聚羧酸类高效水泥减水剂的研究文献综述

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1、文献综述聚羧酸类高效水泥减水剂的研究一、前言近年来,混凝土外加剂的研究与生产已趋向朝着高性能、无污染方向发展。混凝土减水剂是混凝土外加剂中应用面最广、使用量最大的一种。具有梳形分子结构的聚羧酸系高效减水剂因其减水率高、保坍性能好、掺量低、无污染、缓凝时间少、成本低等优异性能,适宜配制高强超高强混凝土、高流动性及自密实混凝土,成为国内外混凝土外加剂研究开发的热点[1-2]。目前我国离工业化应用还有相当大的差距,许多国外大的外加剂公司竭力想占据中国市场,因而我们必须加大对新型聚合物减水剂的研究,以便在混凝土外加剂市场竞争中处于有利地位。减水剂是指能增加水泥浆流动性而不显著影响含气量

2、的材料，它是混凝土外加剂中的最核心材料，是混凝土工程中应用最广泛的外加剂品种，其用量占到外加剂总用量的80%以上，已成为混凝土除水泥、砂、石、水以外的第五种组成部分。减水剂属改善混凝土拌和物流变性能的外加剂之一。混凝土减水剂的主要功能就是在保持混凝土拌合物坍落度的前提下，减少拌合过程中的用水量，降低水灰比，改善混凝土拌合物的流变性能及提高水泥混凝土的强度。　　一般认为,减水剂的发展可以大致分为三个阶段，以木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及以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。第一、二代减水剂由于掺量大，减水不够，水泥适应性不广，坍落度损

3、失大，采用有毒物质为原料等问题而受到制约。20世纪80年代初期出现的聚羧酸系高效减水剂被认为是第三代减水剂，它是当今国内外最新一代减水剂,它以其优异的性能,正成为世界性研究热点。聚羧酸系高性能减水剂除具有高性能减水(最高减水率可达35%)、改善混凝土孔结构和密实程度等作用外，还能控制混凝土的塌落度损失，更好地控制混凝土的引气、缓凝、泌水等问题。它与不同种类的水泥都有相对较好的相容性，即使在低掺量时,也能使混凝土具有高流动性，并且在低水灰比时具有低粘度及塌落度经时变化小的性能。因此可以预见，随着混凝土技术的发展，聚羧酸系减水剂以其优良的性能必将得到更大的发展和应用，聚羧酸系高性能

4、减水剂是目前世界上处于科技最前沿的一种高性能减水剂，是减水剂发展史上的第三次重大突破。它具有以下独特的优点：低掺量、高减水增强率、和水泥的适应性好、凝土坍落度损失小，是一种安全的绿色环保型高性能减水剂。二、主题1历史背景日本于1981年开始研制聚羧酸系高效减水剂,并于1986年将产品打入市场。目前,聚羧酸系高效减水剂的研究仍以日本发展较快,到2001年为止,聚羧酸系减水剂用量在AE减水剂中已超过了80%,主要生产厂商有日本的花王、竹本油脂、日本制纸、藤泽药品[3]等。美国高效减水剂的发展比日本晚,目前美国正从萘系、蜜胺系减水剂向聚羧酸系高效减水剂发展[4],主要生产厂家有MAS

5、TE公司、GRACE公司等。另外国外还有意大利的MADI公司、瑞士SIKA公司等。国内对聚合物水泥减水剂的研究起步较晚,研发的产品大多处于试验室研制阶段,可供合成聚羧酸系减水剂选择的原材料也极为有限,转向实际生产还有一定的距离。一般认为,减水剂的发展可以大致分为三个阶段，以木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及以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。第一、二代减水剂由于掺量大，减水不够，水泥适应性不广，坍落度损失大，采用有毒物质为原料等问题而受到制约。20世纪80年代初期出现的聚羧酸系高效减水剂被认为是第三代减水剂，它是当今国内外最新一代减水

6、剂,它以其优异的性能,正成为世界性研究热点。2研究现状聚羧酸系减水剂的研究进展　　日本于1981年开始研制聚羧酸系高效减水剂,并于1986年将产品打入市场。目前,聚羧酸系高效减水剂的研究仍以日本发展较快,到2001年为止,聚羧酸系减水剂用量在AE减水剂中已超过了80%,主要生产厂商有日本的花王、竹本油脂、日本制纸、藤泽药品[3]等。美国高效减水剂的发展比日本晚,目前美国正从萘系、蜜胺系减水剂向聚羧酸系高效减水剂发展[4],主要生产厂家有MASTE公司、GRACE公司等。另外国外还有意大利的MADI公司、瑞士SIKA公司等。国内对聚合物水泥减水剂的研究起步较晚,研发的产品大多处于

7、试验室研制阶段,可供合成聚羧酸系减水剂选择的原材料也极为有限,转向实际生产还有一定的距离。聚羧酸系减水剂的合成方法　　聚羧酸系减水剂的主要原料有不饱和酸,如马来酸酐、马来酸和丙烯酸、甲基丙烯酸等可聚合的羧酸,聚链烯基烃、醚、醇等烯基物质,聚苯乙烯磺酸盐或酯和(甲基)丙烯酸盐、酯、苯二酚、丙烯酰胺等[5],合成方法大体上有可聚合单体直接共聚、聚合后功能化法和原位聚合与接枝等几种。1可聚合单体直接共聚　　这种合成方法一般是先制备具有聚合活性的侧链大单体(通常为甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯),然后将