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聚羧酸系减水剂的研究现状是什么?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-05-25

减水剂是指能增加水泥浆流动性而不显著影响含气量的材料。它是在水灰比保持不变的情况下,能提高和易性;或是同样的和易性,可使混凝土用量降低,提高混凝土强度的外加剂。20世纪30年代到60年代,普通减水剂的应用和发展速度较快,主要为松香酸钠、木质素磺酸钠、硬脂酸盐等有机物;从60年代到80年代初发展为高剂减水剂,代表产品萘磺酸甲醛缩合物(NSF)和三聚氰胺磺酸缩合物(MSF);从90年代起,聚羧酸系减水剂中具有单环芳烃型结构特征的称为氨基磺酸系的高性能减水剂,得到迅速的发展。高性能减水剂与高效减水剂概念的区别主要在于,高性能减水剂具有更高的减水率,更好地控制混凝土的引气、缓凝、泌水等问题。

聚羧酸系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,还能控制混凝土的坍落度损失,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黏度及坍落度经时变化小的性能。在众多系列的减水剂中,因聚羧酸系减水剂具有很多独特的优点,所以它的应用推广很快。可以预见,21世纪使用混凝土外加剂将主要是聚羧酸系减水剂。

一、国外聚羧酸系减水剂的研究现状

近年来,在发达国家一些研究者的论文中,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,研究内容已从磺酸系超塑化剂改性逐渐移向对聚羧酸系的研究。日本是研究和应用聚羧酸系减水剂最多也是最成功的国家,减水剂的研究已从萘系基本上转向了聚羧酸系减水剂,有关日本在聚羧酸盐系列减水剂方面的专利报道有十余篇,基本以丙烯酸及马来酸酐为主,且大多数是在溶剂体系中合成。在应用方面,据报道,1995年以后聚羧系减水剂在日本的使用量已经超过了萘系减水剂,1998年日本聚羧酸产品已占所有高性能AE减水剂产品总数的60%以上,到2001年为止,聚羧酸减水剂用量在AE减水剂中已超过了80%。在欧美关于聚羧酸减水剂的专利报道也达十余篇,同样也是在溶剂型体系中完成的。还有研究者对共聚物的改性进行了研究,如在溶剂体系中马来酸酐和苯乙烯共聚物、马来酸酐和石脑油的共聚物进行改性。目前,国外有许多研究者还将重点放在苯乙烯、聚氧乙烯与马来酸酐(马来酸酐单酯) 的研究。在应用方面,目前美国正从萘系、密胺系减水剂向聚羧酸系减水剂方向发展。

二、国内聚羧酸系减水剂的研究现状

在我国,聚羧酸减水剂的用量只占减水剂的总用量的2%,聚羧酸系减水剂产品市场前景广阔,但由于技术性能及成本费用的问题,国内研制的聚羧酸系减水剂几乎都未达到实用化阶段;由于混凝土技术在国内发展不平衡,性能和成本问题也影响了聚羧酸系减水剂的发展。研究开发聚羧酸系减水剂是高性能混凝土技术发展的必然趋势。聚羧酸减水剂是高强高流动性混凝土、大掺量粉煤灰混凝土最重要的组成料,所以其前景将会愈来愈广阔。

目前,研究聚羧酸系减水剂的程度尚处于起步阶段。我国混凝土技术的发展和外加剂合成与应用技术进步及政策性扶持,为制备高性能减水剂提供了条件,许多单位取得了一些较好的科研成果。但聚羧酸系减水剂并未得到广泛应用,只有少量用作坍落度损失控制剂与萘系减水剂复合。近年来,研究者能通过分子设计途径不断探索聚羧酸系减水剂合成方法。从国内期刊及学报的相关论文看,国内对聚羧酸系减水剂产品的研究仅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比较有限;从减水剂原材料选择到生产工艺、降低成本、提高性能等许多方面,还有待进一步完善。

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