R eceived d ate :2008211222
Found ation Item :Technologies R &D Programs of Guangdong Province (2KM02001G );The Natural Research Programs
of High School of the Education Department of Guangdong Province (Z02085);The Technologies R &D Programs of Dongguan City (2008108101)
Biography :L IU Zhi 2meng (19582),male ,Doctor candidate ,professor of Dong Guan University of Technology ;
E 2mail :liuzm @https://www.doczj.com/doc/4b17662765.html,
文章编号:100127445(2009)0120073205
使用聚羧酸类高效减水剂配制C100
高性能混凝土的应用研究
刘治猛1,2,焦元启1,蒋 欣2,陈应钦3,刘煜平2,罗远芳1,贾德民1
(1.华南理工大学,广东广州 510004;2.东莞理工学院,广东东莞 523808;
3.广东省建筑材料研究院,广东广州 510000)
Investigation on the ne w type of C 100high performance concrete
using superplasticizer of polycarboxylic acid
L IU Zhi 2meng 1,2,J IAO Yuan 2qi 1,J IAN G Xin 2,CHEN Y ing 2qin 3,
L IU Yu 2ping 2,L UO Yuan 2fang 1,J IA De 2min 1
(1.College of Materials Science and Engineering ,S outh China University of Technology ,Guangzhou 510641,China ;
2.Dongguan University of Technology ,Dongguan ,Guangdong 523808,China ;
3.Guangdong Building Material Research Institute ,Guangzhou ,Guangdong 510160,China )
Abstract :A new 2type superplasticizer of polycarboxylic acid (n 2SPC )is used to prepare C100high performance concrete in this paper.The influences of n 2SPC on the fluidity of cement paste and on the efficiency of water reduction are investigated ,and the compressive strength is tested for C60,C100and concrete pipe pile.The results show that in order to get the same fluidity and slump ,the addition amount of n 2SPC is only one third as much as that of sulfonated naphthalene formaldehyde 2type superplasticizer (FDN 25).The 72day compressive strength for C100is 95.6MPa ,while the 282day compressive strength is 119.2Mpa.The same compressive strength could be reached for concrete pipe pile with 0.16%n 2SPC and for that with 0.65%FDN 25,which are 103.0MPa and 102.3MPa respectively.
K ey w ords :Superplasticizer of polycarboxylic acid ;high performance concrete ;concrete pipe pile ;fluidity ;compressive strength
摘要:利用新型聚羧酸高效减水剂(n 2SPC )制备了C100高性能混凝土.考察了n 2SPC 对水泥浆流动性和减水效率的影响,测定了C60,C100和混凝土管桩的抗压强度.结果表明,n 2SPC 只需加入萘系高效减水剂(FDN 2
5)的1/3就可以达到与FDN 25相同的流动性和坍落度值,C100的7d 抗压强度为95.6MPa ,28d 为119.2MPa ;以0.16%n 2SPC 作为添加剂的混凝土管桩就能获得添加0.65%FDN 25相同的抗压强度,二者分别为103.0MPa 和102.3MPa.
第34卷第1期2009年2月
广西大学学报:自然科学版
Journal of Guangxi University :Nat Sci Ed Vol.34,No.1Feb.,2009
关键词:聚羧酸类高效减水剂;高性能混凝土;混凝土管桩;流动度;抗压强度中图分类号:F407.61 文献标识码:A
1 Introduction
High performance concrete(HPC)attacks a great interest of scientists and engineers in the world and is widely applied to a lot of off2shore platforms,oceanic structures,high2rise buildings, bridges and diaphragm walls[1-3].The investiga2 tion and application of high strength,high perfor2 mance concrete in China started later than those developed countries.However,there have been a rapid development of research and application of HPC in the latest ten years.A new technology was developed in China to produce HPC by mixing su2 perplasticizer and concrete https://www.doczj.com/doc/4b17662765.html,pared with ordinary concrete,HPC showed a higher strength,higher elastic modulus,higher workabili2 ty and low permeability as well as long2term dura2 bility since a small amount of cement in concrete results in lower hydration heat,lower creep and shrinkage and lower risk of cracking[4].
With the economic development in China, concrete technology has been made a great progress and strength grade of concrete is also increased.In 2002,C602C80HPC was added in the Concrete Structure Design Code[5].G enerally,superplasti2 cizer and mineral admixture should be added with water/binder ratio to be decreased to less than0.38 during the preparation of HPC.By this way, smaller size of HPC capillary channel could be got, and the components of concrete mortars and inter2 face structure of aggregation2mortars are opti2 mized.Thus one can make HPC highly anti2corro2sion.These outstanding properties of HPC bring a bright future for its application in cement industry.
2 Experiment
2.1 Materials
2.1.1 Admixture
A novel superplasticizer of polycarboxylic acid (n2SPC),synthesized according to the refer2 ence[6]:solids content30%wt,addition0.25% wt,water2reducing ratio>35%wt.As a compari2 son,four kinds of commercial SPC and two kinds of superplasticizer of naphthalene sulphonate formaldehyde(NSF)condensates were chosen,in2 cluding Hubei SPC(Solid content24.1%wt), Guangdong SPC(Solid content20.2%wt),Shen2 zhen SPC(Solid content22.5%wt)and Foreign SPC(Solid content28.3%wt),NSF condensate FDN25(Solid content31.0%wt)and modified NSF condensate FDN25(Solid content32.5%wt, containing8.3%wt C6H11O7Na).
2.1.2 Cement
Chemical and physical properties for Yuexiu P ?II42.5R and Jinyang P?II52.5R ordinary Port2 land cement(OPC),produced by Guangzhou Zhu2 jiang Cement Plant,are given in table1and2. 2.1.3 G round G ranulated Blast Furnace Slag(GG2 BFS)and silica fume
GG BFS was provided by Jiangmen Zhong Jian C ompany of G uangdong Province,and the silica fume used was provided by G uizhou Iron Alloy C ompany. Chemical and physical properties of mineral powder and silica fume are given in table3.
T ab.1 Chemical analysis and properties of cement
Type SiO2Al2O3Fe2O3CaO SO3MgO f2CaO K2O Na2O Loss Total Yuexiu P?II42.5R21.2 5.4 5.059.5 2.6 1.50.40.60.5 2.499.1 Jinyang P?II52.5R21.77.2 3.858.9 2.7 1.10.80.70.3 2.899.9
T ab.2 Physical properties of cement
Type
Density
/(kg/m3)
Blaine
fineness
/(m2?kg-1)
Consistency
/%
Setting time
/min
Flexual
strength/MPa
Compressive
strength/MPa
Initial final3d28d3d28d
Yuexiu P?II42.5R313037524.095128 6.39.132.055.2 Jinyang P?II52.5R305038025.2115148 6.59.833.958.1 47广西大学学报:自然科学版第34卷
T ab.3 Chemical and physical properties of mineral powder and silica fume
Component Blaine specific
surface(BET method) SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO SO3K2O Na2O Loss on ignition m2/kg
GG BFS35.217.11 3.4828.91 6.120.370.770.370.35600
Silica fume90.3 1.09 1.320.67 1.640.230.830.380.3820000
2.1.4 Sand and Ground Sand
The fineness modulus of sand ranged from2.8 to3.1and the densit y was2700kg/m3.
Ground sand was supplied by Hongye Cement Co.Ltd.(Shunde,FouShan),with fineness (0.08mm screen)of 3.0%,SiO2content of 86%,Blaine fineness of430m2/kg.
2.1.5 Coarse aggregate
The coarse aggregate was fabricated by crush2 ing granite produced in Guangzhou,China.There are two types of stone,one with particle size from 10to30mm,and the other5to20mm.The stone used in this study was the mixture of above two types of stone with the mass ratio1:1,no fri2 able particles were mixed.The flaky parts was4.5 %wt,and the crashing point was5.6%wt.
2.2 Design of experiment
Overall,the prepared C100HPC should satis2 fy the requirements of strength,workability and durability.An optimized experimental program was applied based on materials selection and con2 cerning the influence of varied factors on the prop2 erties of concrete.
2.3 The preparation,curing and performance
testing of C100HPC
The test of fluidity of cement paste followed the methods for testing uniformity of concrete ad2 mixture(G B8077-2000)[6]and polycarboxylates high performance water2reducing admixture (J G/T223-2007)[7].
The slump and spread tests for HPC followed the standard for test methods of properties of ordi2 nary concrete mixture(G B/T50080-2002)[8]. The curing temperature and relative humidity of HPC were maintained at(20±2)℃and95%re2 spectively during the whole testing period.The test of compressive strength of test cube of HPC followed the standard for test methods of mechani2cal properties of ordinary concrete(G B/T50081-2002)[9].
2.4 Scanning electron micrographs(SEM)stud2
ies
Scanning electron micrographs(SEM)obser2 vation of concrete samples was carried out using a PHIL IPS XL30FEG scanning electron micro2 graph.
Fully2cured concrete samples were cracked to small blacks which were soaked in absolute ethyl alcohol for48h,and then dried in vacuum drier for 48h before SEM studies.
3 Results and discussion
3.1 The relationship bet w een SPC and cement
paste fluidity
The cement paste fluidity of four different SPC added to the Jinyang P?II52.5R and Yuexiu P?II42.5R were tested.As a comparison,the af2 fects of NSF on cement paste fluidity were also tested,in which the adding contents of NSF were triple to SPC.Cement paste fluidity of can directly characterize the properties of superplasticizer,espe2 cially the spread and slump retarding.The paste spread at low superplasticizer addition could be used to directly evaluate its properties.The test results were given in table4,5,and6.
As shown in table4,5,and6,the properties of n2SPC is better than other SPC.Even at the ad2 dition dosage as low as0.12%,the concrete still keeps high and good slump retarding performance. The addition dosage of n2SPC as much as one third of FDN25could reach the same fluidity,or even better.The n2SPC has strong adaptability to varied cement and cement paste fluidity would not de2 crease even n2SPC contents reach to0.2%,a slight increasing of fluidity could be seen when the time extended.It was also noticed that saturation
57
第1期刘治猛等:使用聚羧酸类高效减水剂配制C100高性能混凝土的应用研究
of n2SPC was0.20%since cement paste fluidity was larger than290mm.
T able4 C ement paste fluidity for different types SPC on Jinyang cement
Addition dosage
Cement paste fluidity(mm)
n2SPC Hubei SPC Guangdong SPC Shenzhen SPC Foreign SPC 0h1h0h1h0h1h0h1h0h1h
0.1221320015022205195212170185165
0.15250225170145245220243250208208
0.20300290210200290285290260230240 T able5 C ement paste fluidity for FDN on Jinyang cement
Addition dosage
Cement paste fluidity(mm)
FDN-5FDN-5(include8.3%C6H11O7Na) 0h1h0h1h
0.36116--140--
0.45148--175110
0.60190135240205
T able6 C ement paste fluidity for n-SPC and FDN on Yuexiu cement
Cement past fluidity of n2SPC Cement paste fluidity of FDN25 (include8.3%C6H11O7Na)
Addition dosage(%)0h (mm)1h(mm)Addition
dosage(%)0h
(mm)1h(mm)
0.122551850.36160--
0.152902950.45210130
0.203003050.60235235
3.2 W ater2reducing ratio tests
The water2reducing ratio of different addition dosage of n2SPC was tested with the Yuexiu P?II 42.5R cement according to the technical regulation for application of admixture in concrete(G B501192
2003)[10].The testing data were listed in table7.
It could be seen that n2SPC had the higher water2 reducing ratio even at the lower addition dosage.
T able7 The addition dosage of n2SPC and w ater2reducing ratio Addition dosage(%wt)Water2reducing ratio(%)
0.1225.0
0.1530.0
0.2035.0
3.3 Application of n2SPC in HPC test
The results of high strength and ultra2high strength concrete tests were listed in table8and9.
The FDN in the table7and8was the modi2 fied product of adding reinforced agents.It would be impossible for common low concentration FDN to get compressive strength higher than110MPa, even more superplasticizer were added.However, it was possible for the concentration of n2SPC could be decreased to1/3of FDN25and get the same performance,which would helped to get HPC with higher slump strength and better workability.
T able8 The tests of C60high strength concrete
Admixture Addition
dosage(%)
Concrete(kg/m3)Slump2loss(mm)Compressive strength(MPa) Cement fly ash sand stone water0h1h3d7d28d
n2SPC0.20375110729106719522022046.656.675.4 FDN250.60375110729106719518015048.155.974.6
T able9 The tests of C100ultra2high strength concrete
Admixture Addition
dosage(%)
Concrete(kg/m3)Slump2loss(mm)Compressive strength(MPa) Cement Silica Fly ash Sand Stone Water0h1h3d7d28d
n2SPC0.430843189681108812023023075.695.6119.2 FDN25 1.230843189681108812023021077.193.2114.3
3.4 The application of n2SPC on concrete pipe The n2SPC could also be used for producing HPC pipe,the formulation and properties were given in the table10[11].
It could be seen from table10that the addi2 tion of n2SPC at dosage of0.16%could get the same affect as0.65%addition dosage of FDN at the same test condition.The pipe autoclave com2
67广西大学学报:自然科学版第34卷
pressive strength was 103.0and 102.3MPa ,re 2
spectively.
T ab.10 The test of application of n 2SPC and FDN on concrete pipe
Admixture Addition dosage/%Concrete/(kg/m 3)
Compressive strength/MPa
cement sand ground sand
stone water Steamed autoclave FDN 0.65315670135124013045.3102.3n 2SPC
0.16
315
670
135
1240
130
42.6
103.0
4 Conclusions
1)A novel superplasticizer of polycarboxylic acid (n 2SPC )with active function group based on molecular design showed satisfied performance and high water 2reducing ratio ,especially at low addi 2tion dosage.
2)The same fluidity and slump as those of FDN 25could be obtained with an addition dosage of n 2SPC as low as 1/3of that of FDN 25.
3)The n 2SPC is suitable for producing readymix concrete ,especially for the high fluidity concrete ,ultra 2high strength concrete and pre 2cast concrete.C100high performance concrete (HPC )is produced in the use of common concrete material and 0.40%of n 2SPC.The 7days compressive strength of C100HPC is 95.6MPa and the 28days compressive strength of C100HPC is 119.2MPa.The autoclave compressive of concrete pipe strength is 103.0MPa when the addition dosage is 0.16%of solid.
5 Acknowledgements
The author highly thanks the supporting of
the Technologies R &D Programs of Guangdong Province (2KM02001G ),the Natural Research Programs of High School of the Education Depart 2ment of Guangdong Province (Z02085),the Tech 2nologies R &D Programs of Dongguan City (2008108101023).
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(责任编辑 张晓云)
7
7第1期刘治猛等:使用聚羧酸类高效减水剂配制C100高性能混凝土的应用研究
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。
聚羧酸高性能减水剂标 准型说明书 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
森普牌S P Y J-1型聚羧酸系高性能减水剂（标准型） 产品说明书 森普牌SPYJ-1型聚羧酸系高性能减水剂（标准型）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相比，具有减水率高、掺量低、与水泥适应好、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、对钢筋无锈蚀作用、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，1天抗压强度比≥170%，3天抗压强度比≥160%，7天抗压强度比≥150%，28天抗压强度比≥140%。 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）≤80mm。 3.工作性能：具有改善新拌混凝土的和易性、保水性和泌水性等操作性能。 4.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光洁美观。 5.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指标要求 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、高层建筑、高架、高速公路、桥梁、水工混凝土及地下、水下灌注混凝土等。特别适应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1.0～1.2%（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
当前国内聚羧酸系混凝土减水剂的研发现状分析 混凝土是世界上用量最大的建筑材料, 外加剂又是混凝土必不可少的组分。自上世纪30年代以来，随着科技的发展进步，几经更新换代已发展到聚羧酸系高性能外加剂这一最新科技成果，它不仅用作混凝土高效减水剂，而且可用作防水剂，以及混凝土泵送剂。 高效减水剂又称超塑化剂，它有改善混凝土施工性能、减少水灰比，提高混凝土的强度和耐久性、节约水泥，减少混凝土初始缺陷等作用。上世纪60年代的高效减水剂主要产品有萘磺酸盐甲醛缩合物NSF和三聚氰铵磺酸盐甲醛缩合物MSF，虽然该类产品减水率较高，但混凝土塌落度损失快，耐久性较差而不能达到制备高性能和超高性能混凝土的目的。 一、研发现状: 80年代日本首次研发的新型聚羧酸系高性能减水剂是一种完全不同于NSF、MSF的较为理想的减水剂，即使在低掺量时也能使混凝土具有高流动性，并在低水灰比时具有低粘度和坍落度保持性能，且与不同水泥有更好的相容性，是目前高强高流动性混凝土所不可或缺的材料。随着混凝土向高强、高性能方向发展，高分子化学和材料分子设计理论不断取得新进展，对减水剂提出了更高的要求。当前研究方向已由传统的萘系、三聚氰胺系等减水剂向新型的羧酸聚合物减水剂发展，并已成为混凝土材料中的重要产品。国内近十多年来，新型高效减水剂和超塑化剂的研发主要产品还是萘磺酸盐甲醛缩合物与氨基磺酸盐缩合物等，而对聚羧酸系减水剂的研究无论是从原材料选择、生产工艺或是提高性能方面都起步较晚，虽然国内研究者通过分子途径探索聚羧酸系减水剂产品已取得一定成效，从国内公开发表的相关学术论文和研究文献，以及公开的中国专利文献来看，国内对聚羧酸系减水剂产品的研发大多处于实验研制阶段，真正形成产品的厂家还很少，远不能满足高性能混凝土发展的需要。因此研究聚羧酸系减水剂将更多地从混凝土的强度、施工性、耐久性及价格等多方面综合考虑。随着合成与表征聚合物减水剂及其化学结构与性能关系的研究不断深入，聚羧酸系减水剂将进一步朝着高性能多功能化、生态化、国际标准化方向发展。 二、分子设计与合成方法： 聚羧酸系高性能减水剂分子结构设计是在分子主链或侧链上引入强极性基团羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等，使分子具有梳形结构。如下图
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，使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥－水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内的水释放出来，达到减水的目的。减水剂加入后，不仅可以使新拌混凝土的和易性改善，而且由于混凝土中水灰比有较大幅度的下降，使水泥石内部孔隙体积明显减少，水泥石更为致密，混凝土的抗压强度显著提高。减水剂的加入，还对水泥的水化速度、凝结时间都有影响。这些性质在实用中都是很重要的。但是，减水剂在有效地破坏水泥浆体的絮凝结构释放出内部的自由水的同时也削弱了水泥颗粒与水之间的作用。从这个角度来说，它总是会不同程度地加剧拌合物的泌水和沉降离析现象，这是现今混凝土浇注后常在表面出现花斑，严重时则形成蜂窝麻
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。
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。
聚羧酸系减水剂的发展历程及现状 摘要：聚羧酸高效减水剂作为混凝土的化学外加剂，具有掺量低、减水率高等特点，一直受到国内外研究人员的关注。本文概述了混凝土外加剂的发展历程，主要性能及发展现状，介绍了高性能减水剂的种类与组成，提出了有关高性能减水剂的研究内容及今后研究方向。 关键词：聚羧酸系高性能减水剂发展现状 高性能混凝土指具有高耐久、高强度、高流动性的混凝土。而减水剂又称塑化剂或分散剂，拌和混凝土时加入适量的减水剂，可使水泥颗粒分散均匀，同时将水泥颗粒包裹的水份释放出来，从而能明显减少混凝土用水量，是一种重要的混凝土外加剂。而高性能混凝土中的高性能减水剂，作为一种有机化学材料，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。所以提出新的合成方法和改进其性能的研究也成为当今国内外的一个热点。 一、发展历程 减水剂在我国，相对于外国而言起步较晚。20世纪30 年代初，国外已生产了以木质素磺酸盐为主成分的减水剂，随后又有新发展。相继出现萘系和三聚氰胺系高效减水剂。70 年代后期，许多人对木质素类减水剂进行了研究，对它进行改进，研究出了改性木质素磺酸盐高效减水剂。1974 年，水电部、交通部联合研制了以扩散剂N N O 为主成分，辅以其它助剂组成的减水剂，接着又有以茶为原料，经磺化缩合而成的蔡磺酸盐甲醛缩合物的NF 高效减水剂。MF 高效减水剂及建一1 型高效减水剂，其后的JN，D H 及T F 型减水剂和以葱油为原料的A F 高效减水剂都相继研发成功。其中改性三聚氰胺、氨基磺酸盐、脂肪族高效减水剂快速发展；而聚羧酸系减水剂则是目前研究的重点。 二、高效减水剂的种类和特点 1.减水剂的类型 （1）单环芳烃型（monocyclic aromatic hydrocarbons type），主要以氨基磺酸盐类高效减水剂为代表，该类聚合物憎水主链由苯基和亚甲基交替连接而成，该类减水剂具有掺量小，减水率高的特点。 （2）多环芳烃型（polynuclear aromatic hydrocarbons type），主要以萘系和蒽系为代表，这类高效减水剂的特点是憎水基的主链为亚甲基连着的双环或单环芳烃，亲水性的官能团则是连在芳烃上的-SO3H 等，对水泥的分散性能较好，减水率较高。 （3）杂环芳烃型（compound aromatic hydrocarbons type），以三聚氰胺系为代表，该类减水剂的特点是其憎水主链为亚甲基连接的含O 或含N 的五元或
聚羧酸高效外加剂的技术性能指标 一、技术性能 PC聚羧酸系高性能减水剂匀质性指标 PC聚羧酸系高性能减水剂混凝土性能指标
二、使用说明 1、PC聚羧酸系高性能减水剂的掺量为胶凝材料总重量的0.1%～1.5%，常用掺量为0.8%～2.5%。使用前应进行混凝土试配试验，以求最佳掺量。 2、PC聚羧酸系高性能减水剂不可与萘系高效减水剂混合使用，使用PC聚羧酸系高性能减水剂时必须将使用过萘系高效减水剂的搅拌机和搅拌车冲洗干净否则可能会失去减水效果。 3、使用PC聚羧酸系高性能减水剂时，可以直接以原液形式掺加，也可以配制成一定浓度的溶液使用，并扣除PC聚羧酸系高性能减水剂自身所带入的水量。 4、由于掺用PC聚羧酸系高性能减水剂混凝土的减水率较大，因此坍落度对用水量的敏感性较高，使用时必须严格控制用水量。 5、PC聚羧酸系高性能减水剂与绝大多数水泥有良好的适应性，但对个别水泥有可能出现减水率偏低，坍落度损失偏大的现象。另外，水泥的细度和储存时间也可能会影响PC聚羧酸系高性能减水剂的使用效果。此时，建议通过适当增大掺量或复配其它缓凝组分等方法予以解决。 6、掺用PC聚羧酸系高性能减水剂后，混凝土含气量有所增加（一般为2%～5%）有利于改善混凝土的和易性和耐久性. 7、由于PC聚羧酸系高性能减水剂掺量小、减水率高，使用PC聚羧酸系高性能减水剂配制C45以上的各类高性能混凝土，可以大幅度降低工程成本，具有显著的技术经济效益；用于配制 C45以下等级混凝土，虽然PC聚羧酸系高性能减水剂的成本偏高，但可以通过增加矿物掺合料用量，降低混凝土的综合成本，同样具有一定的技术经济效益。 三、作用机理 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，使水泥胶粒表面带有相同符号的电荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使水泥－水体系处于相对稳定的悬浮状态，而且，能使水泥在加水初期所形成的絮凝状结构分散解体，从而将絮凝结构内的水释放出来，达到减水的目的。减水剂加入后，不仅可以使新拌混凝土的和易性改善，而且由于混凝土中水灰比有较大幅度的下降，使水泥石内部孔隙体积明显减少，水泥石更为致密，混凝土的抗压强度显著提高。减水剂的加入，还对水泥的水化速度、凝结时间都有影响。这些性质在实用中都是很重要的。 四、包装
价格取决于成本，性能好的，价格相对就高。整体价格范围在几十元到几百元一袋不等。大家可以到具体的厂家去了解最新价格。 说完价格，再为大家介绍一下常见的减水剂的作用，方便大家在购买时做出选择。 1.分散作用：水泥加水拌合后，由于水泥颗粒分子引力的作用，使水泥浆形成絮凝结构，使10%～30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作用，从而影响了混凝土拌合物的流动性。当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷(通常为负电荷)，形成静电排斥作用，促使水泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹部分水，参与流动，从而有效地增加混凝土拌合物的流动性。 2.减水剂的作用之润滑：减水剂中的亲水基极性很强，因此水泥颗粒表面的减水剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。
3.空间位阻也是减水剂的作用之一：减水剂结构中具有亲水性的聚醚侧链，伸展于水溶液中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持良好。 4.接枝共聚支链的缓释作用：新型的减水剂如聚羧酸减水剂在制备的过程中，在减水剂的分子上接枝上一些支链，该支链不仅可提供空间位阻效应，而且，在水泥水化的高碱度环境中，该支链还可慢慢被切断，从而释放出具有分散作用的多羧酸，这样就可提高水泥粒子的分散效果，并控制坍落度损失。
聚羧酸系高效减水剂 一一现代混凝土设计和施工的神兵利器国内外的工程实践证明，混凝土外加剂的应用是混凝土发展史上继钢筋混凝土和预应力混凝土后的第三次重大飞跃。用它可以方便的改变混凝土的质量和性能，提高施工速度和质量，改善工艺和劳动条件，节省水泥和能源。具有投资少，见效快，推广应用简单，经济效益和社会效益显著的特点。外加剂在混凝土材料中占据了举足轻重的地位，已成为现代混凝土不可或缺的组成部分，是混凝土改性的主要技术途径"在近七十多年混凝土外加剂发展过程中，减水剂作为混凝土外加剂中一个重要的品种广泛应用于混凝土中，是目前国际公认的能显著改善新拌混凝土的工作性和匀质性，大大提高混凝土性能的最有效材料，是大幅度提高混凝土综合耐久性的外加剂。它对改善混凝土的性能赋予了诸多的非同寻常的特殊功效。 混凝土外加剂起源于20世纪30年代，为了提高混凝土路面质量，美国开始使用引气剂，并于20世纪40年代，首先制定了引气混凝土的施工规范，与此同时美国材料试验学会(ASTM)也制订了相关标准。美国北部地区和加拿大所有露天使用的混凝土规定要掺用引气剂，已改善混凝土的耐久性，开创了人类使用混凝土外加剂的先河。随后出现了第一代减水剂—木质素磺酸盐减水剂；1962年，德国的SKW Trostberg和日本的Kao Soap各自同时独立地发明了甲醛缩聚物，分别是以三聚氰胺为原料聚磺化三聚氰胺高效减水剂和以焦化厂副产品工业奈为原料的奈磺酸盐缩甲醛高效减水
剂，其对水泥以及石膏浆体具有强力的分散性能。这两个产品构成了第二代高效减水剂，并延用至今，成为今天混凝土减水剂主要构成，近代来又陆续出现了氨基磺酸盐高效减水剂、脂肪族高效减水剂、聚梭酸系高效减水剂。聚羧酸系高效减水剂是最近出现的一种全新型的高性能减水剂，该高效减水剂主要通过不饱和单体在引气剂作用下发生共聚，将带有活性基因的侧链接枝到聚合物的主链上，因此具有一系列独特的优点：低掺量、高减水率，强分散性，与不同的水泥具有相对较好的适应性，低坍落度损失，更好地解决混凝土的引气、缓凝、泌水等问题，混凝土后期强度较高等。掺加量一般只是奈系减水剂的1/5—1/10，减水率却可达到30%以上。由于掺量大幅度降低，一者带入混凝土的有害成分幅度减少，二者单方混凝土中由高效减水剂引入的成本增加完全可达到与奈系或与其他高效减水剂相当，因而该类产品完全具备取代奈系高效减水剂的技术与经济条件。此类减水剂特别适合用于高性能混凝土，是21世纪国内外推广应用的主要外加剂。 现代混凝土设计和施工要求混凝土具备高强度、高耐久性、高工作性。在现化混凝土的设计上，英国DunStan的工作可以称得上是一个典范。针对粉煤灰在混凝土中的作用特点，他提出："粉煤灰应该看作为混凝土的第四组分，即除了水泥、水与骨料外的一个独立成分，而不是作为水泥的替代品"。"将粉煤灰看作一种替代水泥的成分，往往得不到最为经济的混凝土配比。因为这样设计的配合比，是在一个己经确定的拌合长期的—不掺粉煤灰的混凝土—的
聚羧酸高效减水剂 产品主要执行GB8076－1997《混凝土外加剂》标准及铁道部科技基[2005]101号《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》和科技技[2006]104号《客运专线高性能混凝土用外加剂产品检验细则》，以及JG/T223－2007《聚羧酸系高性能减水剂》标准，各项性能指标均达到上述标准要求。 1、掺量低，减水率高，掺量为1.0%左右时，减水率超过35%。 2、早强高强，早期强度提高50%以上，28天强度提高30%以上，特别适用高掺量粉煤灰混凝土。此种减水剂在低掺量范围内，强度增长随掺量增加明显，但在超过最佳掺量后强度不会随掺量进一步提高。 3、低坍落度损失，1h坍落度保持率很好，低正温时保持不变，扩展度还有增加，气温超过20度，1h坍落度略有损失，但也保持在95%以上，气温超过30度，1h坍落度保留值仍有93%。 4、混凝土工作性好：用聚羧酸高效减水剂配制的混凝土即使在高坍落度情况下，也不会有明显的离析、泌水现象，混凝土外观颜色一致。对于配制高流动性混凝土、自流平混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。用于配制高标号混凝土时，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易于搅拌。 5、掺入本品的混凝土具有很好的耐久性，在充填性、稳定性、可泵性、强度密实性、抗硫酸盐腐蚀性、抗碱－骨料反应性、抗冻性、抗收缩和徐变等性能方面均优于普通减水剂。
6、与不同品种水泥和掺合料相容性好，解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性问题。 7、产品稳定性好：低温时无沉淀析出。 8、绿色环保产品，本品碱含量、氯离子含量、硫酸钠含量、甲醛含量均非常低，且在生产过程中不产生对自然环境的污染，符ISO14000环境保护管理国家标准，有利于可持续发展。 9、经济效益好：工程综合造价低于使用其它类型产品。 匀质性指标 序号试验项目指标 1 固体含量(液体) 控制在生产厂控制值相对量在3%之内 2 PH值应在生产厂控制值的±1.0之内 3 密度控制在±0.01g/ml之内 4 水泥净浆流动度不应小于生产厂控制值的95% 5 砂浆减水率不应小于生产厂控制值的95% 6 氯离子含量控制在生产厂控制值相对量的5%之内 7 总碱含量控制在生产厂控制值相对量的5%之内 8 硫酸钠含量控制在生产厂控制值相对量的5%之内 混凝土性能指标 序 号试验项目 性能指标 FHN HN
ICS XXXXXXXXX企业标准 Q/ 聚羧酸系高性能减水剂 Polycarboxylates high performance water-reducing admixture XXXXXXXX发布XXXXXX实施
前言............................................................................................................................................ I I 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 要求 (1) 5 实验方法 (2) 6 检验规则 (2) 7 包装、产品说明书、标志、运输、储存 (3) 编制说明 (4)
本标准的编写按照《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由xxxxxxxx提出。 本标准由xxxxxx起草。 本标准于xxxxxxxxxxxxxx日首次发布。
聚羧酸系高性能减水剂 1范围 本标准规定了聚羧酸系高性能减水剂的技术要求、实验方法、检验规则及包装、产品说明书、标志、运输、储存。 本标准仅能作为本公司生产聚羧酸系高性能减水剂的内部质量控制标准。 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，其随后的修改单（不包括勘误的文件）或修改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。 GB8076-2008 混凝土外加剂 GB/T8077-2007 混凝土外加剂匀质性试验方法 JG/T223-2007 聚羧酸系高性能减水剂 TB/T10424-2010 铁路混凝土工程施工质量验收标准 GB/T50080-2002 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB/T50081-2002 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB/T50082-2009 普通混凝土力学性能试验方法标准 GB/T18582-2008 室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量 3术语和定义 3.1 高性能减水剂 按照GB8076的定义 3.2聚羧酸系高性能减水剂 按照JG/T 223的定义 4要求 4.1 生产聚羧酸系高性能减水剂的原材料应符合相关国家标准、行业标准或企业标准的原材
聚羧酸系减水剂（HPWR）的发展现状与发展方向探讨聚羧酸减水剂是一种重要的混凝土外加剂，是新型建筑材料支柱产业的重要产品之一。自上世纪80年代起，国外就开始着手研发聚羧酸系减水剂。它以石油化工产品为原料，以极高的减水率，极好的坍落度保持性和优异的增强效应，逐渐受到混凝土工程界的亲睐。 聚羧酸减水剂研究的最终目标是通过不饱和单体在引发剂作用下共聚，将带活性基团的侧链接枝到聚合物的主链上，使其同时具有高效减水、控制坍落度损失和抗收缩、不影响水泥的凝结硬化等作用。本文将概述国内外聚羧酸减水剂的研究和发展状况，探讨聚羧酸减水剂结构与性能之间的关系及其作用机理的研究成果，并分析聚羧酸减水剂研究中存在和亟待解决的一些问题，希望对我国从事聚羧酸系减水剂研究、应用的同行有所启发。 1聚羧酸系减水剂的发展 1.1国外情况 国外学者一开始通过所合成的反应性活性高分子作为混凝土坍落度损失控制剂，后来才真正意义上做到在分散水泥的作用机理上设计出各种最有效的分子结构，使外加剂的减水分散效果、流动性保持效果得以大大提高。1986年日本专家首先研制成功聚羧酸系减水剂，9 0年代中期正式工业化生产，并开始在建筑施工中应用。该类减水剂大体分为烯烃/顺丁烯二酸酐聚合物和丙烯酸/甲基丙烯酸脂聚合物等。据报道，1995年后聚羧酸系减水剂在日本的使用量就已超过了萘系减水剂，且其品种、型号及品牌名目繁多。尤其是近年来大量高强度、高流动性混凝土的应用带动了聚羧酸系减水剂的技术发展和应用水平。目前日本生产聚羧酸系减水剂的厂家主要有花王、竹木油脂、NMB株式会社和藤泽药品等，每年利用此类减水剂生产的各类混凝土为1000万m3左右，并有逐年递增的发展趋势。与此同时，其它国家对聚羧酸系减水剂的研究与应用也逐渐加强.虽然日本是研发应用聚羧酸系减水剂最早也是最为成功的国家，但目前北美和欧洲也十分重视对聚羧酸系减水剂的研究。 从最近的文献可知，聚羧酸系减水剂的研究已由第一代甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物，到第二代丙烯基醚共聚物，又发展到第三代酰胺/酰亚胺型，而且专家们正在着手研发第四代聚酰胺-聚乙烯乙二醇支链的新型高效减水剂。 1.2国内情况 国内最早研制应用聚羧酸系高性能减水剂的是上海市建筑科学研究院，其聚羧酸系减水剂LEX－9已成功地应用于上海磁悬浮列车轨道梁工程、东海大桥和杭州湾大桥等工程。 由于国内近年来对聚羧酸系减水剂的研究有所重视，这方面的研究论文有所增加。清华大学土木工程系2000年起就开始进行聚羧酸系高性能减水剂合成方法的系列试验研究；其他如华南理工大学、华东理工大学、大连理工大学、同济大学、复旦大学、山东建筑工程学
聚羧酸高性能减水剂标准 型说明书 Prepared on 22 November 2020
森普牌SPYJ-1型聚羧酸系高性能减水剂（标准型） 产品说明书 森普牌SPYJ-1型聚羧酸系高性能减水剂（标准型）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相比，具有减水率高、掺量低、与水泥适应好、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、对钢筋无锈蚀作用、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，1天抗压强度比≥170%，3天抗压强度比≥160%，7天抗压强度比≥150%，28天抗压强度比≥140%。 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）≤80mm。 3.工作性能：具有改善新拌混凝土的和易性、保水性和泌水性等操作性能。 4.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光洁美观。 5.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指标要求 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、高层建筑、高架、高速公路、桥梁、水工混凝土及地下、水下灌注混凝土等。特别适应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。
聚羧酸高性能减水剂母液 聚羧酸高性能减水剂是继奈系为代表的普通减水剂和以脂肪族为代表的高效水剂之后发展起来的第四代高性能减水剂，是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种高效减水剂 由于此产品具有很高的技术优势，成为正在全世界范围内发展的新一代减水剂的代表性品种。 特点：1、掺量低、减水率高：减水率可高达45%以上，可用于配制高强以及高性能混凝土。 2、坍落度轻时损失小：预拌混凝土2h坍落度损失小于15%，对于商品混凝土的长距离运输及泵送施工极为有利。 3、混凝土工作性好：用聚羧酸母液配制的混凝土即使在高坍落度情况下，也不会有明显的离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一。对于配制高流动性混凝土、自流平混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。用于配制高标号混凝土时，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易于搅拌。 4、与不同品种水泥和掺合料相容性好：与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性，解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性问题。 5、混凝土收缩小：可明显降低混凝土收缩，显著提高混凝土体积稳定性及耐久性。 6、碱含量极低：碱含量≤0.2%。产品稳定性好：低温时无沉淀析出。 使用说明 1、聚羧酸系减水剂的掺量为胶凝材料总重量的0.3%～1.0%，常用掺量为0.8%～2.0%。使用前应进行混凝土试配试验，以求最佳掺量。 2、使用聚羧酸系减水剂时，可以直接以原液形式掺加，也可以配制成一定浓度的溶液使用。 3、由于掺用聚羧酸系减水剂混凝土的减水率较大，因此坍落度对用水量的敏感性较高，使用时必须严格控制用水量。 4、聚羧酸系减水剂可适应性很高，但对个别水泥有可能出现减水率偏低，坍落度损失偏大的现象。另外，水泥的细度和储存时间也可能会影响聚羧酸系减水剂的使用效果。此时，建议通过适当增大掺量或复配其它缓凝组分等方法予以解决。 注意事项： 1、不能与松香皂类引气剂同时使用。 2、不能长时间使用金属容器装载可用PE、PVC、FRP等容器。 3、不可与萘系外加剂混合使用，否则将导致性能明显降低。 4、要求精确计量，过掺会导致离析泌水。 更多河南减水剂尽在郑州邦基建材
聚羧酸减水剂的合成与探究 实验目的 （1）了解聚羧酸系减水剂的分子结构；掌握聚羧酸系减水剂的合成原理和方法。 （2）掌握优化制备工艺的方法。 （3）掌握减水剂对水泥净浆塑化效果和新拌混凝土性能的影响。 （4）运用现代测试技术（如IR、XRD、SEM等）分析减水剂的结构和水泥浆体的动力学研究。 （5）掌握减水剂的复配技术。 实验原理 1.高效减水剂的作用机理 （1）静电斥力理论 静电斥力理论以 DLVO 平衡理论、双电层理论为基础，从表面物理学来看，水泥颗 粒是带有电荷的物质，水泥发生水化后，高效减水剂会定量吸附在它的表面，水泥颗粒表面带上相同电荷，形成双电子层，亲水基指向水相。DLVO 平衡理论认为，带电胶体粒子之间的相互作用力有两种，胶体粒子之间的长程力（范德华力）与双电层之间的静电排斥力，这两种相互作用力对胶体粒子的稳定性起着决定性作用。当引力处于优势地位时，胶体粒子产生聚沉现象；而斥力作用处于优势地位，并达到可以阻碍布朗运动产生相互碰撞聚沉时，胶体粒子就会保持稳定状态。 （2）空间位阻作用理论 溶剂化链就是能够和溶剂互溶的分子链，它和溶剂的互溶性良好，能够在水泥颗粒 表面包覆足够的厚度，发挥保护层的作用。但吸附有减水剂的水泥颗粒靠近时，减水剂中的长侧链就会被压缩，导致靠近的水泥颗粒被弹开而不能接近，发挥了空间位阻效应。同时水泥颗粒表面的减水剂对微粒体系本身也有稳定作用，主要表现在以下方面：①减水剂的存在会降低颗粒之间的引力位能；②水泥颗粒吸附减水剂后，产生新的排斥位能—空间位阻能。
（3）引气隔离“滚珠理论” 在混凝土硬化凝结之前，混凝土中有大量像滚珠一样独立、微小的气泡，导致混凝 土基料之间的运动有滚动摩擦变为滑动摩擦，使基料间的摩擦阻力变小。此外，小气泡也可以起到支撑与浮托细小基料的作用。因此，新制混凝土具备较好的流动性与和易性，同时不易泌水与沉降，这对于一些级配不好，性状不佳的骨粒效果尤其明显。 （4）络合作用 高效减水剂中的酸根离子结构可以和钙离子相互作用形成络合物，磺酸钙还可以和水泥颗粒结合，所以高效减水剂是通过钙离子作为媒介吸附在水泥颗粒上。溶解在水中的钙离子被吸附后，由于钙离子浓度变低，减少了 C-H-S 凝胶颗粒的形成，延缓了 Ca(OH)2形成结晶，从而导致水泥水化速度变慢，但随着水化的继续进行，络合物会自动分解，因而并不会影响到水泥的进一步水。大家普遍认为高效减水剂的分散作用机理主要是空间位阻效应，其次为静电排斥力作用与水化膜的润湿作用，同时面能效应与隔离“滚珠”效应也起到一定的作用。此外有关高效减水剂的作用机理还有浸润作用理论、枯竭效应、吸附分散理论等。 2.高效减水剂的构性关系： （1）分子结构中非极性基团对其性能的影响 常见的非极性基团有：直(支)链饱和烃基、直(支)链不饱和烃基、芳香烃基、脂肪烃 基。非极性基团对高效减水剂性能的影响：①高效减水剂定向吸附于水泥颗粒表面时，非极性基团向外形成疏水膜层，故影响其疏水性的大小； ②影响高效减水剂的亲固力。高效减水剂分子吸附在水泥颗粒表面，不仅要克服极 性基团的亲固力，还需克服非极性基团之间的缔结力； ③非极性基团还可通过空间作用、共轭作用以及诱导作用等形式，影响极性基团的 吸附能力。非极性基团主要决定高效减水剂的疏水性能，对其溶解度起决定性作用。 （2）分子结构中极性基团对其性能的影响 常见的极性基团有：羟基、羧基、氧肟基、磺酸基、聚烷氧基团等。极性基团对高 效减水剂性能的影响：