聚羧酸类减水剂的制备及性能
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺近几十年来，我国的混凝土工程技术取得了很大进步，高性能混凝土、自密实混凝土的应用越来越广泛，因此，对高效减水剂的要求也越来越高。
聚羧酸系高效减水剂是近几年发展的新型高效减水剂，其主要成分为聚羧酸盐或脂的聚合物，其分散能力强，减水率高，对水泥的适应性好，将是今后高效减水剂研究和发展的重点。
研究开发新型的聚羧酸系减水剂受到国内外广泛关注，代表了高效减水剂的主要发展方向。
1、聚羧酸系高效减水剂的作用机理聚羧酸系减水剂由于其优异性能而引起业内广泛的关注。
为了有效开发这一类型的减水剂，对其减水机理的研究非常重要。
减水剂分散减水机理主要包括以下几个方面。
1.1水化膜润滑作用。
聚羧酸减水剂由于分子结构中存在具有亲水性的极性基，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，释放包裹于其中的拌合水，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，和易性好。
1.2静电斥力作用。
水泥颗粒的稳定性主要由静电斥力和范德华引力的平衡来决定。
减水剂加入到新拌混凝土中，其中的负离子就会在水泥粒子的正电荷的作用下定向吸附在水泥颗粒表面，形成扩散双电层的离子分布，使得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电斥力，使水泥颗粒絮凝结构解体，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。
1.3空间位阻作用。
一般认为所有的离子聚合物都会引起静电斥力和空间位阻斥力两种作用力，聚羧酸类减水剂吸附在水泥颗粒表面，虽然使水泥颗粒的负电位降低较小，静电斥力较小，但是由于其主链与水泥颗粒表面相连，支链则延伸进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层，从而具有较大的空间位阻斥力，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。
1.4引气隔离“滚珠”作用。
粉体聚羧酸减水剂工艺
粉体聚羧酸减水剂工艺概述粉体聚羧酸减水剂是一种用于混凝土制备的添加剂，能够显著减少混凝土的水泥用量，提高混凝土的流动性和可泵性，同时保持其强度和耐久性。
本文将介绍粉体聚羧酸减水剂的工艺，包括生产、应用和质量控制等方面的内容。
一、粉体聚羧酸减水剂的生产工艺1. 原材料选择粉体聚羧酸减水剂的主要原料是聚羧酸醚单体和一些辅助材料，如稳定剂、助剂等。
原材料的选择对产品的性能和质量起着至关重要的作用。
2. 反应合成将聚羧酸醚单体与辅助材料按一定比例混合后，在一定温度下进行缩聚反应，生成聚羧酸醚聚合物。
反应过程需要控制好温度、反应时间和搅拌速度等参数，以确保产品的稳定性和一致性。
3. 干燥和粉碎反应合成后的聚羧酸醚聚合物需要进行干燥处理，以去除残余的溶剂和水分。
干燥后的产物需要经过粉碎处理，得到细粉体聚羧酸减水剂。
二、粉体聚羧酸减水剂的应用工艺1. 混凝土配制在混凝土的配制中添加粉体聚羧酸减水剂时，需要根据混凝土的设计强度、工作性能和施工要求等因素进行合理的剂量控制。
一般情况下，根据试验和经验选择合适的投加量，将粉体聚羧酸减水剂与混凝土的其它材料一同投入搅拌机进行搅拌。
2. 混凝土施工添加粉体聚羧酸减水剂的混凝土在施工过程中应注意控制水灰比和搅拌时间，以保证混凝土的流动性和可泵性。
同时，需要合理调整配合比和施工工艺，以确保混凝土的性能和质量满足要求。
3. 质量控制粉体聚羧酸减水剂的质量控制包括原材料的采购和检验、生产过程的监控和调整、产品的质检和包装等环节。
在生产过程中，需要严格控制反应条件和工艺参数，确保产品的稳定性和一致性。
同时，对成品进行严格的质检，确保产品符合相关标准和要求。
三、粉体聚羧酸减水剂工艺的优势和应用前景1. 优势粉体聚羧酸减水剂具有良好的流动性、可泵性和保水性能，能够显著提高混凝土的工作性能和施工效率。
同时，由于减少了水泥的用量，可以降低混凝土的成本，并减少对环境的影响。
2. 应用前景粉体聚羧酸减水剂在混凝土工程中的应用前景广阔。
聚羧酸减水剂合成试验方法
聚羧酸减水剂合成试验方法一、原料准备聚羧酸减水剂的合成主要需要聚羧酸单体和聚醚单体，其中聚羧酸单体是合成聚羧酸减水剂的关键原料。
在实验中，我们需要准备适量的聚羧酸单体、聚醚单体以及其他助剂如过氧化物催化剂等。
二、合成方法1. 首先，将聚羧酸单体和聚醚单体按照一定的比例混合，并加入适量的过氧化物催化剂。
2. 将混合物搅拌均匀，并加热至一定温度。
温度的选择要根据具体的合成体系而定，一般在60-80摄氏度之间。
3. 在搅拌的同时，逐渐加入一定量的溶剂。
溶剂的选择要考虑到其与单体的溶解性以及后续的分离、纯化等工艺要求。
4. 继续保持搅拌和加热的条件，直到反应达到一定程度。
反应时间的长短取决于单体的性质和反应条件的选择，通常在1-3小时之间。
5. 反应完成后，将反应液冷却至室温，并进行分离。
分离的方法可以采用沉淀、过滤或萃取等技术，以得到目标产物。
6. 最后，通过浓缩、干燥等工艺对产物进行纯化和制备。
三、实验注意事项1. 在实验过程中，应注意个人安全和实验室的环境安全。
聚羧酸单体和聚醚单体等原料具有一定的毒性和腐蚀性，需要正确使用和储存。
2. 实验条件的选择要根据具体的体系和实验目的而定，如温度、搅拌速度、反应时间等。
3. 实验中需要控制各种原料的比例和添加顺序，以保证反应的顺利进行和产物的纯度。
4. 合成过程中，应注意控制溶剂的用量和选择，避免产生过多的有机废液和环境污染。
5. 在合成完成后，应对产物进行分析和测试，以确保其质量和性能符合要求。
通过以上步骤和方法，我们可以合成出具有一定性能的聚羧酸减水剂。
在实际应用中，可以根据需要对合成方法进行调整和优化，以获得更好的产品性能和经济效益。
聚羧酸减水剂的合成方法研究对于混凝土工程的发展和应用具有重要的意义。
聚羧酸减水剂生产工艺
二、聚羧酸系高性能减水剂合成工艺简介。
聚羧酸系高性能减水剂目前主要存在聚酯类和聚醚类两大主流产品。聚 酯类：包括酯化和聚合两个过程。聚醚类：只有聚合一个过程。
（一）、聚酯类聚羧酸系高性能减水剂合成工艺。
（3）、中和反应，将反应好的聚合物降温至50C以下，边搅拌边加入片 碱100kg，调节PH值6—乙反应完成，得到含固量为30%勺聚酯类聚羧酸系高 性能减水剂成品。
（二）、聚醚类聚羧酸系高性能减水剂合成工艺
（1）、合成工艺简图：
聚合反应―中和反应―成品
（2）、反应过程如下：
1、聚合反应：计量维生素C:,疏基乙酸：，配以580kg去离子水，泵 入滴定罐A备用，是为A料。计量丙烯酸，配以44kg去离子水，泵入滴定罐B备用，是为B料。往反应釜内加入去离子水930kg，烯丙醇聚氧乙烯醚1800kg,由室温升至55C，加入双氧水（配114kg去离子水），同时滴定A B料，B料3小时滴定完，A料小时滴定完，保温1小时。（温度控制60±2C）。
聚羧酸减水剂生产工艺
一、引言
一般认为， 减水剂的发展分为三个阶段： 以木质素磺酸钙为代表的第一代普通减 水剂阶段； 以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段； 以聚羧酸系为代表的第三代 高性能减水剂阶段。
与传统的减水剂相比，聚羧酸系高性能减水剂有很多特点：1.在合成工艺上，聚 羧酸系高性能减水剂采用不饱和单体共聚合成而不是传统减水剂使用的缩聚合 成，因此该类减水剂的合成原料非常之多，通常有聚乙二醇、 （甲基）丙烯酸、 烯丙醇聚氧乙烯醚等。2.在分子结构上， 聚羧酸系高性能减水剂的分子结构是线 形梳状结构， 而不是传统减水剂单一的线形结构。 该类减水剂主链上聚合有多种 不同的活性基团，如羧酸基团（一COOH羟基基团（一0H、磺酸基（一S03Na等，可以产生静电斥力效应；其侧链带有亲水性的非极性活性基团，具有较高的 空间位阻效应。由于其广泛的原料来源，独特的分子结构，故而具有前两代减水 剂不可比拟的优点，加上在合成过程中不使用甲醛，属绿色环保产品，因此，已 成为混凝土外加剂研究领域的重点和热点之一。
聚羧酸减水剂
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应用范围
应用范围
适用于高速铁路、客运专线、工业与民用建筑、道路、桥梁、港口码头、机场等工程建设的预制和现浇混凝 土、钢筋混凝土及预应力混凝土。
特别适用于配制混凝土施工时间长，对混凝土坍落度保持要求高的工程，如核电工程。
使用方法
使用方法
掺量范围：一般情况下，折算20%含固量时掺量为胶凝材料重量的0.5～1.5%，推荐掺量为1.0%。
合成方法
合成方法
对于聚羧酸减水剂的合成，分子结构的设计是至关重要的，其中包括分子中主链基团、侧链密度以及侧链长 度等。合成方法主要包括原位聚合接枝法、先聚合后功能化法和单体直接共聚法。
1、原位聚合接枝法
以聚醚作为不饱和单体聚合反应的介质，使主链聚合以及侧链的引入同时进行，工艺简单，而且所合成的减 水剂分子质量能得到一定的控制，但这种方法涉及的酯化反应为可逆反应，在水溶液中进行导致接枝率比较低， 已经逐渐被淘汰E14]。
优劣特点
优劣特点
在很多混凝土工程中，萘系等传统高效混凝土由于技术性能的局限性，越来越不能满足工程需要。在国内外 备受的新一代减水剂，聚羧酸系高性能减水剂，由于真正做到了依据分散水泥作用机理设计有效的分子结构，具 有超分散型，能防止混凝土坍落度损失而不引起明显缓凝，低掺量下发挥较高的塑化效果，流动性保持性好、水 泥适应广分子构造上自由度大、合成技术多、高性能化的余地很大，对混凝土增强效果显著，能降低混凝土收缩， 有害物质含量极低等技术性能特点，赋予了混凝土出色的施工和易性、良好的强度发展、优良的耐久性、聚羧酸 系高性能减水剂具有良好的综合技术性能优势及环保特点，符合现代化混凝土工程的需要。因此，聚羧酸系高性 能减水剂正逐渐成为配制高性能混凝土的首选外加剂。据报道，日本聚羧酸外加剂使用量已占所有高性能外加剂 产品总量的80%以上，北美和欧洲也占了50%以上。在我国，聚羧酸系减水剂已成功应用仅在三峡大坝、苏通大桥、 田湾核电站、京沪高铁等国家大型水利、桥梁、核电、铁路工程，并取得了显著的成果。
探究常温合成聚羧酸减水剂工艺及性能
探究常温合成聚羧酸减水剂工艺及性能1.辽宁同德环保科技有限公司2.抚顺矿业集团有限责任公司摘要：常温合成聚羧酸减水剂不仅可以有效降低生产能耗和成本，而且还能简化生产操作流程。
聚羧酸减水剂常温制备工艺简单、操作方便，生产成本和能耗也低，本篇文章在此基础上，主要对聚羧酸减水剂常温制备工艺及性能方面进行研究和分析。
关键词：聚羧酸减水剂；常温制备；合成工艺；材料性能一、聚羧酸减水剂常温制备工艺的实验研究1.1工艺分析聚羧酸减水剂是一种新型的混凝土外加剂，在水泥混凝土材料中的掺量低，但是减水率高，使用环保，因而工程效益显著，聚羧酸减水剂在自由度设计方面，能够对其进行改性，具有多种功能，改性产品包括保坍剂和早强减水剂等。
对聚羧酸减水剂的常温制备工艺进行分析，能够对其技术环节进行适当的改进，一般聚羧酸减水剂合成温度在60℃~80℃之间，聚羧酸减水剂常温制备过程中的升温和调温会对生产周期造成影响，能耗和成本均会增加，在这种情况下，将聚羧酸减水剂合成用原材料和反应单体等，放置在常温的储罐中通过滴加搅拌使其充分反应，不需要再对其进行加温，直接保温6小时，然后得到成品，其分散性能高。
1.2合成材料聚羧酸减水剂在常温制备的过程中，由于聚合反应的温度明显降低，反应速率也会同步降低，同一反应时间内，聚羧酸减水剂产物聚合度低，产品性能受影响，对此，要对聚羧酸减水剂制备材料进行分析。
聚羧酸减水剂合成的实验材料包括甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸、抗坏血酸、氢氧化钠和过硫酸铵等。
其中工业级的甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2400，合成聚羧酸减水剂，是将一定量的去离子水和甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入到容量为500ml的烧瓶中，调制氢氧化钠的ph值在7.0左右，氢氧化钠质量分数为40%。
获得试样后，调制去离子水固含量40%，整个工艺流程不需要进行加热处理，控制聚合体系的温度在25℃。
1.3性能测试对聚羧酸减水剂的常温制备工艺进行研究，能够及时发现减水剂合成中的技术问题，改进合成方案，控制产品的生产能耗以及制备成本等。
混凝土外加剂中聚羧酸盐减水剂的制备原理及作用机理
混凝土外加剂中聚羧酸盐减水剂的制备原理及作用机理聚羧酸盐高性能减水剂是由带有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物，在水溶液中，通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表面活性剂。
合成聚羧酸盐高性能减水剂所需的主要原料有：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等，在聚合过程中可采用的引发剂为：过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰；链转移剂有：3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇以及异丙醇等。
虽然聚羧酸盐高性能减水剂是一种新型减水剂，具有许多突出的优点，但其作用机理目前仍尚未完全清楚，因此总结了以下一些常见观点，仅供参考：(1)聚羧酸类聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用，主要由于羧基充当了缓凝成分，r-coo～与ca2+离子作用形成络合物，降低溶液中的ca2+离子浓度，延缓ca(oh)2形成结晶，减少c-h-s凝胶的形成，延缓了水泥水化。
(2)羧基(-cooh)，羟基(-oh)，胺基(-nh2)，聚氧烷基(-o-r)n等与水亲和力强的极性集团主要通过吸附、分散、湿润、润滑等表面活性作用，对水泥颗粒提供分散和流动性能，并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力，降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌商品混凝土的和易性。
同时聚羧酸类物质吸附在水泥颗粒表面，羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷，从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒分散，导致抑制水泥浆体的凝聚倾向(dlvo理论)，增大水泥颗粒与水的接触面积，使水泥充分水化。
在扩散水泥颗粒的过程中，放出凝聚体锁包围的游离水，改善了和易性，减少了拌水量。
(3)聚羧酸分子链的空间阻碍作用(即立体排斥)。
聚羧酸类物质份子吸附在水泥颗粒表面呈“梳型”，在凝胶材料的表面形成吸附层，聚合物分子吸附层相互接近交叉时，聚合物分子链之间产生物理的空间阻碍作用，防止水泥颗粒的凝聚，这是羧酸类减水剂具有比其他体系更强的分散能力的一个重要原因。
聚羧酸系减水剂的常温合成及性能
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聚羧酸类减水剂的制备及性能张赐容;黄易云;宁平【摘要】通过采用聚乙二醇单甲醚和丙烯酸在甲基苯磺酸的催化作用下合成得大分子单体聚乙二醇单甲基丙烯酸酯,再将大分子单体与丙烯酸、烯丙基磺酸盐按一定的摩尔比进行聚合,得到聚羧酸系高效减水剂。
研究了单体的不同比例对高效减水剂性能的影响;并将聚羧酸系高效减水剂在高强混凝土中的应用进行了测试和探讨。
结果表明：以聚乙二醇单甲醚、丙烯酸、烯丙基磺酸盐等为原材料合成聚羧酸系减水剂对水泥具有十分优越的分散性和分散稳定性。
在实验中选用了不同的阻聚剂,阻聚剂的品种及用量对酯化反应有较大的影响。
聚羧酸系高效减水剂中添加消泡剂可以降低混凝土的含气量,提高混凝土的强度。
%Poly-carboxyl superplasticizer was prepared by utilizing acrylic acid,sodium allyl sulfonate and PEG-M acrylic ester.The influences of different monomer ratios and reaction conditions on the superplasticizer performance were studied.The superplasticizer was used in high performance concrete,and had excellent water reduce ability in concrete even at low dosage and the strength of the concrete was also improved.Experiments showed that PEG-M,acrylic acid,and sodium allyl sulfonate used as raw materials in preparing poly-carboxyl superplasticizer which was a very good and stable disperser in cement.Different monomers ratio was used in the preparation process of superplasticizer.Carboxyl and sulfonic group content in superplasticizer had a larger influence on the cementhydration.Hydroquinone and phenothiazine as inhibitors were used in the esterification,and the experiments showed that the phenothiazine hadbetter inhibit ability,and the color of finish good was also lighter than that of using hydroquinone.Defoamer was used in poly-carboxyl superplasticizer to reduce air existing in the concrete and to improve the strength of the concrete.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)024【总页数】4页(P75-77,90)【关键词】聚羧酸;高效减水剂;高性能混凝土【作者】张赐容;黄易云;宁平【作者单位】广州从化鳌头凌丰树脂加工厂,广东从化510900;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510641【正文语种】中文【中图分类】TU528纵观我国50多年混凝土外加剂的发展历史，第一代木质素减水剂与第二代萘系减水剂对混凝土综合性能的提高、生产施工方式的改善起到了巨大的作用［1］。
目前80%的减水剂还是以萘磺酸盐甲醛缩合物为主导产品，虽然这类产品的减水率较高，但多数产品有效浓度偏低，硫酸钠含量偏高，与不同水泥的相容性不好，易出现新拌混凝土坍落度损失快、离析泌水严重等问题，导致混凝土质量波动较大。
尽管有些专业技术人员采用了各种途径试图加以解决，但其效果并不如意［2］。
而第三代聚羧酸系减水剂减水率更高，用其配制的高性能混凝土工作性好、不离析、不泌水、混凝土强度增长明显且对环境无污染［3］。
据国内外文献报道，目前在聚羧酸减水剂分子设计理论的支持下，已发展了多种分子结构，如醚键型、酰胺型等。
但市场研究较多、工业化应用的主流产品仍然是酯类的产品。
其合成路线主要有两种:一是以马来酸酐为主链接支不同的聚氧乙烯基或聚氧丙烯基支链。
另一类是以甲基丙烯酸为主链接枝聚氧乙烯基或聚氧丙烯基支链［4］。
本文采用进口的聚乙二醇单甲醚、丙烯酸、烯丙基磺酸钠等为主要原材料，合成制备出了聚羧酸型高效减水剂。
并测试了它的减水性能以及各项影响因素。
1 实验部分1.1 主要原材料聚乙二醇单甲醚M1000，科莱恩化工 (中国)有限公司;丙烯酸，巴斯夫中国有限公司;烯丙基磺酸钠，巴斯夫中国有限公司;过硫酸铵，上海凌峰化学试剂有限公司;对甲苯磺酸，广东光华化学厂;吩噻嗪，珠海市锐凯公司;P－II 42.5水泥，广州珠江水泥有限公司;标准砂，中国标准砂厂;消泡剂，韩国Nopco公司。
1.2 仪器与设备电动搅拌机，上海南汇慧明仪器厂;KDM型控温电热套，海宁市新华医疗器械厂;四口烧瓶、冷凝管、分水器，温度计等一套;真空泵，台州市黄岩汇丰真空设备厂;水泥净浆流动度试模，无锡建材实验仪器厂。
1.3 试样的制备1.3.1 大分子酯的合成以对甲基苯磺酸为催化剂，加适量的阻聚剂，丙烯酸和聚乙二醇单甲醚M1000摩尔比为1.2∶1;用适量的甲苯作回流溶剂，在140℃进行酯化反应。
6 h后得酯化大分子混合物。
1.3.2 聚羧酸减水剂合成将第一步的酯化大分子混合物、烯丙基磺酸钠和甲基丙烯酸按一定比例混合，升温到90℃，然后，滴加引发剂过硫酸铵。
在90℃保温4 h，反应结束，用氢氧化钠将反应产物调节到pH值约为7。
即得到聚羧酸减水剂。
1.4 测试与表征1.4.1 减水率的测定按照GB8076－1997混凝土外加剂减水率的测试方法进行测试。
1.4.2 凝结时间的测定按照GB8076－1997水泥凝结时间测试方法进行测试。
1.4.3 红外谱图将实验样品与国外公司的聚羧酸减水剂样品分别进行红外光谱分析，比对其谱图，以确定化学成份的异同。
2 结果与讨论2.1 阻聚剂的品种及用量在酯化反应中的阻聚效应在第一步大分子酯化物合成时:聚乙二醇单甲醚M1000 500 g;丙烯酸43 g;对甲苯磺酸0.6 g;阻聚剂 (试验中改变品种及添加量);甲苯100 g(回流溶剂)混合物加热到140℃，回流保温6 h后，用负压泵抽干回流溶剂，即得大分子酯化单体。
在酯化反应中不同品种的阻聚剂对酯化反应有不同的影响，本实验分别选用了对苯二酚和吩噻嗪作为阻聚剂，阻聚剂品种及用量对酯化反应的影响见表1。
从表1可以看出，阻聚剂的品种及用量对酯化反应有较大的影响。
就对苯二酚与吩噻嗪的比较，吩噻嗪的阻聚效果更好，且最终产成品的颜色也较浅。
在实验过程中二者均有升华现象。
综合考虑，在以后的实验中均选用吩噻嗪作为阻聚剂。
表1 阻聚剂品种及用量对酯化反应的影响?不加阻聚剂或阻聚剂量过少时，自聚严重，产物稳定性差;阻聚剂用量过多，反映产物颜色明显偏深，且在第二步的聚合反应中会消耗更多的引发剂。
所以选择适当的阻聚剂用量对控制成品质量及成本是非常重要的。
酯化产物聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯，在光照的情况下存放容易发生聚合，粘度明显大幅度提高，如需存放该反映产物，一定要置于密封容器中避光保存。
2.2 羧基含量对水泥凝结时间的影响水泥的水化是水泥熟料主成分C3S、C2S、C3A及C4A F和水反应，生成水化硅酸钙C3H2S3、水化铝酸钙C3AH6、氢氧化钙及硫酸铝钙。
其主要成分C3S和C2S的水化反应可表示为:2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)23(2CaO·SiO2)+5H2O=3CaO·3SiO2·2H2O+3Ca(OH)2水泥水化时，液相中的Ca2+、OH－、SiO2－3等离子的浓度随时间而变化，即存在着离子的溶入与析出。
有研究表明添加聚羧酸共聚物后，水泥的液相电导率降低，且随着添加量的增加，电导率呈下降趋势.说明聚羧酸共聚物可以降低水泥的水化速率，即对水泥水化起到缓凝作用.其原理可能是钙离子与聚合物中的羧基，生成了钙离子聚羧酸配合物。
在水泥水化中加入聚羧酸共聚物后，正是由于Ca2+聚羧酸配合物的生成使得体系的游离态Ca2+浓度下降才出现缓凝的现象。
在聚羧酸减水剂分子设计中使用不同含量的羧基，其对水泥的凝结时间的影响也是截然不同的。
实验采用水泥凝结时间的实验方法进行比对;称取普通硅酸盐水泥300 g，搅拌用水84 g，聚羧酸减水剂样品3 g。
搅拌均匀后按水泥凝结时间测定方法测定。
由表2可以看出羧基含量越高，聚羧酸减水剂的缓凝作用越强。
在羧基含量极高的情况下，可能导致水泥的不能完全凝结。
表2 不同羧基含量对水泥凝结时间的影响?2.3 磺酸基的含量对减水剂分散性能的影响减水剂分子中的SO3负离子为亲水基团，亲水基团就围绕在水泥颗粒四周使其带上负电荷，起到分散作用，正是这种分散作用起到了减水的作用;另一方面由于磺酸基的存在，也赋予了聚羧酸系减水剂良好的水溶性，可见磺酸基的含量在减水剂性能中具有极其重要的地位。
表3中对比了不同磺酸基含量的聚羧酸系减水剂对水泥分散性能的差异。
实验中使用标准砂1250 g，水泥450 g，聚羧酸系减水剂样品 (50%浓度)4.5 g，测量砂浆流动度达到X cm时的用水量，算得减水率。
从表3可以看出，在一定范围内，随着磺酸基含量的增加聚合物的减水率提高;磺酸基含量达到一定比例后，再提高其含量对减水性能并无明显的提高。
当磺酸基含量达到一定浓度后吸附于水泥颗粒表面的磺酸根离子并不会增加，因此减水性能并没有明显增加。
可见仅仅增加磺酸基的含量而不优化其他反应条件，所的产物减水性能也将得不到改善。
表3 不同磺酸基含量对水泥分散性能的影响?2.4 聚羧酸减水剂与消泡剂的复配直接用上述的方法合成的减水剂起泡能力较强，应用于混凝土和水泥砂浆中均有较高的含气量。
在混凝土中含气量每增加1%，则强度会降低5%;施工中如果混凝土含气量过高，在振捣的过程中气泡无法排除，则会产生气孔或麻面等问题，气孔及麻面一直是混凝土工程的质量通病，对工程的质量有很大的危害，严重影响混凝土的外观质量，并增加修复费用。