高效减水剂的性能及其发展趋势
聚羧酸系高效减水剂的研究和应用
在国外，聚羧酸类减水剂的研究已有相当长的历史，其应用技术已经成熟。日本是研究和使用聚羧酸类减水剂最多也是最成功的国家，1995年以后聚羧酸系减水剂在日本的使用量就超过了传统的萘系减水剂，1998年底聚羧酸系减水剂产品已占所有高性能AE减水剂产品总数的60%以上，其主要生产厂商有花王、竹本油脂、日本制纸、藤泽药品等[1]。对聚羧酸系减水剂的研究主要集中在新拌混凝土有关性能和硬化混凝土的力学性能及高强高性能混凝土在工程中的应用技术。目前聚羧酸系减水剂可使混凝土的水灰比下降到0.25以下，而水泥用量仍可保持在500kg/m3，同时它的坍落度可保持200mm以上，完全满足施工要求。近年来，北美和欧洲的一些研究者的论文中也有许多关于研究开发具有优越性能的聚羧酸系减水剂的报道，主要是商业开发和推广，如Grance公司的Adva系列、MBT公司的pheomixTOOFC牌号、Sika公司的Viscocrete3010等[2]。
4.2支链PEO对产物性能的影响
Uchikawa[18]和Yoshioka等[19]发现聚羧酸系减水剂的PEO侧链对水泥颗粒分散性和分散保持性有重要的影响，侧链聚合度越小，水泥浆体的流动性损失越快，由于空间位阻效应，所合成的带有聚氧乙烯侧链的高效减水剂随着侧链的增长，减水剂的空间立体作用增加，因此对水泥颗粒的分散效果更好，流动保持性也增加，但是PEO侧链过大时，支链间可能发生缠结，在水泥颗粒间形成桥接，反而影响流动性保持性[20]。Kinoshita[21]研究了甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物类聚羧酸系高效减水剂，认为具有不同长度的聚乙二醇能同时达到较高的流动性和流动度保持性能。该甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物含有羧酸官能团、磺酸基官能团和烷氧基聚乙二醇官能团，含有长侧链聚乙二醇的聚羧酸减水剂有较高的立体排斥力，分散时间短，有较好的分散性和流动度，但流动性保持性能差；含有短侧链聚乙二醇的聚羧酸系减水剂分散时间长，流动保持性能好。Sakai[22]发现主链较短支链较长的聚羧酸系减水剂的分散性能要好于主链较长而支链较短的聚羧酸系减水剂。Nawa等[23]研究了普通硅酸盐水泥掺加具有不同聚氧乙烯基侧链长度、不同支链位置的聚羧酸型超塑化剂后，流动度受温度（10～30℃）影响的规律，结果表明，侧链长度越长，掺加有该减水剂的水泥浆的分散性受温度的影响越小。因此，在主链上具有适当长度PEO侧链的接枝共聚物既能获得所需的流动性，也能获得流动性的保持性。
2024年高性能减水剂市场前景分析
2024年高性能减水剂市场前景分析引言减水剂是建筑行业中常用的一种添加剂，它可以显著降低混凝土水泥用量，提高混凝土的工作性能，从而提高工程质量和效率。
在高速发展的建筑行业中，高性能减水剂具有广阔的市场前景。
本文将对高性能减水剂市场的前景进行分析。
市场需求随着城市化进程的加快，建筑行业迅速发展。
同时，人们对工程质量和效率的要求也越来越高。
高性能减水剂作为一种能够提高混凝土性能的添加剂，满足了市场对于高质量、高效率的建筑需求。
因此，高性能减水剂市场需求旺盛。
技术创新随着科技的进步，高性能减水剂的研发技术也在不断创新。
传统的减水剂主要通过改变混凝土的物理性质来达到减水的效果，但这种方法对混凝土的工作性能和强度产生了一定的影响。
而高性能减水剂采用了新的化学添加剂，通过改变混凝土的化学性质来实现减水效果，可显著提高混凝土的工作性能和强度。
技术创新为高性能减水剂市场的发展提供了坚实的基础。
市场规模及增长潜力据统计数据显示，目前高性能减水剂市场的规模约为XX亿元，预计未来几年将呈现出快速增长的趋势。
这主要得益于建筑行业的快速发展以及人们对高质量建筑工程的追求。
随着技术不断创新和市场认知的提高，高性能减水剂市场的潜力将进一步释放。
市场竞争格局目前高性能减水剂市场存在较多的竞争品牌，主要包括国内外知名企业。
这些企业在技术研发、生产能力以及市场渗透度方面都拥有一定的优势。
为了在市场中占据一席之地，这些企业不断加大研发投入，推出更加先进的高性能减水剂产品。
市场竞争格局将更加激烈，企业需要不断提升技术实力和品牌影响力，以保持竞争优势。
发展趋势在未来的市场发展中，高性能减水剂有几个明显的发展趋势。
首先，技术创新将继续推动市场发展，新型的高性能减水剂将不断涌现。
其次，可持续发展将成为市场的重要方向，环保型高性能减水剂将受到更多关注和需求。
此外，智能化应用也是市场的发展趋势之一，高性能减水剂在施工过程中的智能化监测和控制将得到更广泛的应用。
减水剂市场调研报告
减水剂市场调研报告一、引言减水剂是一种在混凝土或水泥浆中添加的化学物质，可以有效减少混凝土的水灰比，增强混凝土的流动性和减少水泥用量。
减水剂被广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域，对提高施工效率、减少成本、改善混凝土性能等方面具有重要作用。
本报告旨在对全球减水剂市场进行调研分析，以期为相关企业提供市场参考和决策支持。
二、市场概况1. 减水剂的定义和分类减水剂是一种可以通过改善混凝土流变性能、降低黏度和粘合力的化学添加剂。
根据其化学成分和功能特点的不同，可以将减水剂分为塑化剂、分散剂、减粘剂、减水剂和缓凝剂等几类。
2. 市场规模和趋势根据市场研究数据显示，全球减水剂市场规模呈稳步增长趋势。
在建筑行业快速发展的带动下，减水剂市场的需求不断增加。
特别是在新兴经济体国家和地区，建筑基础设施投资的持续增加为减水剂市场提供了巨大的发展机遇。
3. 主要市场驱动因素（1）建筑行业发展：随着全球城镇化进程的加快，建筑行业需求大幅增长，促使减水剂市场的扩大。
（2）环保意识的增强：减水剂可以有效降低混凝土的水泥用量，减少对环境的负面影响，受到政府和企业的青睐。
（3）施工效率要求：减水剂可以提高混凝土的流动性和工作性能，提高施工效率，因此在工程建设中得到广泛应用。
三、市场分析和预测1. 地区市场分析（1）亚太地区：亚太地区是全球减水剂市场最大的消费地区，预计在未来几年仍将保持较高的增长率。
这主要归因于亚太地区国家和地区的建筑基础设施投资增加。
（2）欧洲和北美：欧洲和北美地区的减水剂市场规模较大，但增长率较稳定。
这主要是因为这些地区的建筑市场已趋于饱和，增长速度相对较慢。
（3）拉丁美洲、中东和非洲：这些地区的减水剂市场规模相对较小，但预计在未来几年会有较高的增长率。
这主要归因于基础设施建设和城市化进程的加速以及对高性能混凝土需求的增加。
2. 市场竞争格局目前，全球减水剂市场竞争激烈，主要厂商包括德国巴斯夫、美国赛科、中国阿克苏诺贝尔等。
2024年聚羧酸减水剂市场发展现状
2024年聚羧酸减水剂市场发展现状引言近年来，随着建筑行业的迅猛发展，聚羧酸减水剂作为一种重要的建筑材料，得到了广泛的应用。
本文将对聚羧酸减水剂市场的发展现状进行分析和总结，以期为相关研究和实践提供参考。
聚羧酸减水剂的定义和分类聚羧酸减水剂是一种常用的混凝土外加剂，主要用于调节混凝土的流动性和延迟凝结时间。
根据其分子结构和性能，聚羧酸减水剂可分为常规型、超塑型、高性能型等多个类别。
聚羧酸减水剂市场规模近年来，聚羧酸减水剂市场规模逐年扩大。
根据行业数据统计，目前我国聚羧酸减水剂市场的年销售额已超过亿元人民币。
随着建筑行业的快速发展，预计聚羧酸减水剂市场规模还将进一步增长。
聚羧酸减水剂市场发展趋势1.技术创新：聚羧酸减水剂行业在技术创新方面取得了显著的进展，不断推出更加高效、环保的产品。
例如，聚羧酸减水剂的分散性能和抗渗性能得到了显著提升。
2.市场竞争：随着市场规模的扩大，聚羧酸减水剂市场的竞争也日益激烈。
企业需要加强产品研发和品牌推广，提高自身的市场竞争力。
3.绿色发展：在环保意识日益增强的背景下，聚羧酸减水剂行业也在朝着绿色发展方向努力。
企业需要关注产品的环境影响，并推动绿色生产和可持续发展。
聚羧酸减水剂市场面临的挑战1.技术壁垒：聚羧酸减水剂行业技术要求较高，企业需要具备一定的技术实力和研发能力才能在市场竞争中占据优势。
2.法律法规限制：建筑行业受到很多法律法规的约束，聚羧酸减水剂作为建筑材料也需要符合相关的标准和规定，这对企业的生产和销售提出了一定的挑战。
3.市场需求变化：随着建筑行业需求的变化和技术进步，市场需求也在不断变化。
企业需要及时掌握市场动态，并灵活调整产品结构和销售策略。
建议与展望针对聚羧酸减水剂市场发展中的问题和挑战，提出以下建议： 1. 加强技术研发和创新能力，提高产品性能和质量，增强市场竞争力。
2. 关注环保需求，推动绿色生产和可持续发展，满足市场对环保产品的需求。
3. 加强行业协作，促进技术共享和合作创新，提高整个行业的整体竞争力。
HPWR聚羧酸系高性能减水剂的现状与发展方向探讨
聚羧酸系减水剂（HPWR）的发展现状与发展方向探讨聚羧酸减水剂是一种重要的混凝土外加剂，是新型建筑材料支柱产业的重要产品之一。
自上世纪80年代起，国外就开始着手研发聚羧酸系减水剂。
它以石油化工产品为原料，以极高的减水率，极好的坍落度保持性和优异的增强效应，逐渐受到混凝土工程界的亲睐。
聚羧酸减水剂研究的最终目标是通过不饱和单体在引发剂作用下共聚，将带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上，使其同时具有高效减水、控制坍落度损失和抗收缩、不影响水泥的凝结硬化等作用。
本文将概述国内外聚羧酸减水剂的研究和发展状况，探讨聚羧酸减水剂结构与性能之间的关系及其作用机理的研究成果，并分析聚羧酸减水剂研究中存在和亟待解决的一些问题，希望对我国从事聚羧酸系减水剂研究、应用的同行有所启发。
1聚羧酸系减水剂的发展1.1国外情况国外学者一开始通过所合成的反应性活性高分子作为混凝土坍落度损失控制剂，后来才真正意义上做到在分散水泥的作用机理上设计出各种最有效的分子结构，使外加剂的减水分散效果、流动性保持效果得以大大提高。
1986年日本专家首先研制成功聚羧酸系减水剂，9 0年代中期正式工业化生产，并开始在建筑施工中应用。
该类减水剂大体分为烯烃/顺丁烯二酸酐聚合物和丙烯酸/甲基丙烯酸脂聚合物等。
据报道，1995年后聚羧酸系减水剂在日本的使用量就已超过了萘系减水剂，且其品种、型号及品牌名目繁多。
尤其是近年来大量高强度、高流动性混凝土的应用带动了聚羧酸系减水剂的技术发展和应用水平。
目前日本生产聚羧酸系减水剂的厂家主要有花王、竹木油脂、NMB株式会社和藤泽药品等，每年利用此类减水剂生产的各类混凝土为1000万m3左右，并有逐年递增的发展趋势。
与此同时，其它国家对聚羧酸系减水剂的研究与应用也逐渐加强.虽然日本是研发应用聚羧酸系减水剂最早也是最为成功的国家，但目前北美和欧洲也十分重视对聚羧酸系减水剂的研究。
从最近的文献可知，聚羧酸系减水剂的研究已由第一代甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物，到第二代丙烯基醚共聚物，又发展到第三代酰胺/酰亚胺型，而且专家们正在着手研发第四代聚酰胺-聚乙烯乙二醇支链的新型高效减水剂。
聚羧酸系高效减水剂的研究现状及发展方向
第 ２ 期 １
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｎ Ｏ Ｍ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩＦ Ｒ ＡＴＯ
０建筑 与工程 ０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
科技信息
聚羧酸系高效减水剂的研究现状及发展方向
汤二 一 安 伟
（ 柏县 鸿运 路桥 建设 有 限公 司 河 南 南 阳 桐
【 摘
４４ ５ ７ ７ ０）
１ 聚羧 酸减 水剂 的研 究 现 状
与 传 统 的 木 质 素 系 减 水 剂 、 系 减 水 剂 相 比 ． 综 合 性 能优 异 ． 萘 其 被
过 时间和 Ｚｔ ｅ ａ电位 的 关 系 来 了解 。 一般 来 说 ， 用 萘 系及 三 聚 氰 胺 系 使
高 性能减水剂 的混凝土经 ６ ｍｉ 坍落度损失 明显高于含 聚羧酸 系 ０ ｎ后 高性 能 减 水剂 的混 凝 土 。这 主要 是 后 者 与 水 泥粒 子 的 吸 附 模 型 不 同 。 称 为 第 三 代 减 水 剂 。 羧 酸 减 水 剂 被 公 认 为 是 今 后 混 凝 土 外 加 剂 的 发 聚 水 泥 粒 子 闯 高 分 子 吸 附 层 的作 用 力 是 立 体 静 电 斥 力 ，ｅａ电 位 变 化 Ｚｔ 展方向 ， 我 国的发展还处 在初始阶段 ， 研究工 作始于 ２ 在 其 Ｏ世 纪 末 ， 小。 在 工 程 中大 量 使 用 也 是 近 ５年 的 事 情 。 即 使 是 在 研 究 发 展 最 早 的 日 ２２ “ 间 位 阻 学 说 ”其 理论 核 心是 最 低 位 能 峰 。即 高分 子 吸 附 于 水 － 空 ， 本 ， 羧 酸 系 减 水 剂 的发 展 也 只 有 二 十 几 年 的 时 间 ， 聚 目前 也 还 处 在 不 泥 颗粒 表 面 ， 其伸 展 进入 溶 液 的支 链 产 生 了 空 间 位 阻 使 粒 子 不 能 彼 此 断 发 展 的 阶段 。 由此 可 见 聚 羧 酸 系 高效 减 水 剂 的 研 究 具 有 重 要 的 意 靠 近 ， 而 使 水 泥 颗 粒分 散 并稳 定 。 从 义 。 ２ ３ 羧 基（Ｃ ＯＨ 、 一 Ｏ ）羟基 （Ｏ 、 基 （Ｎ ２ 、 氧 烷 基 （Ｏ— ） 极 性 一 Ｈ）胺 一 Ｈ ）聚 ～ Ｒｎ等 １ 国外 聚 羧 酸 系 减 水 剂 的研 究 现 状 ． １ 基 团 通 过 吸 附 、 散 、 湿 、 滑 等 表 面活 性 作 用 ， 水 泥 颗 粒 提 供 分 分 润 润 对 聚羧酸系 高性能混凝土减水剂 １８ ９ ５年 由 日本研发成 功后 ，Ｏ年 ９ 散和流动性能 ， 并通过减少水 泥颗粒 问摩 擦阻力 ， 降低 水泥颗粒 与水 代 中期 已正 式 工 业 化 生 产 ， 已成 为 建 筑 施 工 中 被广 泛 应 用 的一 种 新 并 界面的 自由能来增加新拌混凝土的和易性。 羧酸根离子使水泥颗粒带 型 商 品 化 混 凝 土 外 加 剂 。该 类 减 水 剂 大 体 分 为烯 烃／ 丁 烯 二 酸 酐 聚 顺 上的负电荷 ， 从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒 分 合物和丙烯酸／ 甲基 丙 烯 酸 酯 聚 合 物 等 。１９ ９ ５年 后 聚 羧 酸 系 减 水 剂 在 散 ， 而 抑 制 了水 泥 浆 体 的 凝 聚 倾 向 （ Ｌ Ｏ 理论 ） 大 水 泥 颗 粒 与 水 从 ＤＶ 增 日本 的使 用 量 已 大 大 超 过 了 萘 系 减 水 剂 ， 其 品 种 、 号 及 品 牌 已名 且 型 的 接 触 面 ， 水 泥 充 分 水 化 。 扩 散 水 泥 颗 粒 的过 程 中 。 出 凝 聚 体 所 使 在 放 目繁 多 。到 ２ ０ 年 为 止 ，聚 羧 酸 系 减 水 剂 用 量 在减 水 剂 中 已超 过 了 ０１ 包围的游离水 ， 善了和易性 ， 少了拌水量。 改 减 ８ ％。尤其是近年来大量 高强度 、 Ｏ 高流动性混凝 土的应用带动 了聚羧 ２ ． 聚羧酸系聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用． ４ 主要 由 于 羧 基 充 酸 系高 性 能 减 水 剂 的广 泛 应 用 与技 术 发 展 ， 年 利 用 此 类 减 水 剂 生 产 每 当 了缓 凝 成 分 ， — Ｏ ＿ Ｃ ２ 子 作 用 形 成 络 合 物 ，降 低 溶 液 中 的 Ｒ Ｃ Ｏ 与 ａ＋ 离 各类混凝 土约在 １０ ００万 ｍ ， 。并有逐年递增 的发展趋势 。美 国高效减 Ｃ２ ａ 离子浓度 ， ＋ 延缓 Ｃ （ Ｈ ａＯ ）形成结 晶 ， 减少 Ｃ Ｈ Ｓ凝胶 的形成， 缓 —— 延 水 剂 的 发 展 比 日本 晚 ， 目前 美 国 正从 萘 系 、 氨 系 减 水 剂 向 聚 羧 酸 系 蜜 了水 泥 水 化 。 高 效减 水 剂发 展 。 据有关文献记载 ． 聚羧 酸 系 高性 能 减 水 剂 现 已 由 第 一 代 聚羧 酸 系 ３ 聚 羧 酸 减 水 剂 存 在 的 问 题及 发展 方 向 减 水 剂 （ 基 丙 烯 酸 ／ 酸 甲酯 共 聚 物 ）第 二 代 聚 羧 酸 系 减 水 剂 （ 烯 甲 烯 ， 丙 ３１ 聚羧 酸 减 水 剂 存 在 的 问题 ． 基 醚 共 聚 物） 展 到 第 三代 聚 羧 酸 系 减 水 剂 （ 胺僦 亚 胺 型 ）并 正 在 研 发 酰 ， （） １ 引气 性 过 大 而 造 成 混 凝 土 的 强 度 降 低 。 目前 解 决 的 办 法 是 添 发第 四代 聚 酰胺 一 聚 乙 烯 乙 二 醇 支链 的新 璎 高效 减 水剂 。 发 减 水 率 开 加消泡 剂 ， 但直接添加 消泡剂． 所得 复配物很不稳 定． 会引起 含气量 的 更 高 、 能 更 优 异 、 应 性 更 强 的 聚 羧 酸 系 高 性 能 减 水 剂 是 今 后 发 展 性 适 波 动 ． 终 引起 混 凝 土 强 度 的波 动 。将 消 泡 剂 与 可 聚合 单 体 共 聚 ． 果 最 效
聚羧酸系高性能减水剂的研究现状及发展趋势
参考内容
引言
引言
聚羧酸系减水剂是一种高性能外加剂，在混凝土制备过程中发挥着重要的作 用。其具有高减水率、高保坍性、高强度增长等特点，被广泛应用于各种建筑工 程中。然而，聚羧酸系减水剂对水泥分散性及水化过程的影响仍需进一步探讨。 本次演示将通过实验研究聚羧酸系减水剂对水泥分散性及水化过程的影响，以期 为混凝土制备提供理论指导。
3.应用范围
3.应用范围
聚羧酸系高性能减水剂广泛应用于各种混凝土工程中，如高速公路、桥梁、 隧道、地铁等。在制备高强度、高流动性混凝土时，聚羧酸系高性能减水剂能够 显著提高混凝土的工作性能和耐久性。此外，聚羧酸系高性能减水剂还应用于石 膏制品、陶瓷制品、耐火材料等领域。
未来发展趋势
未来发展趋势
功能可控型聚羧酸减水剂的研究
1、聚羧酸减水剂的概述和特点
1、聚羧酸减水剂的概述和特点
聚羧酸减水剂是一种高效、环保的混凝土添加剂，主要用于改善混凝土的性 能。与传统的减水剂相比，聚羧酸减水剂具有更高的减水率、更好的分散性和更 强的适应性，能够显著提高混凝土的强度、耐久性和流动性。此外，聚羧酸减水 剂还具有生产效率高、环保性能好等特点，具有很大的发展潜力。
结论
结论
本次演示对功能可控型聚羧酸减水剂的研究与应用进行了详细的阐述。通过 对其制备方法、性质及其应用领域的介绍，分析了其优势和不足。并结合实际案 例说明了其在建筑、化学、石油等领域的应用前景。总之，功能可控型聚羧酸减 水剂作为一种高性能、环保型的混凝土添加剂，具有广泛的应用前景。相信在未 来的发展中，其必将在各个领域发挥越来越重要的作用。
实验结果与分析
此外，我们还发现聚羧酸系减水剂的掺量对混凝土的性能有很大影响。当掺 量较低时，减水剂的作用效果不明显，而当掺量较高时，混凝土的强度和耐久性 有所降低。因此，选择合适的掺量对于制备高性能混凝土至关重要。
聚羧酸高效减水剂用途
聚羧酸高效减水剂用途聚羧酸高效减水剂是一种常用的混凝土外加剂，具有很广泛的应用范围。
下面将从不同的角度介绍聚羧酸高效减水剂的用途。
一、提高混凝土的流动性和可泵性聚羧酸高效减水剂可以在混凝土中形成分散状态的胶凝体颗粒，使混凝土的流动性得到显著提高。
通过添加适量的减水剂，可以使混凝土变得更加流动和可塑，从而提高施工的效率。
此外，聚羧酸高效减水剂还可以改善混凝土的可泵性，使混凝土在泵送过程中不易发生堵塞和分层现象。
二、减少混凝土的水灰比聚羧酸高效减水剂可以在混凝土中形成一层分散的吸附膜，减少水分与水泥颗粒的接触，从而降低混凝土的水灰比。
通过降低水灰比，可以提高混凝土的强度和耐久性。
此外，减少水灰比还可以减少混凝土的收缩和开裂，提高混凝土的抗渗性能。
三、改善混凝土的抗裂性能聚羧酸高效减水剂能够改善混凝土的抗裂性能。
在混凝土中添加适量的减水剂后，可以改善混凝土的内部结构，减少混凝土的收缩和开裂。
此外，减水剂还能够提高混凝土的延展性和韧性，增加混凝土的抗裂能力。
四、提高混凝土的早期强度聚羧酸高效减水剂可以促进水泥颗粒的水化反应，加速混凝土的早期强度发展。
通过添加适量的减水剂，可以使混凝土在早期获得更高的强度，缩短养护时间，提高施工效率。
此外，减水剂还可以提高混凝土的抗冻性和耐久性。
五、节约水泥用量聚羧酸高效减水剂可以显著降低混凝土的水泥用量，节约成本。
通过添加适量的减水剂，可以在不降低混凝土强度的情况下减少水泥的使用量，达到节约成本的目的。
此外，减少水泥用量还可以减少对环境的污染。
聚羧酸高效减水剂具有提高混凝土流动性和可泵性、降低水灰比、改善抗裂性能、提高早期强度和节约水泥用量等多种用途。
在混凝土施工中使用聚羧酸高效减水剂，可以提高施工效率，改善混凝土的性能，降低施工成本，具有重要的经济和技术意义。
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盐甲醛缩合物 ) 以工业萘为主要合成 原料; 甲基萘 糖蜜类 , 适于短距离运输 , C40 强 度等级以下的 混 系减水剂以甲基萘或含有较高甲基萘的洗油为主要 凝土, 新拌混凝土超过 1 h 后 , 坍落度损失率往往可 合成原料; 蒽系减水剂以蒽油为主要合成原料. ( 2) 磺化三聚氰胺甲醛缩合物 , 亦称水溶性蜜 胺树脂系 ( M S) .
[ 1]
.
1 高效减水剂的分类与性能
高效减水剂一般分为合成型单一组分和复合 型组分两大类, 主要控制技术指标有
[ 2]
:
坍
落度损失大小, 甲基萘系 > 蜜胺树脂系 > 萘系 > 古 玛隆树脂系 > 氨基磺酸系 ; 氨基磺酸系; 系. 1 2 复合型多组分高效减水剂 由减水剂组分和功能性组分 ( 如保坍组分、 引 气组分等 ) 以一定比例复合而成 . 1 2 1 保坍组分 主要作用是减少混凝土拌和物 的早期坍落度损失, 其分类及特点: ( 1) 木钙、 糖钙、 对混凝土引气量的大 小 , 甲基萘系 > 古玛隆树脂系 > 蜜胺树脂系 > 萘系 > 对混凝土凝结时间影响的快慢: 蜜胺树 脂系 > 萘系 > 甲基萘系 > 古玛隆树脂系 > 氨基磺酸
: 减水率、 含
气量、 凝结时间、 保坍性能、 泌水率比、 抗压强度比 和相对耐久性指数等 , 其中减水率为坍落度相同时 基准混凝土和掺加外加剂混凝土单位用水量之差 与基准混凝土单位用水量之比, 是减水剂最重要的 品质指标之一. 1 1 合成型高效减水剂 ( 1) 聚烷基芳基磺酸盐高效减水剂 ( NS ): 根据 原料不同, 分为萘系减水剂、 甲基萘系减水剂、 蒽系 减水剂等 3 类. 其中萘系减水剂 ( 主要为 -萘磺酸
第 25 卷 第 2 期 20 0 5 年 4 月
桂 林 工 学 院 学 报
JOU RNALOFGU I LI NUN I VER SI TYOFTECHNO A pr 2005
文章编号: 1006- 544X ( 2005) 02- 0225- 04
高效减水剂的性能及其发展趋势
[ 7] [ 6]
第 25卷
第 2期
张 勇等: 高效减水剂的性能及其发展趋势
227
( 3) 其它树脂型减水剂 , 如复合磺化脲醛树脂 . 工艺流程: 在碱性条件下 , 按 m ( 戌糖 ) m ( 木质素 碳酸 ) = 1 ( 2 1~ 3) 加料 , 进行羟甲基化反应, 生成 1 -羟甲基脲 , 再按尿素与复合磺化剂的摩尔比为 1 ( 1~ 5)的配比依次加入复合磺化剂的各组分, 进行 磺化反应, 然后在酸性条件下, 在 75~ 100 回流 1 ~ 4h , 进行缩合反应, 最 后稳定在 p H = 7 5~ 8 0 条件下进行分子重排反应即得 (用量少而减水效果 显著, 适应混凝土在高流 态连续生产中的泵送、 管 送的需要 ). [ 10] ( 4) 聚羧酸系新型减水剂 . 要通过各种乙烯 类单体的共聚物反应来获得一种水溶性减水剂 , 必 须在大分子长链上含有能对水泥颗粒提供分散和 流动性能的极性单体 (如羧基 ( COOH ), 羟基 ( OH ) , 磺 酸 基 ( SO3H ) 以 及 聚 氧 烷 基 类 集 团 ( CH 2 CH 2 O) m R 等 , 并且这些极性单体要以合适 比例出现在高分子主链 上. 例如 , 选择含羧酸基 的烯烃单体与含磺酸基的烯烃单体进行自由基聚 合 , 得二元或三元共 聚物, 使合成 的高分子链上 具有羧酸基和磺酸基两种阴离子表面活性基团 ( 该减水剂减水率大于 30 % , 新拌混凝土初始坍落 度 1 h 内基本不损失, 1 5 h 损失 l cm ) . 同萘系减 [ 11] 水剂相比 , 聚羧酸系减水剂具有掺量低、减水 率大、与水 泥适 应性好、坍落度 保持 性能 优异、 强度增长明显、生产及使用过程中无污染等众多 优点, 因此受到广泛 的研究. 日本 的聚羧酸系产 品的产量比例逐年上 升, 而萘系所占比例有下降 [ 13] 趋势 ( 表 1) . 表 2列出日本聚羧酸减水剂的一 [ 12] 般分类 , 主要有: 多羧酸类 , 这类具有较好 的长时间保持坍落度不降低特性 . 反应性 PRA 高分子共聚物类 , 这类不溶性反应性高分子共聚 物与混凝土 中高碱 性的碱性 介质发 生水解 反应 , 徐徐放出水溶性的水解产物分散剂或缓凝剂从而
混凝土中掺入减水剂是改善混凝土的和易性、 提高混凝土强度、 改善混 凝土长期耐久性能、 降低 硬化混凝土的收缩、 节约 水泥、 降低能耗等方面的 有效措施. 超塑化剂技术 的应用, 是配制高性能混 凝土的重要手段
[ 1- 4 ]
( 3) 氧茚树脂磺酸盐, 亦称古玛隆树脂系. ( 4) 芳香族氨基磺酸聚合物 , 即氨基磺酸系 . ( 5) 聚羧酸系 ( 水泥分散性好 , 保持混凝土的和 易性、 流动性, 减水率 > 30 % ): 主要分为马来酸 酐 聚氧乙烯酯磺酸盐和丙烯酸盐丙烯酸酯系 ( 包括聚 羧酸系和有末段磺酸基的多元聚合物 ). 上述高效减水剂对新拌混凝土的影响
张 勇 , 马双平 , 杨富民 , 高礼雄
3 中国建筑材料科学研究院, 北京 100000)
1 2 1 3
( 1 铁道科学研究院 , 北京
100081; 2 武汉武钢实业浩源化工有限公司, 武汉
430082;
摘
要: 阐述了合成型和复合型两类高效减水剂的分类和性能特点 , 对高效减水剂的化学结构特
点进行了分析 . 对合成类高效减水剂产品的原材料替代、改性以及开发新品种减水剂进行了介绍 , 并对复合型高效减水剂采用减水剂复合使用和减水剂与功能型保坍组分、引气组分复合使用进行 了探讨. 介绍了日本高效减水剂的应用情况及发展趋势, 并预测聚羧酸系减水剂将是我国高效减 水剂发展的一个重要方向 . 关键词: 混凝土 ; 高效减水剂; 性能; 发展趋势 中图分类号: TU 528 042 2 文献标识码: A
3 高效减水剂的发展趋势
3 1 合成型单一组分高效减水剂的发展趋势 ( 1) 萘系减水剂原材料的代用. 除萘外 , 可以使 [ 8] 用蒽及蒽油、 苯及苯的同系物 . 用工业废渣或 廉 [ 9] 价原材 料制备减 水剂 , 既廉价、 高效, 又消除 污 染 . 例如, 利用苯酚残渣制备减水剂的工艺流程为 : 苯酚残 渣 浓 硫酸萃取 浓硫酸 酸化 与甲醛 缩 合 与氢氧化钠中和 浓缩 干燥 红色粉末 . 另 外还可以采 用磺化聚 苯乙烯 . 其原 料除用 苯乙 烯 外 , 还可以用 -甲基乙烯和茚 , 制备磺化聚苯乙烯 时可将分子量 12 000 左右的聚苯乙烯用浓硫酸、 发 烟硫酸或氯磺酸在催化剂下进行磺化 , 磺化聚苯乙 烯减水剂对混凝土的作用不亚于萘系减水剂 . ( 2) 木质素磺酸盐的改性. 在碱介质中 , 将木质 素磺酸盐用空气氧化至木质素磺酸的糖份含量 ( 换 算成戊糖 )为 m (戌糖 ) m ( 木质素磺酸 ) = 2 5 % ~ 5% , 可以有效的降低坍落度损失, 通过分划分子量 为 1万以上的超滤膜的低分子区, 使木质素磺酸固 体中的低分子量含量小于 20 % , 同时添加磺酸 - 甲 醛缩合物, 作为水泥 分散剂, 可有效防止水泥浆 或 混凝土流动性的下降 . 在此基础上进一步改良 , 采 用聚碳酸或聚烯烃薄膜材料进行超过滤、 浓缩而得 特种改性木质素磺酸盐作为添加剂的必要成分 , 另 一必要成分是其它水泥添加剂 , 如葡萄糖酸盐、 三 聚氰胺磺酸甲醛缩合物或其盐, 烯烃 - 不饱和和二 元羧酸共聚物以及多聚羧酸盐等. 烯烃 - 不饱和二 元羧酸共聚物中的烯烃可以是乙烯、 丙烯和乙丁烯 等 , 不饱和二元羧 酸可以是 顺丁烯 二酸和 衣康 酸 等 , 其盐可以是碱金属盐、 碱土金属盐或铵盐等 . 例 如 , 在顺丁烯二酸酐与催化剂偶氮二异丁腈溶液中 添加丙烯可得到此种分散剂 . 多聚羧酸可以是聚丙 烯酸, 聚甲基丙基酸 等, 如丙烯酸与催化剂过硫 酸 铵反应可以得到聚丙烯酸 . 多聚羧酸盐可以是碱金 属盐、 碱土金属盐或铵盐. 另一种改性方法是用偶氮盐和木质素磺酸 盐 反应而得到偶氮化磺化木质素 , 其能缩短胶化时间 的延迟 , 改善水泥浆料的流动性 .
2 高效减水剂的化学结构特点
( 1) 聚合物中含有单环、 多环和杂环, 即具有大 键 ( 聚羧酸类除外 ) , 因此易产生静电吸附和形成 [ 5] 氢键, 有利于固体粉末分散 . ( 2) 聚合物电解质的聚合度应控制在适当的范 围 , 相对分子量一般在 1 500~ 10 000 左右, 相对分 子量小有利于分子在气 - 液界面取向而使水的表 面张力下降 , 而分子量过高使减水作用降低. ( 3 ) 大 分子中 应控制 有害 基团 ( 如羟 甲基 CH 2OH, 醚键 O )等 . ( 4) 分子链中一般均含有主导官能团 . 主导 官能团在外加剂大分子中具有特殊性能, 并在应用 中起主导作用. SO 3H 的主导 作用为高效分散产 生高减水率 , COOH 的主导作用为缓凝、 保坍, COOH、 SO3H 可分别 与一 种或 多种 多个 极性基 团、 原子团中的极性原子 组合在同一分子里, 而赋 予主导作用以及主导作用以外的一些作用. 同性质 主导作用的高分子化合物的主导性能 , 可以通过复 合使主导作用具有加和性 , 从而可产生协同叠加作 用 . 如减水率为 20% 的 FDN 与减水率 11 % 的含有 COOH SO3H 双主导官能团的接枝共聚物聚合 , 减水率可因协同作用提高到 30 % . 故可通过分子设 计来获得一种水泥混凝土用高性能减水剂 , 在大 分子链上引入 COOH、 SO 3H 主导官能团中的一 种或几种, 并与相符的非 主导官能团、 极性基团或 极性原子团中的极性原子与之组合 . 单一或双主导 官能团减水剂极性单体中的亲水基团与疏水基团
收稿日期 : 2004- 02- 19 基金项目 : 国家 作者简介 : 张 973 计划资助项目 ( 2001CB10700) 勇 ( 1974- ), 男 , 硕士, 研究方向: 建筑材料开发和应用.