保坍型醚类聚羧酸减水剂的合成及应用性能研究_逄建军[1]

Beton Chinese Edition —— Ready-mixed Concrete2014年第2期研究探索

保坍型醚类聚羧酸减水剂的合成及应用性能研究

逄建军1，魏中原1,2，王栋民1，张力冉1

（1.中国矿业大学化学与环境工程学院北京 100083；

2.唐山龙亿科技开发有限公司唐山 063000）

［摘 要］本文将丙烯酸羟乙酯（HEA）取代部分丙烯酸与异戊烯基聚氧乙烯醚（IPEG）通过自由基共聚，合成出具有高保坍性能醚类聚羧酸减水剂。实验发现，丙烯酸羟乙酯替代 36% 的丙烯酸时合成的聚羧酸减水剂的保坍性能最好，释放时间适中，混凝土的坍落度保持性能优异。

［关键词］保坍；聚羧酸减水剂；丙烯酸羟乙酯

Research on synthesis and performance of ethers polycarboxylate

superplasticizer with slump loss resistance

Pang Jianjun1, Wei zhongyuan1,2, Wang Dongmin1, Zhang Liran1

( 1.School of Chemical & Environmental Engineering China University of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083;2.Tangshan Longyi Technology Development limited company,Hebei Tangshan 063000)

Abstract: Replacing parts of acrylic acid by hydroxyethyl acrylate(HEA), reacting with isopentenyl polyoxyethylene ether(IPEG) by free radical copolymerization, the product is polycarboxylate superplasticizer with slump loss resistance. The results indicated that the polycarboxylate superplasticizer with excellent slump loss resistance when hydroxyethyl acrylate to replace 36% of acrylic acid, the release time is moderate, the concrete has excellent slump loss resistance by using the polycarboxylate superplasticizer with slump loss resistance.

Keywords: slump loss resistance; polycarboxylate superplasticizer; hydroxyethyl acrylate

0 引言

聚羧酸减水剂具有减水率高、坍落度损失小、引气量小等优点，非常适用于配制高强、高性能混凝土[1]。但随着温度的升高，聚羧酸减水剂在应用过程中，混凝土坍落度损失较大的问题比较明显，高强混凝土高温条件下损失更加明显。保坍性良好的聚羧酸减水剂的研发一直是重要话题。

Yoshioka[2] 认为减水剂加入到混凝土中后，在水泥水化初始期，超塑化剂分子将以：（1）吸附于未水化的水泥颗粒表面；（2）吸附在水泥水化产物表面；（3）被包裹在水泥水化产物中；（4）残留在浆体中，维持吸附平衡，这四种形式存在。Tanaka[3] 认为新拌混凝土坍落度损失是由于水泥的水化和液相中减水剂浓度降低引起的，随着水泥水化的进行，提供分散作用的减水剂分子不断减少，使液相中减水剂的有效浓度降低，液相中减水剂量降低的越快水泥浆体流动度的经时损失越大。傅成飞[1] 采用丙烯酸羟丙酯取代摩尔质量 35% 丙烯酸与甲基烯丙基聚氧乙烯醚聚合成新型聚羧酸减水剂，其分散保持性能非常优越。张月星等[4]、Hamada 等[5] 和 Li 等[6] 采用交联的形式合成了聚羧酸减水剂，其坍落度保持性能较好。

聚羧酸减水剂的分子结构可设计性为解决该问题提供了可能。本文以聚羧酸减水剂的保坍理论为基础，以异戊烯基聚氧乙烯醚（IPEG）、丙烯酸和丙烯酸羟乙酯为原料，设计合成了一种高保坍型醚类聚羧酸减水剂。

1 试验

1.1 实验原料

异戊烯基聚氧乙烯醚（IPEG），工业级，奥克化学（滕州）；丙烯酸羟乙酯，工业级，上海华谊；氢氧化钠，分析纯，东昇精化；丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠（SMAS）、双氧水、巯基乙酸、高减水聚羧酸减水剂（PC）、奥克保坍剂（OXBT）和上海台界保坍剂（TJBT），均为工业级。

1.2 合成方法

向装有温度计、搅拌器和球型冷凝管的 500mL 的四口圆底烧瓶中加入 IPEG、SMAS 和部分去离子水。搅拌升温至 60℃，待单体溶解后将稀释过的引发剂双氧水倒入四口烧瓶中，用蠕动泵分别滴入丙烯酸和丙烯酸羟乙酯混合水溶液、巯基乙酸水溶液。滴加结束后，保温一定时间。反应结束后降温至 40℃以下，加入 30% 的氢氧化钠中和至 pH 值为 5～7，补水至固含量为 40%，得到无色透明粘稠状液体，即为目的产物保坍型聚羧酸系减水剂。其反应过程如图 1 所示。

2014年第2期 Beton Chinese Edition —— Ready-mixed Concrete 研究探索

图 1 保坍型聚羧酸减水剂的合成

1.3 性能测试与评价方法

水泥净浆流动度：参照 GB8077—87《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行测试。水泥净浆流动度的方法，称取曙光

P·O42.5 普通硅酸盐水泥 300g ，减水剂掺量(折固) 0.2%，水灰比 0.29。

胶砂跳桌实验：标准砂 1350g ，水灰比为 0.4，水泥 450g ，普通聚羧酸减水剂与保坍减水剂质量比为 2:1，减水剂固掺 0.15%，用砂浆搅拌机搅匀后，在水泥胶砂流动度测定仪上振动 25 次。

净浆跳桌实验：控制水灰比为 0.28，由于释放程度较大，所以减水剂掺量(折固) 0.12%，500g 曙光 P·O42.5 普通硅酸盐水泥。在水泥胶砂流动度测定仪上振动 25 次。

本研究参照 GB8076—2008《混凝土外加剂》相关规定，采用混凝土试验检验该产品的坍落度及坍落度保持性。试验混凝土配合比为 m(水泥):m(粉煤灰):m(矿粉):m(粗骨料):m(砂子) =240:90:70:1093:827，用水量和外加剂掺量根据坍落度要求和试验目的具体确定。

2 实验结果与讨论

2.1 丙烯酸羟乙酯取代量对减水剂保持性能影响

丙烯酸羟乙酯以酯键形式“存储”了一部分羧酸根。在水泥水化过程中所产生的碱性条件下，可以使其酯键水解产生羧酸根再次吸附，起到聚羧酸减水剂分散保持性能。图 2、图 3 和图 4 分别是丙烯酸羟乙酯替代不同摩尔比例的丙烯酸的水泥净浆流动和砂浆流动和净浆跳桌实验结果。

图 2 丙烯酸羟乙酯（HEA）取代丙烯酸的摩尔比例对净浆流动性能的影响

图3 丙烯酸羟乙酯（HEA）取代

丙烯酸的摩尔比例对胶砂流动性能的影响

图 4 丙烯酸羟乙酯（HEA）取代

丙烯酸的摩尔比例对净浆跳桌流动性能的影响

由图 2 可以看出，随着丙烯酸羟乙酯（HEA ）取代部分丙烯酸的摩尔量的增加，合成的聚羧酸减水剂初期减水效果越来越不明显，但是其后期释放性能却呈现先增加后降低的趋势。发现当 HEA 替代丙烯酸摩尔比例 36% 时，其净浆增长效果的最明显，并且 1 小时净浆流动度最大。即在该水泥水化过程产生的碱性条件下，该减水剂酯键水解的最彻底，被“存储”的羧酸根能够有效的释放。但是当 HEA 与丙烯酸摩尔比例为 1:1 时（HEA 取代丙烯酸摩尔量的 50%），初始减水效果不明显，后期净浆释放效果也不是很明显。即在该水泥水化过程产生的碱性条件下，该减水剂酯键水解的并不是很彻底，被“存储”的羧酸根不能够在有效的时间内有效的释放，造成其后期流动性能不达标。

为确认该想法的正确性，测定了 HEA 不同摩尔替代量的胶砂流动度和净浆跳桌流动性，见图 3、4。发现当HEA 替代丙烯酸摩尔比例 36% 时，其胶砂流动和净浆跳桌流动性的增长效果是最明显的。但是当 HEA 与丙烯酸摩尔比例为 1:1 时(HEA 取代丙烯酸摩尔量的 50%)，初始减水效果不明显，后期胶砂流动和净浆跳桌流动效果也不是很明显。2.2 甲基丙烯磺酸钠(SMAS)对减水剂保持性能影响

为优化其保坍效果，控制 HEA 替代丙烯酸摩尔比例36%，添加少量甲基丙烯磺酸钠，进一步优化聚羧酸减水剂的分子量。图 4、图 5 分别是在控制 HEA 替代丙烯酸摩尔比例 36% 时，不同甲基丙烯磺酸钠掺量的水泥净浆流动和砂浆跳桌实验结果。

图 5 SMAS 与单体的摩尔比例对净浆流动性能的影响

图 6 SMAS 与单体的摩尔比例对胶砂流动性能的影响

HEA 百分含量(%)

HEA 百分含量(%)

HEA 百分含量(%)

SMAS 百分含量(%)

SMAS 百分含量(%)

坍落度 (m m )

坍落度 (m m )

坍落度 (m m )

坍落度 (m m )

坍落度 (m m )

图 7 SMAS 与单体的摩尔比例

对净浆跳桌流动性能的影响

由图 5 可以看出，在控制 HEA 替代丙烯酸摩尔比例 36%，随着 SMAS 的摩尔量的增加，合成的聚羧酸减水剂后期释放性能呈现先增加后减小的趋势，发现当 SMAS 与单体的摩尔比例为 0.015 时，净浆增长效果最明显，并且 1 小时净浆流动度最大。即在该水泥水化过程产生的碱性条件下， SMAS 优化了该减水剂的分子量，增加的部分磺酸根提高其吸附性能，并且使其减水剂酯键水解的最彻底，被“存储”的羧酸根能够有效的释放。但是当 SMAS 掺量进一步增加时，其净浆释放效果呈现下降趋势。

为确认该想法的正确性，测定了不同 SMAS 掺量的胶砂流动度和净浆跳桌流动性，见图 6、7。发现当 SMAS 与单体的摩尔比例为 0.015 时，其胶砂流动的增长效果是最明显并且其保持性能也是最好的。但是当 SMAS 量增加到 2% 时，后期胶砂流动效果增加不明显。所以在控制 HEA 替代丙烯酸摩尔比例 36%，当 SMAS 与单体的摩尔比例为 0.015 时，合成的保坍剂的效果最好。

2.3 保坍型聚羧酸减水剂最佳配比确定

采用合成的大单体为异戊烯基聚氧乙烯醚(IPEG)，通过正交实验来确定对该水泥适应性最佳摩尔比例。单体设计比例见表 1。

表 1 保坍型聚羧酸减水剂单体比例设计

IPEG

AA HEA SMAS 1#20311512#12311513#

6

31

15

1

按照以上配比合成出的减水剂标号 1#、2#、3#。与奥克保坍剂（OXBT ）和上海台界保坍剂（TJBT ）为对照。图 6、图 7 分别是 1#、2#、3#、奥克保坍剂（OXBT ）和上海台界保坍剂（TJBT ）的水泥净浆流动和砂浆跳桌实验结果。

图 8 各聚羧酸减水剂的水泥净浆流动经时变化

图 9 各聚羧酸减水剂的胶砂流动经时变化

图 10 各聚羧酸减水剂的水泥净浆跳桌流动经时变化

由图 8 可知，随着酸醚比的增加，聚羧酸减水剂的水泥净浆流动性随时间是先增加后减小的。除3#，其余均在 1 小时后开始迅速释放，并且到 2 小时还有增加趋势，并没有损失。对于 1# 的净浆增长效果不明显是由于提供锚固基团的羧酸根量比较少，对该水泥的适应性不好；对于3#的净浆是随着时间的变化越来越小的，是由于在该水泥条件下，侧链提供的空间位阻比较有限；2# 的保持效果是最好的，说明对于该水泥，2# 的锚固基团和侧链的量达到了一个最佳比例。与奥克和台界生产的保坍剂相比效果差不多。并且通过胶砂流动和净浆跳桌流动性实验验证了 2# 保坍剂的优异性能，结果见图 9、10。所以可以确定单体的最佳摩尔比例为：TPEG:丙烯酸:丙烯酸羟乙酯:SMAS=12:31:15:1。2.4 保坍型聚羧酸减水剂配制的混凝土性能

配制混凝土时采用唐山当地基材，水泥采用曙光P·O42.5R 普通硅酸盐水泥。其混凝土性能见表 2。由表 2 可以看出，自主合成的减水剂 2# 其保持性能与 OXBT 和 TJBT 相比，性能优异。

表 2 徐放型聚羧酸减水剂配制的混凝土的性能

减水剂掺量(%)坍落度 (mm)扩展度 (mm)初始1h 2h 初始1h 2h PC 0.2230－－550－－PC+2#0.16+0.04220220215530500460PC+OXBT

0.16+0.04225225220520510460PC+ TJBT

0.16+0.04

215

205

200

525

480

460

3 结论

通过异戊烯基聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯磺酸钠合成了保坍型醚类聚羧酸减水剂，通过实验确

（下转第 46 页）

SMAS 百分含量(%)

时间 (h)

时间 (h)

时间 (h)

坍落度 (m m )

坍落度 (m m )

坍落度 (m m )

坍落度 (m m )

任何降低，保守计算，每立方米至少可以减少 25 公斤水泥。该外加剂在多个工程中得到了应用，完全满足工程设计的要求，取得了良好的效果。

5 总结

（1）减胶剂掺量在 0.15%～0.35% 能提高砂浆抗压强度。

（2）减胶剂与萘系和聚羧酸系减水剂复合使用时，工作性和力学性能不产生不良影响。

（3）混凝土减胶剂几乎没有减水率、具有一定引气和缓凝效果、对混凝土早期和后期抗压强度均有较大的提高，几乎不含氯离子等混凝土有害成分。

（4）减胶剂可在减少 10% 左右的水泥用量情况下，对混凝土的各龄期力学性能不产生不利的影响。

（5）减胶剂促进了水泥各龄期的水化，但对水化产物的类型不产生影响，促进了早期结晶程度不高的 CH 的形成。

（6）减胶剂改善了硬化浆体的孔结构，增加了8000nm 孔数量，降低了大于 8000nm 孔的数量；降低了中间孔（10～50nm）数量，提高浆体抗渗性；增加了凝胶孔（2～10nm）数量，提高了 CSH 凝胶的数量。

参考文献

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[3] 王子明. 混凝土高效减水剂[M]，化工出版社，2011．

[4] https://www.docsj.com/doc/815669767.html,/

［作者简介］左彦峰（1979—），男，工学博士，副研究员，主要从事混凝土外加剂的研究。

［通讯地址］北京市朝阳区管庄路建筑材料工业技术情报研究所（100024）

reducers[J]．Cement and Concrete Research，2005(35):867-873.

[5] Lv S H，Gao R J，Duan J P．Effects of β-Cyclodextrin Side Chains on the Dispersing and Retarding Properties of Polycarboxylate Superplasticizers[J]．Journal of Applied Polymer Science, 2012(125): 396-404．

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［作者简介］逄建军（1990－），男，山东青岛人，在读硕士研究生，主要从事聚羧酸减水剂结构设计与优化方面的研究。

［通讯地址］江苏省南通市海安经济开发区花园大道 88 号南通众润混凝土有限公司（226600）

（上接第 38 页）

定丙烯酸羟乙酯替代丙烯酸最佳摩尔比为 36%，其最佳减水剂配比为 12:31:15:1。净浆效果 2h 可以到 290 以上，砂浆流动在该条件下 2h 可以达到 240 以上，净浆跳桌流动性在该条件下 2h 也可以达到 260 以上，并且混凝土保持性能在 2h 内基本无损失。

参考文献

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[4] Li C Z，Feng N Q，Li Y D，et al． Effects of polyethlene oxide chains on the performance of polycarboxylate type water-

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酸醚比对聚羧酸系减水剂组成与性能的影响研究

酸醚比对聚羧酸系减水剂组成与性能的影响研究 作者：李崇智， 刘骏超， 王琴， 周永辉， 王昌祥， LI Chongzhi， LIU Junchao， WANG Qin， ZHOU Yonghui， WANG Changxiang 作者单位：李崇智,刘骏超,王琴,LI Chongzhi,LIU Junchao,WANG Qin(北京建筑大学北京高等学校“工程结构与新材料”研究中心,北京,100044)， 周永辉,王昌祥,ZHOU Yonghui,WANG Changxiang(上饶市天佳新型材料有 限公司技术中心,江西上饶,334100) 刊名： 新型建筑材料 英文刊名：New Building Materials 年，卷(期)：2013,40(12) 被引用次数：4次 参考文献(5条) 1.李顺,文梓芸,王恒昌聚羧酸系超塑化剂合成及其对水泥基材料性能的影响[期刊论文]-硅酸盐学报 2008(7) 2.Chong-Zhi Li;Nai-Qian Feng;Yong-De Li Effects of polyethlene oxide chains on the performance of polycarboxylate-type water-reducers[外文期刊] 2005(5) 3.李慧群缓释型聚羧酸减水剂的研究与制备[学位论文] 2010 4.陈功,魏秀贞,黄鹏程高效液相色谱法测定丙烯酸酯单体竞聚率[期刊论文]-北京理工大学学报 2001(5) 5.黄欣聚羧酸系减水剂的合成及其结构与性能相关性研究 2012 引证文献(4条) 1.鲜芳燕,刘才林,任先艳,杨海君,王玉平,杨莉氰基改性聚羧酸减水剂的合成与性能研究[期刊论文]-新型建筑材料 2015(07) 2.曾君VPEG型聚羧酸减水剂的合成[期刊论文]-广州化工 2015(03) 3.何志琴,张光华,秦松,王睿聚羧酸系减水剂的常温合成及性能[期刊论文]-化工进展 2015(11) 4.董思勤不同分子结构聚羧酸系减水剂对水泥浆体早期性能的影响[学位论文]硕士 2014 引用本文格式：李崇智.刘骏超.王琴.周永辉.王昌祥.LI Chongzhi.LIU Junchao.WANG Qin.ZHOU Yonghui.WANG Changxiang酸醚比对聚羧酸系减水剂组成与性能的影响研究[期刊论文]-新型建筑材料 2013(12)

聚羧酸减水剂生产工艺的制作方法

图片简介: 本技术介绍了一种聚羧酸减水剂生产工艺，在常温状态下，往反应箱内加入占总溶液总比重20％50%的聚醚时，后加入占总溶液总比重30%71.7％的水进行溶解，自由基聚合：往进行溶解后的溶液内滴加占总溶液总比重3％7.5%的丙烯酸，滴加完毕后开始滴加占总溶液总比重0.3％的巯基乙酸，接枝反应：对经过自由基聚合的溶液进行加热直到8085摄氏度，开始滴加一个半小时的混合物，所述混合物由占总溶液总比重0.5％过硫酸铵和占总溶液总比重4.5％10.5%水混合而成，保温：将经过接枝反应中的溶液在80摄氏度下，保温一个半小时至两个小时。 技术要求 1.一种聚羧酸减水剂生产工艺，其特征在于：在常温状态下，往反应箱（1）内加入占总溶液总比重20％-50%的聚醚时，后加入占总溶液总比重30%-71.7％的水进行溶解，自由 基聚合：往进行溶解后的溶液内滴加占总溶液总比重3％-7.5%的丙烯酸，滴加完毕后开始滴加占总溶液总比重0.3％的巯基乙酸，接枝反应：对经过自由基聚合的溶液进行加热直到80-85摄氏度，开始滴加一个半小时的混合物，所述混合物由占总溶液总比重0.5％过硫酸铵和占总溶液总比重4.5％-10.5%水混合而成，保温：将经过接枝反应中的溶液在80摄 氏度下，保温一个半小时至两个小时；

其中，所述的反应箱（1）侧壁上设有出料管（11），所述反应箱（1）设有加热块（13），所述反应箱（1）内设有传动轴（14），所述传动轴（14）上设有搅拌杆（141），所述反应箱（1）侧壁上设有保温层（12），所述反应箱（1）顶部设有多个进料口（15），所述反应箱（1）顶部设有多个与所述进料口（15）相配合的连接管（3），所述连接管（3）顶部设有储料箱（2），所述连接管（3）侧壁上设有第一通槽，所述第一通槽内设有固定板（31），所述连接管（3）内设有支撑板（5），所述支撑板（5）上设有连接轴（4），所述连接轴（4）穿设于所述储料箱（2）内，所述支撑板（5）底部设有导块（55），所述支撑板（5）上设有下料口（54），所述下料口（54）设于所述导块（55）上方；在制备聚羧酸减水剂时，将聚醚和水加入到反应箱（1）内，传动轴（14）带动搅拌杆（141）转动，聚醚与水在反应箱（1）内混合；将丙烯酸放入到其中一个储料箱（2）内，再将巯基乙酸、硫酸铵和水的混合物放入另外的储料箱（2）内，推动连接轴（4）带动支撑板（5）移动，根据需要滴加的量确定支撑板（5）的位置；当支撑板（5）位置确定后，储料箱（2）内的液体进入到连接管（3）内，连接管（3）内的液体从下料口（54）处往下运动，液体粘沿导块（55）往下滑落，将液体滴入到反应箱（1）内，根据先后顺序依次将相应的液体加入到反应箱（1）内，当聚羧酸减水剂制备完成后，将聚羧酸减水剂出料管（11）内排出，获得初成品聚羧酸减水剂。 2.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂生产工艺，其特征在于：将经过保温的水降温至50摄氏度后，打入复配池，加入添加剂，加水稀释后将复配好的溶液打入成品罐。 3.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂生产工艺，其特征在于：所述以上步骤均在密闭状态下进行。

萘系高效减水剂与聚羧酸系减水剂的性能比较.docx

萘系高效减水剂与聚羧酸系减水剂的性能比较 萘系高效减水剂与聚羧酸系减水剂的性能比较一、混凝土减水剂概述及作用机 理 减水剂是一种重要的混凝土外加剂，能够最大限度地降低混凝土水灰比，提高 混凝土的强度和耐久性。减水剂分为普通减水剂和高效减水剂，减水率大于5%小于 10%的减水剂称为普通减水剂，如松香酸钠、木质素磺酸钠和硬脂酸皂等 ; 减水率大于 10%的减水剂称为高效减水剂，如三聚氰胺系、萘系、氨基磺酸系、改性木质素磺酸系和聚羧酸系等。在众多高效减水剂中，具有梳形分子结构的聚羧酸系高效减水剂因其减水率高、坍落度保持性能良好、掺量低、不引起明显缓凝等优异性能，成为近年来国内外研究和开发的重点。 减水作用是表面活性剂对水泥水化过程所起的一种重要作用。减水剂是在不影 响混凝土工作性的条件下，能使单位用水量减少 ; 或在不改变单位用水量的条件 下，可改善混凝土的工作性 ; 或同时具有以上两种效果，又不显著改变含气量的外 加剂。目前，所使用的混凝土减水剂都是表面活性剂，属于阴离子表面活性剂。 水泥与水搅拌后，产生水化反应，出现一些絮凝状结构，它包裹着很多拌和水，从而降低了新拌混凝土的和易性 ( 又称工作性，主要是指新鲜混凝土在施工中，即 在搅拌、运输、浇灌等过程中能保持均匀、密实而不发生分层离析现象的性 能 ) 。施工中为了保持所需的和易性，就必须相应增加拌和水量，由于水量的增加 会使水泥石结构中形成过多的孔隙，从而严重影响硬化混凝土的物理力学性能，若 能将这些包裹的水分释放出来，混凝土的用水量就可大大减少。在制备混 凝土的过程中，掺入适量减水剂，就能很好地起到这样的作用。混凝土中掺入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，而亲水基团指向水溶 液，构成单分子或多分子层吸附膜。由于表面活性剂的定向吸附，使水泥胶粒表面

醚类聚羧酸减水剂的合成及其应用研究

醚类聚羧酸减水剂的合成及其应用研究 摘要：根据分子结构设计原理，以改性聚醚大单体（TPEG）、马来酸酐（MA）、甲基丙烯磺酸钠（SMAS）、丙烯酸羟丙酯（HPA）为主要原料，采用水溶液自由基共聚合的方法，合成了一种新型的醚类聚羧酸系减水剂。通过实验得出最佳合成工艺条件为：得到最佳的单体配比为：m（MA）：m（SMAS）：m（HPA）：m（TPEG-2400）=3：2：2：1，引发剂用量为1.5%，反应温度为80℃，反应时间为4h。该聚羧酸减水剂具有较好的适应性，能够显著提高水泥胶砂的强度，且缓凝效果较好，并通过XRD与SEM实验研究了自制PC对水泥水化过程的影响。 关键词：醚类聚羧酸减水剂改性聚醚聚合性能 Synthesis and applied research of the ether polycarboxylate acid water reducing agent Abstract：According to the principle of molecular structure design，using the TPEG、MA、SMAS and HPA as the main raw material，a new kind of ether type polycarboxylic acid water reducing agent is synthesized with the water solution free radical copolymerization method. The optimum polymerization conditions is：m（MA）：m（SMAS）：m（HPA）：m（TPEG-2400）=3：2：2：1，the dosage of initiator is 1.5% of the monomer total weight，polymerization temperature is 80℃，the reaction time is 4h. The PC has a good adaptability，it can significantly improve the strength of the cement mortar，and it has a better retarding effect. With the XRD and SEM experiment，we study the influence on the cement hydration process of the synthesized PC. Key words：Ether polycarboxylic acid water reducing agent，modified polyether，polymerization，property. 1 前言 减水剂是混凝土领域中其不可或缺的重要组分之一，从20世纪30年代第一种减水剂出现到现在已经有80年左右的历史，这期间减水剂总共经历了三代，分别是以木质素磺酸盐为代表的第一代、萘系为代表的第二代以及聚羧酸系为代表的第三代[1-3]。与前两代减水剂相比，聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、混凝土拌合物坍落度损失低、分子结构可设计性强、绿色环保等优点，因此在21世纪成为减水剂行业中的研究热点[4-7]。 本文依据分子设计原理，以异戊烯基聚氧乙烯醚大单体（TPEG）、马来酸酐（MA）、

聚羧酸减水剂实验室合成工艺

聚羧酸减水剂实验室合成工艺 聚羧酸类减水剂是继以木钙为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高 效减水剂之后发展起来的第三代高性能化学减水剂，其综合性能优异，不仅具有高减水率，而且还可以有效的抑制坍落度损失，目前有较好的应用前景。日本首先于80年代初开发出聚羧酸系高效减水剂，1985年开始逐渐应用于混凝土工程。1995年以后，聚羧酸盐系减水剂在日本的使用量超过了萘系减水剂。目前国内对萘系、三聚氰胺系等高效减水剂的研究和应用已日趋完善，不少科研机构已开始转向对聚羧酸系高性能减水剂的开发与研究。聚羧酸型减水剂分子链上具有较多的活性基团,主链上连接的侧链较多,分子结构自由度大, 高性能化潜力大,因此聚羧酸型减水剂是近年来国内外研究较为活跃的高性能减水剂之一,同时也是未来减水剂发展的主导方向。本文在合成聚醚甲基丙烯酸酯大单体的基础上,采用水溶液共聚的方法合成出了聚羧酸系高效减水剂,通过因素试验确定最佳的合成工艺,并研究了其应用性能。 2 实验 2.1 实验原料及试验设备 聚醚(分子量为1200,上海台界化工有限公司) ; 对甲苯磺酸(国药集团化学试剂厂) ; 对苯二酚(天津市大茂化学试剂厂) ; 甲基丙烯磺酸钠(余姚市东泰精细化工有限公司) ; 甲苯(天津市大茂化学试剂厂) ; 甲基丙烯酸(成都科龙化工试剂厂) ; 过硫酸铵(天津市大茂化学试剂厂)等。 聚羧酸系减水剂:进口聚羧酸(p s1, 60% ) ; 国内聚羧酸(p s2, 40% ) ; 自制聚羧酸(p s3, 20% ) 。 水泥:炼石P·O 42.5 级普通硅酸盐水泥;建福P ·O42.5级普通硅酸盐水泥。 500ml三颈烧瓶;集热式恒温磁力搅拌器;温度计; 250ml滴液漏斗;旋转蒸发器等。

聚醚型聚羧酸减水剂的侧链结构对其性能的影响

N E W B U I L D I N G M A T E R I A L S 基金项目：江苏省新型环保重点实验室开放基金（AE201029）收稿日期：2011-12-31 作者简介：袁莉弟，男，1986年生，江苏南通人，硕士研究生，研究方向：混凝土外加剂的合成及应用研究。 0前言 聚羧酸系减水剂是一种综合性能良好的混凝土外加剂， 能显著改善新拌混凝土的流变学性能和硬化混凝土的力学性 能[1]。与传统的木质素磺酸盐系和萘系等减水剂相比，聚羧酸 系减水剂具有掺量小、减水率高、保塑功能强及环境友好等特点，在工程应用中发挥着越来越重要的作用[2]。人们普遍认为，聚羧酸减水剂的优异性能主要源于静电斥力和空间位阻的双 重作用。 进一步研究发现，吸附有聚羧酸减水剂的水泥颗粒的Zeta 电位绝对值低于吸附萘系减水剂颗粒的Zeta 电位绝对值，而前者的水泥分散性却明显大于后者，这就表明聚羧酸减水剂的分散能力主要来源于减水剂分子的空间位阻效应，而空间位阻效应的大小则与分子侧链的长度、构象等有着密切关系[3]。所以，研究聚羧酸减水剂的结构及分子质量大小对其 聚醚型聚羧酸减水剂的侧链结构 对其性能的影响 袁莉弟1，谢吉民1，丁继华2，陈景文3 （1.江苏大学化学化工学院，江苏镇江212013；2.常州大学石油化工学院，江苏常州 213000； 3.盐城工学院化学与生物工程学院，江苏盐城 224051） 摘要： 采用烯丙基聚氧乙烯醚（APEG ）、丙烯酸（AA ）、马来酸酐（MA ）及甲基丙烯磺酸钠（MAS ）为单体，以过硫酸铵为引发剂，在水溶液中共聚合成了具有不同长度侧链的聚醚型聚羧酸减水剂。利用凝胶渗透色谱（GPC ）测定了不同侧链结构减水剂的分子质量，进而研究了不同分子质量的聚醚型聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为对水泥的分散性能和水泥早期水化的影响。结果表明，水泥颗粒对聚醚型聚羧酸减水剂的吸附具有选择性，在相同条件下，水泥颗粒会优先吸附单一侧链结构聚醚型聚羧酸减水剂中分子质量较高的减水剂分子；分子质量适中的复合侧链聚醚型聚羧酸减水剂比单一侧链和分子质量过大或过小的复合侧链聚醚型聚羧酸减水剂更容易在水泥颗粒表面上发生吸附，对水泥颗粒具有显著的分散性能，同时能够显著地延缓水泥早期水化。 关键词： 聚醚型聚羧酸减水剂；侧链结构；分子质量；吸附；性能中图分类号：TU528.042文献标识码：A 文章编号：1001-702X （2012）06-0069-05 Effect of the side chains of ether polycarboxylic acid-type water reducers on its properties YUAN Lidi 1，XIE Jimin 1，DING Jihua 2，CHEN Jingwen 3 （1.School of Chemistry and Chemical Engineering ，Jiangsu University ，Zhenjiang 212013，Jiangsu ，China ； 2.School of Petrochemical Engineering ，Changzhou University ，Changzhou 213000，Jiangsu ，China ； 3.School of Chemical and Biological Engineering ，Yancheng Institute of Technology ，Yancheng 224051，Jiangsu ，China ） Abstract ：A series of ether polycarboxylic acid-type water reducers （PCWRs ）were synthesized in the water solution by using allyl polyoxyethylene ether （APEG ），acrylic acid （AA ），maleic anhydride （MA ）and sodium methylallyl sulfonate （MAS ）as monomers ，and the ammonium persulfate as initiator.The different side chain length of each water-reducer was measured by gel-permeation chromatography （GPC ）.The adsorption behavior of the polyether water-reducers with different molecular weight on the cement par －ticle surface ，and their cement dispersibility and the effect on the early hydration of cement were investigated.The results indicat －ed that cement particle can selectively absorb the water-reducer molecules with different molecular weight and different side chain structure.Those with high weight molecular weight among the single side chain and those with moderate weight molecular weight a －mong the complex side chain water-reducer molecules can be preferentially absorbed on the surface of cement particle under the same experimental conditions.The water-reducer molecules with complex side chain and moderate weight molecular weight possess remarkable dispersibility for cement and can also obviously delay the early hydration of cement paste. Key words ： ether polycarboxylic acid type water reducers ；side chain structure ；molecular weight ；adsorption ；property 全国中文核心期刊中国科技核心期刊 69··

聚酸酸减水剂合成工艺

1 实验 1.1 原材料 丙烯酸（AA）、甲基丙烯磺酸钠（MAS）、过硫酸铵（APS）均为市售化学试剂；聚氧乙烯基烯丙酯大单体，自制，其聚合度分别约为9、23、35；水泥，P.O42.5R，重庆腾辉江津水泥厂产。 1.2 聚羧酸减水剂的合成方法 将丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、聚氧乙烯基烯丙酯大单体分别用去离子水配成浓度为20%的水溶液。在装有搅拌器、回流冷凝管及温度计的三颈烧瓶中分批滴加单体及引发剂，滴加完毕后在75℃下保温反应一定时间。反应结束后，用浓度为20%的NaOH水溶液调节PH值至7～8，得到浓度约为20%的黄色或红棕色聚羧酸减水剂。 1.3 正交试验设计 采用正交试验方法，通过改变丙烯酸（AA）、甲基丙烯磺酸钠（MAS）、聚氧乙烯基烯丙酯大单体（PA）、过硫酸铵（APS）4个因素的用量，考察四因素在三水平下合成的聚羧酸减水剂对水泥净浆初始流动度及流动度经时损失的影响，从而确定聚羧酸减水剂的最佳合成配方。正交试验因素及水平见表1，表中引发剂APS用量为MAS、AA、PA等3种单体总质量的百分比。表2为不同实验组数对应的各因素水平。 1.4 掺减水剂水泥净浆流动度测试方法 水泥净浆初始流动度按GB8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》中测定水泥净浆初始流动度的方法进行测试，W/C为0.29。 水泥净浆流动度经时损失的测试方法为：保持一定水灰比，加入一定量的聚羧酸减水剂，按GB8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》每隔一定时间测试水泥净浆的流动度。 2 结果与分析 2.1 减水剂掺量对水泥净浆初始流动度的影响 表3为对在表2中1～9组的3种聚羧酸减水剂（JH9、JH23、JH35）在不同掺量时对水泥净浆初始流动度的影响。 由表3可知，当减水剂掺量大于0.5%以后，增加减水剂掺量，水泥净浆初始流动度增大变缓。表明该聚羧酸减水剂的饱和掺量为水泥质量的0.5～0.8%。 2.2 聚羧酸减水剂合成配方的确定 通过对表3的实验结果计算分析，可看出减水剂掺量为0.5%时四因素对水泥净浆初始流动度影响的显著程度。聚羧酸减水剂合成时各因素对水泥净浆初始流动度影响的极差分析见表)（减水剂掺量为0.5%）。 2.2.1 聚羧酸减水剂JH9合成配方的确定 由表4可知：（1）在设计的原料用量范围内，掺JH9的水泥净浆初始流动度随MAS、AA用量的增加而增加，随PA和APS用量的增加而下降；（2）由极差R可知，四因素对水泥净浆初始流动度影响均较显著，影响程度从大到小依次为：PA、APS、AA、MAS；（3）JH9的较佳合成配方为：MAS：AA：PA（摩尔）=1.5：（5.0～7.0）：（1.0～1.25）,APS的用量为15%。 图1为四因素在三水平下所合成的JH9聚羧酸减水剂对水泥净浆流动度经时损失的影响。图1中的水泥净浆流动度为各因素分别在三水平下的算术平均值，减水剂掺量为水泥质量的0.8%（图2和图3与此相同）。 由图1可知，MAS用量对水泥净浆的初始流动度影响不大，但增大MAS用量有利于水泥净浆流动度的保持，MAS用量为1.0～1.5mol时，水泥净浆流动度经时损失曲线基本接近，因此，MAS用量取1.0～1.5mol为宜；增大AA用量对水泥净浆初始流动度有利，但PA用量过大对水泥净浆的流动度保持不利，AA用量取5.0mol为宜；PA用量对水泥净浆流动度的保

聚羧酸减水剂使用注意事项

聚羧酸高效减水剂作为我国第三代减水剂的代表，其较之以木钙为代表的第一代减水剂和以萘系为代表的第二代减水剂，有着高减水率、高保坍性、高增强等优点。特别适用于配制高耐久性、大流动度、高保坍、高强度以及清水混凝土工程。但其对混凝土原材料的品质及生产工艺要求较高，对集料的含泥量尤为敏感，因此在实际使用过程中还应有所注意。 1、聚羧酸减水剂依然存在与水泥适应性的问题，对于个别水泥会出现减水率偏低，坍损较大的现象，因此当水泥适应性不好时应当进行混凝土试配调整外加剂掺量，以达到最佳效果。另外水泥的细度和储存时间也会影响聚羧酸减水剂的使用效果。在生产中应杜绝使用热水泥，如果使用热水泥与聚羧酸减水剂拌合后，表现出混凝土的初始坍落度更容易出来，但外加剂的保坍效果会减弱，有可能出现混凝土坍落度的迅速损失。 2、聚羧酸减水剂对原材料的变化较为敏感，当砂、石材料以及掺合料如粉煤灰、矿粉等原材料的质量发生较大变化时，将对掺聚羧酸减水剂的混凝土性能有一定影响，应重新以变化后的原材料进行试配试验以调整掺量达到最佳效果。 3、聚羧酸减水剂对于集料的含泥量特别敏感，含泥量过大会降低聚羧酸减水剂的性能。因此使用聚羧酸减水剂时应严格控制集料的品质。当集料含泥量增加时应提高使用聚羧酸减水剂的掺量。 4、聚羧酸减水剂因减水率较高，其混凝土坍落度对用水量特别敏感。因此在使用过程中必须严格控制混凝土的用水量。一旦超量时，混凝土会出现离析、泌水、板结及含气量过大等不良现象 5、使用聚羧酸减水剂在混凝土的生产过程中宜适量增加搅拌时间（一般比传统外加剂高一倍），这样聚羧酸减水剂的空间位阻能力能更容易的发挥，便于生产中对混凝土坍落度的控制。（搅拌时间不够，很可能出现送到工地现场混凝土的坍落度要比在搅拌站控制的混凝土坍落度偏大）。。 6、随着春季的来临，昼夜温差变化较大，在生产控制上应随时注意混凝土的坍落度变化情况及时的调整外加剂用量（做到低温低掺，高温高掺的原则）。 7、聚羧酸外加剂在试配（生产中）时，当只达到基本掺量，混凝土的初始工作性能得到满足，但混凝土经时损失会较大；因此在试配（生产）时，应适当提高掺量（即达到饱和掺量），才能解决坍落度损失较大的问题。 8、当降低胶凝材料用量后，在生产过程中，应更严格保证水胶比。如出现坍落度损失较大的情况，只能通过增加外加剂掺量和二次添加外加剂的方法，勿通过加水的方法解决，否则易造成强度的明显下降。 9、聚羧酸减水剂为高减水率，高分散性产品，在生产控制中更多的应以混凝土的流动性指标（扩展度）来衡量混凝土的工作性，坍落度只能作为一个参考值。 10、混凝土的强度主要由水胶比在决定，聚羧酸减水剂具有高减水率的特点，很容易降低生产配合比中的用水量，从而达到降低水胶比的目的，来降低混凝土的综合成本。生产中因原材料的波动比试验试配大，为更好的发挥聚羧酸减水剂产品的性能，生产中应随时根据原材料情况、环境温度变化等对混凝土工作性的影响，及时调整外加剂掺量。 11、聚羧酸减水剂不可与萘系减水剂混合使用，使用聚羧酸减水剂时必须将使用过萘系减水剂的搅拌机和搅拌车冲洗干净，否则可能会导致聚羧酸减水剂失去减水效果。 12、聚羧酸减水剂应避免与铁制材料长期接触。由于聚羧酸减水剂产品常呈现酸性，与铁制品长期接触会发生缓慢反应，甚至使其色泽变深、变黑，导致产品性能下降。建议采用聚乙烯塑料桶或不锈钢桶储存，以保证其性能稳定性。

聚羧酸高性能减水剂缓凝型说明书

森普牌SPYJ-3型聚羧酸系高性能减水剂（缓凝型） 产品说明书 森普牌SPYJ-3型聚羧酸系缓凝高性能减水剂是目前国内外最新的引领产品。它与常用的聚羧酸系高性能减水剂缓凝型相比，具有减水率高、掺量低、与水泥适应性好、坍落度损失小和无污染等特点。同时具有改善新拌混凝土各种性能指标和提高工作性等多种作用。本产品为无色透明液体，无毒、无腐蚀性、不易燃、对钢筋无锈蚀、对人体健康无害。 本产品目前参照执行GB/T8076-2008《混凝土外加剂》、GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》、TB/T3275-2011《铁路混凝土》、GB18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》标准。 一、技术性能 1.增强效果：与基准混凝土同坍落度和等水泥用量的前提下，减水率≥25%，混凝土各龄期强度均有显着提高，7天抗压强度比≥140%，28天抗压强度比≥130%。 2.泵送性能：具有显着的可泵性。与基准混凝土相比，在同水灰比的前提下，净增坍落度≥100mm,1小时坍落度经时变化量（用于配制泵送混凝土时）≤60mm。 3.缓凝效果：能显着增大混凝土的流动性，改善操作性，可延缓水泥水化放热峰值，避免施工结合层冷缝现象，有效提高其抗裂防水性能。 4.工作性能：具有显着改善新拌混凝土的和易性、保水性和泌水性等操作性能。 5.表面光洁：掺用本产品的混凝土，具有粘聚性强、含气量少和泌水率小等特点，能有效改善高架、高速公路、桥梁等各类清水混凝土表面的光洁和美观 6.张拉抗折：本产品具有先缓凝后早强的功能，在确保掺量的前提下，可满足混凝土的3d (除凝结时间) 张拉和28d抗折强度的要求 7.特效功能：在配制高强混凝土时，其弹性模量、抗渗性、抗收缩、抗徐变和耐久性等高性能指标均可满足要求。 二、匀质指标 根据产品的性能指标和用户的要求，符合国家、行业及企业标准。 三、应用范围 本产品适用于各类泵送混凝土、大体积混凝土、高架、高速公路、桥梁、水工混凝土。特别适用于重点工程和有特殊要求的混凝土。 四、使用方法 1.本产品掺量范围～%（以胶凝材料量计），可根据与水泥的适应性、气温的变化和混凝土坍落度等要求，在推荐范围内调整确定最佳掺量。 2.按计量，直接掺入混凝土搅拌机中使用。 3.在计算混凝土用水量时，应扣除液剂中的水量。 4.在使用本产品时，应按混凝土试配事先检验与水泥的适应性。 五、注意事项 1.在水泥变更品种或新进水泥时，应做与水泥兼容性检验。 2.对于要求缓凝的混凝土，应按混凝土试配事先检验凝结时间。 3.必须按试验配合比正确掺量，浇筑混凝土时，应严格按施工规范操作。 4.在与其他外加剂合用时，宜先检验其兼容性。 5.在冬季施工期间，为了提高混凝土早期强度，应适当调整混凝土的水泥用量。 6.与常规混凝土工程一样，必须按施工规范加强养护。 7.使用本产品，应提前1～3天通知厂方。 六、包装贮存 1.可采用灌车运装；塑料桶1000kg/桶；也可根据用户要求做特殊包装。 2.本产品质保期壹年，在质保期内如有沉淀，经搅匀后使用，不影响效果。

聚羧酸减水剂生产工艺

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（—COOH）、羟基基团（—OH）、磺酸基（—SO3Na）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。 但是，也许是涉及技术秘密，目前该领域的研究成果报道较少，尤其是聚羧酸系高性能减水剂的合成工艺。因此，本文在此予以简介之。 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。 1、合成工艺简图 冷凝器去离子水 ↓↓

聚乙二醇过硫酸铵↓ →→→→→→酯化→→→→→计量槽→→聚合中和成 甲基丙烯酸→→→→ →→→→→→反应→→→→→计量槽→→反应反应品 ↑↑ ↑↑ 去离子水氢氧化钠 2、反应过程如下： （1）、酯化反应（制备大单体）：计量聚乙二醇1200料3960kg，将其在水浴中溶化，加入反应釜内，同时加入甲基丙烯酸1140kg，以及小料1份（对苯二酚：5.28kg、吩噻嗪：1.06kg），升温至90℃，加入浓硫酸69.3kg，继续升温至120℃，保持4.5小时，后充氮气2小时，（6㎡／时，每30分钟充1瓶，共4瓶），反应完成，得到减水剂中间大分子单体聚乙二醇单甲基丙烯酸酯和水。（经减压蒸馏脱水，酸化反应更为完全）。 （2）、聚合反应：采用过硫酸铵引发、水溶液聚合法。计量酯化产物即聚乙二醇单甲基丙烯酸酯1545kg，丙烯酸77.3kg，分子量调节剂十二烷基硫醇21.3kg，配以130 kg去离子水，泵入滴定罐A备用，是为A料。计量过硫酸铵34.5kg，配以950kg去离子水，泵入滴定罐B备用，是为B料。加去离子水1425kg 入釜，升温至85℃，同时滴定A、B料。A料3小时滴定完，B料3.5小时滴定完，保温1.5小时。（温度控制：90±2℃）。 （3）、中和反应，将反应好的聚合物降温至50℃以下，边搅拌边加入片碱100kg，调节PH值6—7，反应完成，得到含固量为30%的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

聚羧酸减水剂的研究现状及发展趋势

聚羧酸减水剂的研究现状及发展趋势 摘要：聚羧酸减水剂的研发和推广是混凝土材料科学中的一个研究热点，推动着混凝土材料向高强、高性能化不断发展。论文主要针对国内、外对聚羧酸系高效减水剂的应用情况，分析聚羧酸减水剂的作用机理，通过总结当前研究与应用中存在的主要问题，对将来的发展趋势进行了展望。 关键词：聚羧酸；减水剂；现状；发展趋势 减水剂是一种重要的混凝土外加剂，是水泥混凝土必不可少的组成部分[1]。近年来，高性能混凝土在我国工程建设中发挥了重要作用[2，3]，如聚羧酸系减水剂。其保坍性能优异、与水泥适应性良好，但因其价格昂贵，应用范围受到一定的限制[4]。从某种意义上说，目前各国在混凝土技术上的差距最重要的特征就是外加剂，尤其是高性能减水剂的发展水平。而新型多功能聚羧酸系高性能减水剂的开发则是目前研究的热点[5，6]，发展迅猛[7]，其应用越来越广泛[8，9]，成为公认的配制高性能混凝土不可或缺的一种重要材料。 1、聚羧酸减水剂的分类 为了更好的满足市场需求，应该更系统地开发聚羧酸系列产品。根据不同的分类方式，聚羧酸减水剂有不同的分类。 1.1根据化学结构分类 聚羧酸减水剂化学上可以分为两类，以主链为甲基丙烯酸，侧链为羧酸基团MPEG(Methoxy polyethylene glycol)，聚酯型结构。另外一种为主链为聚丙烯酸，侧链为Vinyl alcohol polyethylene glycol，聚醚型结构。 1.2根据使用情况分类 聚羧酸减水剂根据使用情况可被分为标准型、缓凝型、早强型、保坍型、减缩型、降粘型[10]。目前，各类产品还未发展完善，有待进一步提高。 2、聚羧酸减水剂的研究情况 2.1 国内研究情况 国内对聚羧酸减水剂的研究大多数偏向于分子结构设计、化学合成，而对减水剂作用下水泥水化的机理研究甚少[12～14]。只有少量用作坍落度损失控制剂与萘系减水剂复合使用，而且可供合成聚羧酸类减水剂的原料也极为有限。国内原材料单甲氧基聚乙二醇MPEG供应不足，MPEG国内没有商业化，必须依靠进口[15]。也有研究人员用聚乙二醇(PEG)代替MPEG，但是由于在制备过程中双官能度的PEG容易产生交联，使得产品性能较差，质量不稳定。可以说从减水剂原料到生产工艺降低成本提高性能等许多方面都仅仅是处于刚起步阶段[16]。 2.2 国外研究情况 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[17]，20世纪80年代起，国内外就开始积极研发非萘系减水剂。目前，日本、德国等国家生产的聚羧酸系减水剂质量稳定，用量已占到其国内减水剂总量的60%以上[18]。 3、聚羧酸减水剂的特点

JG∕T223-2007聚羧酸系高性能减水剂

JG∕T223-2007聚羧酸系高性能减水剂JG 中华人民共和国建筑工业行业标准 JG/T 223—2007 聚羧酸系高性能减水剂 Polycarboxylates high performance water-reducing admixture 2007—08—01发布 2007—12—01实施 中华人民共和国建设部发布 JG/T 223-2007 前言 本标准为首次制定。 本标准由建设部标准定额研究所提出。 本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口。 本标准负责起草单位:中国建筑科学研究院。 本标准参加起草单位:巴斯夫(中国)有限公司、广州富斯乐有限公司、江苏省建筑科学研究院、淘正化工(上海)有限公司、上海建研建材科技有限公司、上海麦斯特建材有限公司、上海申立建材有限公司、上海市建筑科学研究院、深圳市迈地砼外加剂有限公司、同济大学、中冶集团建筑研究总院北京冶建特种材料有限公司、四川柯帅外加剂有限公司、北京市建筑材料质量监督检验站、浙江科威工程材料有限公司。 本标准主要起草人:郭延辉、赵霄龙、郭京育、薛庆、顾涛、朱艳芳、张艳玲、冉千平、王豪源、宣怀平、王绍德、马明元、姚利君、陈伟国、蒋正武、孙振平、梅名虎、帅希文、宋作宝、方兴中。 JG/T 223-2007

聚羧酸系高性能减水剂 1 范围 本标准规定了用于水泥混凝土中的聚羧酸系高性能减水剂的术语和定义、分类与标记、要求、试验方法、检验规则、包装、出厂、贮存等。 本标准适用于在水泥混凝土中掺用的聚羧酸系高性能减水剂。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 8076 混凝土外加剂 GB/T 8077 混凝土外加剂匀质性试验方法 GB 18582 室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量 GB/T 50080 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T 50081 普通混凝土力学性能试验方法标准 GBJ 82 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法 JC 473 混凝土泵送剂 JC 475—2004 混凝土防冻剂 JGJ 52 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准 JGJ 63 混凝土用水标准 3术语和定义 3(1 聚羧酸系高性能减水剂 polycarboxylates high performance water-reducing admixture

聚羧酸减水剂的优势

推广聚羧酸减水剂的重要意义 （1）节约能源、资源 目前我国正处于高速发展、建设时期，能源资源相对紧缺是制约快速发展的重要问题。一方面聚羧酸减水剂与掺合料具有良好的匹配性，促进了工业副产品的应用，另一方面以其高减水率，可以节约大量的水泥，这就意味着一个工程可以节约成千上万吨的水泥，缓解目前资源和能源紧缺的问题，同时减少熟料烧成带来的环境污染方面有着重要的作用，符合绿色建材的发展方向。 （2）低环境负荷，促进绿色建材发展 甲醛为较高毒性的物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。研究表明，甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。其浓度与危害性见表1-1。 表1 甲醛对人体健康的影响 萘系减水剂为萘磺酸甲醛缩合物，采用工业萘经浓硫酸磺化后，再用一定量

的甲醛与萘磺酸反应生成甲醛缩合物，最后用碱来中和，得到萘的磺化甲醛缩合物的钠盐和硫酸钠的混合物，即萘系减水剂。合成分为四个反应步骤，即磺化反应、水解反应、缩合反应及中和反应。其中缩合反应需要用到大量的甲醛，对环境造成污染。如果生产时合成工艺控制不当，产品很容易带有大量的游离甲醛，在运输和使用过程中对环境造成二次污染。 为了进一步控制室内环境污染，提高民用建筑工程的室内环境质量，目前国家建设部及有关部门提出：加强对混凝土外加剂的甲醛污染控制，提出了在控制混凝土外加剂里面的氨气污染同时，控制混凝土外加剂里面的甲醛污染，从而有效避免毛坯房室内空气中甲醛超标。聚羧酸减水剂合成采用水溶液自由基聚合，整个过程无甲醛及其他有害释放物，无废水废气排放，符合绿色建材的发展方向。 同时，聚羧酸减水剂的使用，有利于缓解CO2温室效应。2008年中国水泥产量13.9亿吨，CO2排放量为62亿吨，超过美国，位居世界第一。聚羧酸减水剂以其高减水率，可降低10～15％的水泥，可减少1～2亿吨CO2排放。 （3）提高混凝土耐久性，促进混凝土高性能化发展 混凝土工程因其工程量大，耐久性不足对未来社会造成非常沉重的负担。美国有调查表明，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修。美国对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。目前，我国的基础设施建设工程规模宏大，每年高达２万亿元人民币以上，约30-50年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费或重建费将更为巨大。因此，提高混凝土的耐久性对于当前实现可持续发展战略，更好地利用资源、节约能源和保护环境，都具有十分重要的意义。 众所周知，碱是诱发混凝土碱-骨料反应[23]的主要因素之一，是影响混凝土耐久性的重要因素。而由于碱-骨料反应导致大坝损毁的在国内外屡见不鲜，如巴西的Moxoto大坝和法国的Chambon大坝，前者在工程完工3年后便出现了碱-骨料反应，后者在建成后50～60年发生了碱-骨料反应。混凝土中碱主要来源于水泥、粉煤灰、减水剂等原材料。世界上对于碱含量的控制也非常重视，南非