计 在学习中 ,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、 精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导 师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这三 年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的 感谢和崇高的敬意！参考文献1 李崇智，周文娟，王林建筑材料M.清华大学出版社,2009.(33)2 王瑞燕建筑材料M.重庆

37、大学出版社,2009.(100)3 覃维祖.高效减水剂的作用与发展J.混泥土,1994,135(5).(58)4 李崇智，冯乃谦，李永德等.高性能减水剂的研究现状与展望J.混泥土与水泥制 品,2001,118(2).(36)5 晏伟浅谈掺减水剂节省水泥用量的机理J.建材研究与用,2002.(59-60)6 付玫减水剂品种和作用机理J.江西建材,2009(01).(15-17)7 李明玺，袁红秀混泥土减水剂的研究进展J.高新技术,2009,25.(5-6)8 柯蕾, 陈世民等. 我国混泥土外加剂概况与聚羧酸系高性能减水剂的主要性能特点J广东建材,2005(7).(5-8)9 张勇，马双平等高效减水剂的性能及其发展趋势J.桂林工学院学 报,2005,25(2).(225-228)10 杨永民，文梓芸,吴国林减水剂对混泥土性能的影响和发展趋势J.研究与探 讨,2005(10).(8-12)11 中华人民共和国行业标准：混泥土外加剂(GB 8076-2008),人民交通出版社, 200812 中华人民共和国行业标准：混泥土外加剂应用技术规范(GB 50119-2003),人 民交通出版社，2003欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求