学文网【摘要】聚羧酸高效减水剂 （PC），被称为“第三代高效减水剂”，是继萘系高效减水剂、蜜胺类高效减水剂之后，新一代高效减水剂，在水泥基灌浆料中的应用具有低掺量、高强度、良好工作性能、耐久性好、对环境无危害等特点，可取代萘系高效减水剂及蜜胺类高效减水剂。具有很高的技术和经济效应。
【关键词】聚羧酸高效减水剂；低掺量；耐久性；无危害
Abstract： Polycarboxylates(PC),is called The Third genergation water-reducing admixture, Polycarboxylates is the new genergationafter naphthalene-based superplasticizer and melamine ,it has low volume、high strength、workablity 、good durability ,having to harm to environment,It can replace Naphthalene-based superplasticizer and melamine can be replaced by it,It has high technique and economical performance.
Key words:Polycarboxylates；lowvolume ；durability；harmless
中***分类号：TQ172 文献标识码：A 文章编号：
1聚羧酸高效减水剂在国内外的发展状况
自20世纪六七十年代起，高效减水剂在日本、德国、美国等达国家得到广泛应用，但是随着减水剂的广泛应用，人们逐渐发现一些问题，例如萘系高效减水剂具含有一些致癌物质，同时无论是萘系减水剂、氨基磺酸盐减水剂还是蜜胺类减水剂在水泥基灌浆料中应用都存在缺陷，如在引气、缓凝、泌水方面不易控制，所以新一代聚羧酸高效减水剂的出现及应用势在必行。
从20世纪九十年代起聚羧酸高效减水剂在日本、德国、美国、加拿大等发达国家得到广泛应用，逐渐取代传统的萘系高效减水剂和蜜胺类高效减水剂被成为“第三代高效减水剂”。
在我国目前还是以萘系高效减水剂为主，占有80%的市场。第三代高效减水剂主要靠引进国外的成熟的聚羧酸高效减水剂，如瑞士的西卡公司、日本花王公司、美国的格雷斯建材公司等等。目前国家重大、重点工程大都使用聚羧酸高效减水剂，如三峡工程、苏通大桥、东海大桥、磁悬浮工程、武广高速铁路客运专线等等。近几年聚羧酸高效减水剂的发展和应用也发生了较大的变化，从开始只在重大工程中应用逐渐发展到在市***工程及民用工程中也较广泛的应用。
聚羧酸高效减水剂按形态分为液体和粉剂，在干粉砂浆中应用的都是粉剂。
灌浆料是一种特种干粉砂浆，具有大流动性、无收缩、早强、高强等特点，主要用于电器及机电设备基础的灌浆、钢结构柱脚灌浆、工程加固、轨道灌浆等等。
2减水剂的作用及减水机理
减水剂在水泥基灌浆料中主要起到吸附、分散、湿润和的作用。减水剂在水泥基灌浆料中虽然用量很小，但可以在不影响灌浆料流动性的基础上减少用水量，降低水灰比，从而提高灌浆料强度；在不减少水泥用水量的情况下，改善灌浆料的工作性能；在保持工作性能不变的情况下节约胶凝材料用量，降低成本。
减水剂在灌浆料减水作用机理理论有3种，即静电斥力理论、空间位阻效应理论和反应型高分子缓慢释放理论（或称为反应型高分子徐变理论）。
2.1 静电斥力理论
在灌浆料拌和物中，由于水泥电解出Ca2+具有较强的正电能，而高效减水剂大都属于阴离子型表面活性剂，溶解在拌和物中，由于两种电荷相反，减水剂吸附在水泥絮凝结构周围状物形成双电层即ξ电位，从而使水泥颗粒互相排斥，***出被水泥絮凝结构包围的游离水，使体系处于良好而稳定的分散状态，从而有效的降低水灰比，增加流动性，（因为水泥实际发生水化反应需要的水灰比只有0.22左右）在这种情况下ξ电位越高，减水作用越明显。
一般萘系减水剂及蜜胺类减水剂减水机理均适应于静电斥力理论。
2.2空间位阻效应理论
有一类减水剂属高分子型接枝共聚物，减水剂分子结构呈“梳”状，其主链上有多个活性基团同时侧链上也有活性基团，这类减水剂由于有较多的支链，这些支链吸附在水泥颗粒表层后，可以在水泥表面形成较厚的立体包层，从而达到分散水泥絮凝结构的效果，值得注意的是这类减水剂的ξ电位并没有萘系减水剂及蜜胺类减水剂高，但其减水效果优于萘系减水剂及蜜胺类减水剂，在这一体系中分子间的力范得华力起决定作用，这类减水剂是聚羧酸高效减水剂。
2.3反应型高分子缓慢释放理论
这类减水剂的减水作用通常分以下几步进性
水泥发生水化产生OH-；
OH-离子攻击反应性高分子表面的憎水部分；
憎水部分加水分解为羧酸型分散剂而溶于水；
被水泥粒子表面吸附，使之带负电荷，从而因同性电荷相斥，而起到分散作用。一般具有减水功能的引气剂的减水机理适用于反应型高分子缓慢释放理论。
3聚羧酸高效减水剂的优势
3.1减水率高且能提高强度
因为聚羧酸高效减水剂的空间位阻效应，将被水泥絮凝结构包围的游离水释放出来，由于聚羧酸的高分子链，使这种作用高于ξ电位的减水作用。
3.2良好的工作性能
聚羧酸高效减水剂提高流动性，增加黏聚性及保水性从而改善拌和物的和易性，满足施工要求。
3.3对水泥适应性能好
萘系高效减水剂和氨基磺酸盐减水剂具有明显的饱和点，当减水剂的掺量超过饱和点即临界掺量时，会出现泌水、离析、浮浆等现象。而聚羧酸高效减水剂没有明显的饱和点，当其掺量较大时会出现延缓凝结时间的性能，不会明显出现泌水、离析、浮浆等现象。
3.4耐久性好
聚羧酸高效减水剂具有引气性能，能在拌和物中引如大量封闭、均匀、微小的气泡，从而阻断自由水蒸发留下的毛细空，减少由于水结冰膨胀对结构产生膨胀应力，避免对结构产生破坏。
3.5对环境及人体无危害，环保性能好
聚羧酸高效减水剂无色、无味具有生产绿色化，产品绿色化的特点。而工业萘旧有致癌物质，萘系减水剂具有刺激性气味。
3.6具有低掺量，有较高的经济效应
在水泥基灌浆料中萘系减水剂一般掺量为水泥用量的(外掺法)0.6-1.0%,而聚羧酸高效减水剂般参量为水泥用量的(外掺法)0.2-0.4%。
4聚羧酸高效减水剂同萘系高效减水剂对比
对掺萘系高效减水剂与掺聚羧酸高效减水剂的灌浆料进行技术性能对比试验，试验原材料如下：
水泥：硅酸盐水PⅡ52.5R 安徽海螺水泥有限公司
砂: Ⅱ区,中砂,含泥量不大于1.0% 湖北
减水剂:PC1030 苏州市兴帮化学建材有限公司
膨胀剂:UEA上海白水泥有限公司
硅粉: SiO2 ≥92%贵州海天铁合金磨料有限责任公司
表1 掺萘系高效减水剂与掺聚羧酸高效减水剂的灌浆料技术性能对比表
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