混凝土外加剂系列技术问答

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1.减水剂的发展大致经历了哪几个阶段？聚羧酸减水剂是减水剂发展到哪个阶段的产物，它与以往的减水剂又有什么不同？

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剂，它以其优异的性能，正成为世界性研究热点。

减水剂在经历了从木素磺酸盐、萘磺酸盐缩合物、三聚氢胺甲醛缩合物、氨基磺酸盐系、聚羧酸系等发展的历程之后，减水率也从8%增加到30%左右，高性能减水剂的应用，意味着满足同样性能的混凝土可以节约20%~30%的水泥，即可以节约水泥3.2-4.8亿吨，接近中国全年的水泥产量。因此，减水剂的使用，从源头实现混凝土的节能、省资、减污等清洁化生产。另外，高性能减水剂的使用，可使混凝土在满足所要求的各项性能的情况下，最大可能的掺用粉煤灰或其他矿物掺合料，实现了废物循环利用，减少了废物对大气环境的污染，同时也减少了废物侵吞宝贵土地的事实。随着建筑工业的不断发展，全世界每年对减水剂的需求量日益增大。目前，全世界的减水剂需求量约为480万吨，我国建筑行业每年需要的减水剂超过100万吨，根据2003年不完全统计，我国高效减水剂总量约92.5万吨，其中萘系及其衍生物约77.5万吨，占83%;氨基类9.5万吨，占10%;脂肪族3.6万吨，占4%;聚丙烯酸盐类约1.6万吨，占1.7%;密胺系约1.4万吨，占1.5%。即至今为止，萘系高效减水剂依然占据高效减水剂主要地位。

聚羧酸系高性能减水剂除具有高性能减水、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。

2.国外的减水剂发展已经经历了相当长的历史，我国减水剂与国外减水剂相比研究的现状如何？

①国外聚羧酸系减水剂的研究现状

在国外，聚羧酸系减水剂的研究已有相当长的历史，20世纪80年代起，国内外就开始积极研发非萘系减水剂，以丰富石油化工产品为原料，以极高的减水率、极小的坍落度损失使萘系减水剂黯然失色，从而便开创出聚羧酸系混凝土减水剂技术新局面。

目前，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。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，可以满足施工要求。近年来，日本和欧美一些国家的研究者正在研究开发聚羧酸系减水剂，研究方向主要偏重于开发聚羧酸系减水剂及其相关的新拌混凝土工作性能和硬化混凝土的力学性能及工程使用技术等。

②国内聚羧酸系减水剂的研究现状

在我国，聚羧酸系减水剂的研究尚较晚，其用量只占减水剂总用量的2%。聚羧酸系减水剂产品市场前景广阔，由于成本和技术性能问题，国内对聚羧酸类减水剂产品的研究仅处于实验室研制阶段，只有少量用作坍落度损失控制剂与萘系减水剂复合使用。研究开发聚羧酸系高性能减水剂是高性能混凝土技术发展的必然要求。

为了缩小与国外的差距，必须加强聚羧酸系减水剂的基础研究，努力提高自身的研究开发水平。从目前的情况来看，必须深入研究聚合物的支链和主链对减水、引气、缓凝的影响，能工业化生产出一系列需要的大单体，优化聚合工艺，开展聚羧酸系减水剂与传统减水剂的协同效应研究，加强聚羧酸系减水剂应用技术的研究。

3. 现代混凝土技术的发展促使减水剂向着高性能、高耐久性的方向发展，高性能混凝土减水剂已成为混凝土技术发展的必然趋势，那么，在我国高性能混凝土减水剂的应用前景如何？

现代混凝土技术不断向着高工作性、高强、高耐久或特种性能的方向发展，而混凝土减水剂技术的发展和应用则为混凝土向高性能化方向发展提供了前提。美国国家标准与技术研究院和美国混凝土协会于1990年召开会议，首次提出了高性能混凝土的概念，即采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性等综合性能优良的混凝土。高性能减水剂由于其超分散作用，特别是达到非常低的水胶比后使混凝土能够保持高的流动性，是高性能混凝土不可缺少的一种组分。目前，我国传统的高性能减水剂包括，改性木钙、萘系、三聚氰氨等，这些都难以满足高性能混凝土对减水剂性能的要求，而聚羧酸系高效减水剂的性能更优越，可根据实际情况配制各种不同强度等级的混凝土，而且其分子结构的可调性大，可根据具体要求制备出不同性能的减水剂。所以，推广应用聚羧酸系高效减水剂是混凝土向高性能化方向发展的必然要求。

在日本，聚羧酸系高效减水剂的使用已高达90%左右，萘系减水剂只在预制混凝土制品中大量使用。在我国，由于高速铁路客运专线、大坝以及国家重点工程等大型项目的迅猛发展推动了聚羧酸高效减水剂的使用，而混凝土搅拌站对聚羧酸系减水剂的使用仍处于观望阶段，主要原因是其价格较高且没有丰富的使用经验。由此看来，我国的聚羧酸系高效减水剂在成本等方面还有较大的下降空间，再加上其使用经验的积累和工艺条件的成熟，在不久的将来聚羧酸系高效减水剂必将成为我国混凝土减水剂行业最主要的品种之一。

国内聚羧酸减水剂的应用前景：

中国正处于高速、大规模建设时期，每年基本建设的投入达五万亿元以上：