高性能混凝土减水剂研究进展

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发布时间：2021-09-15

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商陛能混凝土减水剂研究进展
季建伟，唐谋金，雷江蛟
(陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西省催化基础与应用重点实验室，陕西汉中723001)
摘要：概述了国内外减水剂的发展现状，介绍了高性能减水剂的种类与性能，提出了有关高性能减水剂的研
究内容及减水剂的绿色化、多功能化和高性能化为今后的研究方向。
关键词：商性能减水剂；绿色化；多功能化
中图分类号：TQ 528．31 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2016)01—0016-03
混凝土外加剂是现代混凝土不可缺少的第五组
分，常用的外加剂品种主要有减水剂、缓凝剂、引气
剂、早强剂、防冻剂、膨胀剂等，而减水剂是其中最主
要的组成部分。减水剂的使用可显著降低混凝土的
水灰比，改善混凝土的性能，提高混凝土的抗冻性，有
利于在冬季施工[1-2]o它可以单独使用，也可以和其他
功能性材料复合使用，以达到最佳的效果。随着时代
的发展，人们对混凝土的要求也越来越高，例如绿色
化、多功能化和商l生能化f31。因此绿色、商陛能减水剂
的研究、开发和应用得到了许多国家的重视】。
1 国内外减水剂的研究进展
从减水剂的性能发展过程来看可以分成三个阶
段：1)木质素磺酸盐类普通减水剂的应用与发展；
2)萘磺酸盐类甲醛缩合物(NSF)和三聚氰胺磺酸盐
类甲醛缩合物(MSF)高效减水剂的合成与应用阶段；
3)以聚羧酸盐类(Pc)为典型代表的高性能减水剂
的发展阶段。高性能减水剂因其掺量低、减水率高、
增强效果好及环境友好等特点，尤其是具有独特的
梳形分子结构和极性较强的活性基团，可以大大改
善混凝土的和易性，在工程应用中发挥着越来越大
的作用嘲。
减水剂的研究和开发可追溯到2O世纪30年代，
美国的E．Scripture研制成功以木质素磺酸盐为主
要成分的减水剂【，减水率达到8％ 10％。在20世
纪50年代，该类减水剂被广泛用于大坝混凝土、滑
模混凝土以及冬季施工混凝土中，虽然比传统的混
凝土的性能有所提高，但是在实际应用中若操作不
当，就会引起混凝土的过快凝结或者不凝结等现象，
使其强度或其他性能降低。
木质素磺酸盐类减水剂的不足，促使科学家们
去研究新的高效减水剂。1962年，日本花王石碱公
司的服部建一博士等研制成功了以b萘磺酸盐甲醛
缩合物为主要成分的高效减水剂。1964年，西德科
学家研制成功了磺化三聚聚氰胺甲醛类高效减水
剂，这两类减水剂具有减水率高(15％～25％)，引起
量小，混凝土强度提高幅度大，适应性好，不缓凝，综
合改善混凝土性能的优点，因此适用于高强或大流
动混凝土的配制。20世纪7O年代，高效减水剂的
开发应用技术引起了国际建筑行业的重视。美国、
德国、英国、意大利等相继研发和生产了聚烷基芳香
烃磺酸盐和三聚氰胺树脂磺酸盐系列减水剂等高效
减水剂。
尽管萘系、蒽系减水剂在实际应用中取得了
较好的效果，但是在生产过程中会产生大量的“三
废”，对环境污染严重，同时产品中含有大量的甲醛，
会对人体造成伤害。2O世纪9O年代，随着高性能
混凝土概念的提出，逐渐出现了减水分散效果比萘
系、三聚氰胺系更好的新型高效减水剂。这些新型
高效减水剂的减水率可达到30％，并且掺量少、引
气量适中，坍落度损失低，与水泥的适应性高，不缓
凝，合成工艺简单，绿色化，某些特殊性能可以通过