聚羧酸减水剂中使用引气剂的研究精编WORD版
聚羧酸减水剂的问题说明
效减水、适当引气并能削减和防止坍落度经时丧失的高性能减水剂。
对于经常使用聚羧酸减水剂的朋友都知道，在使用过程中经常会出现一系列的问题，这些问题对我们的工作带来很大的麻烦。
1、聚羧酸减水剂本身具有微引气功能，易于配制泵送剂，但是含气量必须进行控制，一般为了得到更大的后期强度增长含气量控制在2.0~3.5%，精确些在2.8~3.2%;当含气量超过要求值过多时就会影响后期强度，大约是每增加1%的含气量后期强度就会折损10%;所以设计含气量值时一定要注意。
高性能混凝土的优越性不单是强度高，加倍重要的是这类结构材料存在一系列响应的精良性能。它初期强度成长活络，即便在冬季也只需较短的养护龄期，保障了工程进展速度;它存在长久的经久性;抗化学侵蚀性强，可用于各类不凡工程中;它在高减水率、高强度根底上同时存在工作性能精良、易泵送、易密实等精采的施工性能。
2、关于常压泌水，聚羧酸减水剂一般出现这种现象的原因是减水率过大或者含气量过小造成的。
3、储存期，冬季为6个月储存温度为大于零下5度;夏季为1个月储存温度为小于40度，若超过40度可以增加水喷淋、强制通风。严禁日光曝晒。
4、因减水剂中有大量的天然高分子物质如淀粉、葡萄糖、蔗糖、糊精等，在夏季极易酸败、发臭并影响减水剂减水率和保坍性，应定期强制加入消杀剂(杀菌剂)，效率比较高的消杀剂如异噻唑啉酮，加入量为一吨减水剂加入50~60克消杀剂。
聚羧酸系高性能减水剂的性能及应用研究
聚羧酸系高性能减水剂的性能及应用研究作者：何佳发来源：《建材发展导向》2014年第01期摘要：针对聚羧酸系高效减水剂的定义，以及实际应用中的种类、原料及性能和特点，文章进行了论述。
聚羧酸系高效减水剂在国内外的研究中都取得了很大的成绩，研究分析了其原理、合成方法及性能和分子的关系。
关键词：聚羧酸；高效减水剂；混凝土；合成方法；作用机理聚羧酸高效减水剂的分子结构是含羧基接枝共聚物的表面活性剂，通过观察发现其分子结构成梳形，在发挥作用的过程中主要是通过不饱和单体进行，在引发剂作用下共聚而获得。
用于水泥混凝土中具有较高的减水、增塑、保坍及较低的收缩性能的减水剂。
在生产中，以木钙为代表的普通减水剂是第一代减水剂；以萘系为代表的高效减水剂是第二代减水剂；聚羧酸高效减水剂为第三代高性能减水剂，是当今世界技术含量最高，技术研究最前沿的，综合性能优越的高效减水剂。
聚羧酸减水剂又叫做聚羧酸超塑化剂，根据当前的行业标准《聚羧酸系高性能减水剂》JG/T 223-2007，对聚羧酸系减水剂的基本定义进行了明确的规定，在聚羧酸高效减水剂的分子结构中含羧酸的接枝共聚物，支链结构的基本特征是以聚氧化乙烯形成“梳状”或“接枝状”，同时拥有其他的功能基团。
1 聚羧酸减水剂的性能特点及适用范围聚羧酸系高效减水剂的性能特点十分的明显，其优越性能体现在自身的分子结构性能特点和掺加此减水剂的混凝土的性能两部分。
聚羧酸高效减水剂的减水率比萘系减水剂高得多，同时还具有流动性好的特点，是本世纪性能最优越的混凝土材料；其使用范围十分广泛，对于配置大掺量粉煤灰或大掺量矿渣混凝土，施工中喷射超塑化混凝土、纤维增强流动性混凝土及高强高流动性混凝土等都有重要作用；不仅如此聚羧酸高效减水剂还被普遍的用于各种新型混凝土的拌合中，在很多的建筑工程中，例如大跨度桥梁、隧道、工业与民用建筑等，都发挥了十分重要的作用。
2 聚羧酸系减水剂效果影响因素2.1 对胶凝材料的适应性问题。
聚羧酸系高性能减水剂的性能及应用研究
工作探索聚羧酸系高性能减水剂的性能及应用研究边淑芳'唐山冀东水泥外加剂有限责任公司，河北唐山064000)摘要：聚羧酸系高性能减水剂是目前国际上性能最为优秀的一种混凝土添加剂，广泛应用于各个行业和领域。
由于聚羧酸系减水剂的合理使用关系到实际施工中的混凝土质量，需要我们对其在具体应用中专业知识和使用技术进行进一步的研究。
通过对聚羧酸系减水剂及其性能进行简要介绍和分析，进而对实际应用中需要注意的问题进行了探讨。
关键词：聚羧酸系减水剂；减水剂应用1基本概述聚羧酸系高性能减水剂作为目前国际上技术含量最高，综合性能最优秀的减水剂，已经在水利、电力、建筑、桥 梁、铁路、公路、军工等各个领域得到了广泛的应用。
聚羧 酸系高性能减水剂最早是由日本在上世纪八十年代中期开发 并应用的，是高分子化工合成产品，主要是利用引发剂作用 将不饱和单体进行共聚，并将 性 的 到聚合主上得。
本 水、塑、不影响混凝土凝结化和的作用，并能与不同水的 性。
酸、、聚 酸 和酸是 成聚羧酸系减水剂的主要 。
2性能分析聚羧酸系减水剂是 减水剂和系减水剂的第三代高性能产品，前代产品，性能 的优为 。
，在减水 ，聚羧酸系减水剂的减水 在25!上，最高 40, ，的性，2本 ，并 经 ，在 ，减水剂 高的四，良好的 性 在与不 凝土 的性，，，的 ，子，，凝土体 性，最 的减混凝土开所产生的危害六，广泛的适应性，对各 种水泥和各种掺 混凝土 的塑性和分散性 七，高 性，减水剂的减水和保塑性等可通过对聚 分子量、短、疏 及 种类的调整进行 最，绿色环，不 任何甲醛等他有害 和成分，毒、腐蚀。
3在实际中的应用研究3.1适应性分析在际施工中，聚羧酸系高性能减水剂各种水泥能适应，但粉煤灰聚羧酸系减水剂对于粉煤灰的适应则为困 难，这就需要在施工中尽能的把矿粉磨细。
通常情况下，减水剂对一级灰的适应性对，但是对二、三级灰，减 水剂适应性则对差。
这种情况下即加减水剂用，果也不明显。
聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇
聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究共3篇聚羧酸减水剂的合成及其引气与早强性能研究1聚羧酸减水剂是一种新型的高效混凝土减水剂，与传统的磺酸盐减水剂相比，具有优异的减水效果和低泌水率特性。
其主要成分是聚羧酸及其改性产物，可以通过复杂的化学反应过程进行合成。
本文将介绍聚羧酸减水剂的合成方法，并对其引气和早强性能进行研究。
一、聚羧酸减水剂的合成方法1. 聚合法聚合法是一种常见的聚羧酸减水剂合成方法。
该方法的步骤如下：首先将单体与引发剂混合，在所需温度下进行聚合反应，得到聚羧酸。
然后将聚羧酸与交联剂混合，进行交联反应，最终形成聚羧酸减水剂。
聚合法合成的聚羧酸减水剂具有分子量大、结构稳定的特点。
但该方法存在聚合反应难控制、引发剂残留等问题。
2. 缩合反应法缩合反应法是另一种常见的聚羧酸减水剂合成方法。
该方法的步骤如下：将羟基聚氧化物和羧酸混合反应，使其发生缩合反应，得到聚羧酸酯。
再将聚羧酸酯与羧酸混合反应，得到聚羧酸减水剂。
缩合反应法合成的聚羧酸减水剂具有结构简单、反应温和等优点，但副反应简单易失活、成本较高等问题。
综合比较，聚合法和缩合反应法各有优缺点，应根据实际情况选择合适的方法进行合成。
二、聚羧酸减水剂的引气性能研究引气是混凝土中的微气泡，可以降低混凝土的密实度和提高其抗冻性、耐久性等性能。
聚羧酸减水剂可以通过控制化学结构实现引气作用。
目前较为常用的引气剂是联苯甲酸类聚羧酸减水剂，其引气机理是气泡在混凝土中的生成、扩散和稳定。
由于聚羧酸减水剂中与引气作用相关的络合基团结构不同，引气性能也有差异。
研究表明，以亲水性较高的羟基带有醛基的聚羧酸为基础的聚羧酸减水剂引气性能较好，可获得满意的减水效果和引气效果。
同时，引气剂的加入量、混凝土的水胶比和气孔度等因素也会影响聚羧酸减水剂的引气性能。
三、聚羧酸减水剂的早强性能研究早强是指混凝土在一定养护期内表现出的强度发展速度。
聚羧酸减水剂中常常添加缓凝剂，可以充分利用其多种羧酸基团作用，实现早强效果。
减水剂和引气剂的应用原理
减水剂和引气剂的应用原理减水剂的应用原理减水剂是一种常用的混凝土外加剂，它可以降低混凝土的水泥用量，提高混凝土强度和耐久性。
减水剂的应用原理主要包括以下几个方面：1.分散作用：减水剂可以在混凝土中形成一层分散剂包裹颗粒的界面电荷，从而使颗粒之间的静电排斥力增大，减少颗粒间的相互吸引作用，使得颗粒间的分散程度增加。
这样可以减少混凝土内部的内摩擦力，提高混凝土的流动性和可泵性。
2.吸附作用：减水剂可以通过化学吸附作用与水泥颗粒表面形成薄膜，降低水泥颗粒之间的摩擦力，减少颗粒之间的相互作用力，提高混凝土的流动性。
同时，减水剂的分子结构中包含亲水基团和疏水基团，使其能够与水泥颗粒上的亲水性和疏水性基团形成化学键，从而增强了减水剂与水泥颗粒的吸附作用。
3.溶解作用：减水剂中的活性成分可以在水中溶解，形成一种与水分子结合紧密的物质，并且可以与水泥颗粒上的水化产物发生反应。
这种溶解作用可以改变水泥颗粒表面的性质，减少水泥颗粒之间的摩擦力，提高混凝土的流动性。
4.保水作用：减水剂可以在混凝土中形成一层保水剂包裹水泥颗粒，阻止水分的流失。
减水剂中的保水剂通过与水分子形成氢键，形成一层水包裹膜，从而减少水分的蒸发和渗透，延长混凝土的凝结时间，提高混凝土的抗裂性。
引气剂的应用原理引气剂是一种用于混凝土中引入微小气泡的外加剂，可以提高混凝土的韧性、抗冻性和耐久性。
引气剂的应用原理主要包括以下几个方面：1.吸附作用：引气剂中的活性成分可以与水泥颗粒相吸附，形成微细的气泡。
引气剂中的有机物分子结构中含有疏水基团，使其能够与水泥颗粒上的亲水性基团形成化学键。
这种吸附作用可以使引气剂稳定地存在于混凝土中，不易被水扩散洗出。
2.界面作用：引气剂可以在水泥水化过程中，形成一层物理隔离层，使得水泥颗粒不易结合在一起。
这样可以减少混凝土中的内摩擦力，提高混凝土的流动性。
同时，在混凝土凝固过程中，引气剂中的微小气泡可以阻碍水的流动，提高混凝土的韧性和抗冻性。
聚羧酸减水剂引气问题及解决措施概述
聚羧酸减水剂引气问题及解决措施概述摘要：现如今，随着我国经济快速发展，我国是科学技术快速发展的新时期，聚羧酸减水剂因为其高减水率、分子结构可调、色环保等优点，越来越广泛地应用到混凝土工程。
但是聚羧酸减水剂因其聚醚结构，会有一定的引气作用，使混凝土的含气量过高，进而影响混凝土的强度、工作性和耐久性。
本文探讨了聚羧酸减水剂引气的原因及对混凝土性能的影响，并从在混凝土中使用消泡剂和低引气聚羧酸减水剂两方面介绍了其解决措施的最新发展概况。
关键词：聚羧酸减水剂；引气；措施引言聚羧酸高效减水剂为第三代高效减水剂，与萘系高效减水剂相比，具有减水率高、与水泥和掺合料适应性相对较好、坍落度保持较好、对混凝土干缩性影响较小等优点。
高速铁路建设要求使用高性能耐久性混凝土，使聚羧酸高效减水剂得到了大规模的使用，相应技术也得快速发展。
虽然聚羧酸高效减水剂有诸多优点，但在实际使用过程中，还存在一些问题需要引起注意：（1）聚羧酸高效减水剂也存在适应性问题，对原材料质量指标变化较为敏感。
在使用中，不仅要重视与水泥的适应性问题，还应重视与粉煤灰、砂的适应性问题；（2）聚羧酸高效减水剂自身具有一定的引气作用，可能会引入较多尺寸较大的不良气泡，影响混凝土拌和物工作性能、外观质量、强度和耐久性；（3）同一配方的聚羧酸高效减水剂对不同强度等级混凝土具有不同的引气作用，混凝土含气量、工作性能差别大。
作者在工作过程中发现以上现象并对改进方法作了一定探索。
1国内聚羧酸研究现状国内聚羧酸系高性能减水剂的研究最早开始于上世纪90年代，21世纪正式开始进入工业化生产和应用阶段。
在早期国内所使用的聚羧酸减水剂主要以马贝、西卡等为主，价格比较昂贵，无法大规模使用，只应用于少部分重大工程中。
近年来，随着科研机构的大力度深入研究，主要从减水剂原材料的选择、作用机理、分子结构设计和生产工艺上进行大幅度的改进，使其性价比逐渐变高，现已逐渐得到应用与推广。
2聚羧酸减水剂引气问题及解决措施2.1消泡剂在混凝土中的研究应用现状发现随着消泡剂掺量增加，混凝土的含气量先减小后增大，而混凝土的强度与总气泡含量、1mm以上的气泡含量和平均气泡直径呈负相关。
引气剂在聚羧酸系减水剂复配中的应用
从本 文试验结果有如下结论 ： （１）与聚醚类引气剂相 比，三萜皂甙类引气剂所引 的气 泡 较细 ，气泡间距 较小 ，气泡稳定性 比较好 。 （２）掺入适量引气剂可以提高聚羧 酸系减水 剂的减水率 ， 改善聚羧酸系减水剂保坍 陛能。引气剂种类 和剂量必须根据 混凝土试验确定 ，选择对混凝 土强度影 响较小并且可 以提高 减水率和改善保坍性能的种类和剂量。本文试验条件下 ，较 优 的引气 剂为三萜皂 甙类 引气剂其 最佳剂量为胶 结材质 量 的 ０．０２％ ０．０４％ 。
水剂复配 中的应 用研 究［Ａ］．中国建材联合 会混凝 土外 加 荆分会 第十三次会 员代 表大会论 文集【Ｃ】，中国硅酸 盐 学会 、中国建材联合会 ，２０１２：２４１—２４５．
作者 简介 ：廖￣ ＪＬ（１９８１～），男 ，硕 士 ，从 事混凝 土外加 剂 开发 与 应 用推 广 工作 。
从 表 ｌ的混凝 土初始 容重 可以看 出 ：复配三萜皂甙类 引 气剂的混凝 土初始容重 由 Ｑ８３ ｆ０．００％）的 ２３１０ｋｇ／ｍ３下 降到 Ｑ８４（ｏ．０２％）的 ２３０８ｋ￣ｍ３和 Ｑ８５（０．０４％）的 ２２９５ｋ￣ｍ３；复配聚 醚类引气剂 的混凝土初始容 Ｑ８３（０．００％）的 ２３１０ｋ￣ｍ３下 降到 Ｑ８６（ｏ．０２％）的 ２２９０ｋ￣ｍ 和 Ｑ８７（ｏ．０４％）的 ２２３８ｋ￣ｍ 。可 见 ， 聚羧酸系减水剂复配引气剂后会使混凝 土初 始容 重降低 ，复 配相 同剂量 的引气剂 三萜皂甙类 引气 剂对混凝 土容重影 响 比聚醚类引气剂小 ，笔者认 为这是三萜皂甙类 引气剂所 引的 气泡更细和气泡 间距更小 。
水率 ，改善其保坍性能 ，但导致混凝土容重下 降幅度较大 ，孔 隙率增加 ，混凝土强度下降。
综上所述 ，在聚羧酸系减 水剂 中复配适 量系减水剂 的保坍 性能 ，但也会降低混凝土 的容重 ，影响混凝 土的强度 。混凝 土 的强度是混凝土最重要 的指标之一 。因此必须考察聚羧酸系 减水剂 中复 配引气剂对混凝 土强度 的影 响 ，从 减水率 、保坍 性能、强度上综合考虑复配 中引气剂种类 和剂量 。
聚羧酸减水剂用和易性调节剂的研制和应用 11
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图１混凝土坍落度保持性对比图
“科隆杯”混凝土外加剂征文集——分会第十三次会员代表大会论文集
从图中可以看出ＨＰ及ＷＬ使得掺入聚羧酸减水剂的坍落度保持性均有下降的趋势，而掺 有ＰＯＳ．０１的则对混凝土坍落度保持性有一定的改善。 （３）压力泌水率对比分析 对混凝土的压力泌水率进行测试，试验结果如表７所示，
“科隆杯”混凝土外加剂征文集——分会第十三次会员代表大会论文集
象，所以针对以上问题，在减水剂使用过程中，要掺加一些保水调粘剂以降低敏感及缓释所 带来的由于早期或滞后泌水离析而产生的一系列问题。 然而，对于绝大多数的保水调粘剂，如：纤维素、温轮胶、海藻酸钠、黄原胶均存在一 系列问题难以有效应用 １．与聚羧酸减水剂不相溶，会有析出及分层现象。 ２．会增加混凝土粘度影响流动性。 ３．多数会影响混凝土的凝结时间，影响混凝土的强度。 ４．随着混凝土粘度的增大其塑性收容也增大。 针对以上我们开发了一种聚羧酸专用和易性调节剂ＰＯＳ－０１，这是一种高分子聚合物，其 结构在具有保水能力的同时，具有降低混凝土表面张力的功能从而不影响混凝土的粘度及流 动性，同时结构中引入促进水化反应基团保证了混凝土的正常凝结及强度发展。
、
、ＧＢ／Ｔ５００８１《普通混凝土力学性能试验方法标准》
ＧＢＪ８２《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》。
２．原料
（１）水泥：小野田Ｐ・０４２．５级普通硅酸盐水泥 （２）细骨料：河沙，细度模数２．９，含泥量０．５％ （３）粗骨料：辽阳康家山碎石，５—２０ｍｍ连续粒级 （４）拌合用水：饮用水
（５）外加剂
二、评测方法
１。对比试验方法设计
我们设计了三个方面的实验来对比分析ＰＯＳ一０１和易性调节剂同其他保水调粘剂的性能， （１）将ＰＯＳ一０１同其他保水调粘剂在一定温度下配成具有相同粘度的溶液，然后将等量 的溶液溶于同固含的聚羧酸水溶液中，对比其相容性。 （２）将ＰＯＳ．０１同其他保水调粘剂在一定温度下配成具有相同粘度的溶液，然后按相同 用量掺入相同比例的聚羧酸减水剂进行水泥净浆流动度测试对比其对聚羧酸减水剂分散性的 影响，试验方法依据ＧＢ８０７７—２０００《混凝土外加剂匀质性试验方法》。 （３）将以上具有相同粘度的ＰＯＳ一０１及其他保水调粘剂溶液，按相同量配合相同掺量的 聚羧酸外加剂掺入混凝土中进行减水率、凝结时间差、泌水性、强度及收缩性等试验对比对 混凝土各方面性能的影响，试验方法依据ＧＢ８０７６．２００８《混凝土外加剂》 通混凝土拌合物性能试验方法标准》 、ＧＢ／Ｔ５００８０《普
混凝土中聚羧酸系减水剂的使用
混凝土中聚羧酸系减水剂的使用引言：目前，在各类混凝土施工中，各类外加剂的使用是十分常见的，本文对聚羧酸系减水剂的主要成分、特性及优缺点、使用要求做了详细的分析，便于指导施工现场外加剂的使用。
一、主要成分聚羧酸系高性能减水剂的主要原材料包括烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基烯丁基聚氧乙烯醚）。
二、特性及优缺点其特性主要有掺量低，减水率高，收缩小；大幅度提高混凝土的早期、后期强度；氯离子含量低、碱含量低，有利于混凝土的耐久性；生产过程无污染，不含甲醛，符合环境保护管理国际标准，无毒，无刺激性，是一种绿色环保产品。
其优点主要有：掺量低，减水率高，可达25%以上；保坍性能好，经时损失小；增强效果显著；由于大幅度减水，每方的拌和用水较低，一般在150kg左右，因此能用较少的胶材配出较高强度等级的混凝土；混凝土的和易性好，含气量适中；能降低混凝土的早期水化热；低收缩，每方混凝土的用水量及胶材用量的减少，因此能降低收缩；碱含量低。
其缺点主要有：产品质量波动较大，受水泥用量和砂石含泥量等材料指标影响相对较大；使用效果相对不稳定，混凝土拌合物的性能对用水量十分敏感，用水量大小变化对其性状影响十分显著，有时用水量只增加（1～3）kg/m3，混凝土拌合物便发生严重泌水；采用这种拌合物易导致结构物表面出现麻面、翻砂、孔洞等缺陷，无法保证浇注体的均匀性，并使结构体强度和耐久性严重下降；同理如果设备计量不准和操作有误使外加剂的掺量增大，也会出现上述情况；太粘、结板现象时有发生；高引气，目前采用的后加消泡剂方法，存在消泡剂分散不良的问题，会引起含气量的波动，最终会引起混凝土强度的波动；与水泥的相溶性差，当水泥颗粒粗细或本身的成分一旦发生变化，二者的相溶性就出现问题，形成混凝土缺陷（减水率降低、坍落度损失增加，混凝土开裂等）。
三、使用要求1、使用原则⑴建议掺量范围为0.5%～1.0%，根据材料试验确定；⑵具体的水泥和配合比，应通过试验确定，使用时可混合到计量的水中加入，或与水同时加入混凝土搅拌机中，每次开盘前应进行混凝土拌合试验（以一盘料为准），当拌合物性能达到要求后方可正式生产，以确保混凝土质量；⑶使用中可以同各种缓凝剂、消泡剂、引气剂和木钠等减水剂复合使用；建议在使用前，通过试验和复配技术来确定方法和条件；⑷新到聚羧酸必须先做净浆流动度试验（几分钟即可），流动值达到要求后方可卸车。
低引气型聚羧酸减水剂的研究现状
低引气型聚羧酸减水剂的研究现状摘要：聚羧酸减水剂具有较高减水率的原因之一就是分子结构中含有聚氧乙烯醚侧链，聚氧乙烯醚侧链的空间位阻效应能有效提高水泥的分散性[1]。
但是，由于聚醚链较强的表面活性，使其在掺加到混凝土中时，极易引入气泡。
一定量的气泡如同滚珠一样，减少骨料颗粒间的摩擦阻力，使混凝土拌合物的流动性增加，同时能够提高混凝土的抗冻性能。
但是过高的引气量，会直接影响混凝土强度及表观，严重影响混凝土的实际应用[2]。
本文简单介绍了低引气型聚羧酸减水剂研究的进展情况。
分别从侧链长度、聚醚改性和引入功能单体等方面探讨降低聚羧酸减水剂引气量的方法和机理，为低引气型聚羧酸减水剂的分子结构设计提供指导意义。
关键词：低引气；聚羧酸减水剂；分子结构引言目前行业普遍采用复配消泡剂的方法解决含气量大的问题[3，4]。
但聚羧酸减水剂与消泡剂的相容性差，复配后的消泡剂在体系中不稳定，放置一段时间会产生上下分层的现象，造成含气量不稳定。
聚羧酸系减水剂作为一类高分子材料，其分子结构具有可设计性，将特征官能团引入到聚羧酸减水剂分子中，合成出低引气型聚羧酸减水剂来解决聚羧酸含气量高及不稳定的问题，是当前低引气型聚羧酸减水剂的发展方向。
一、低引气型聚羧酸减水剂的研究现状（一）低引气型聚羧酸减水剂的设计思路聚羧酸减水剂分子中的聚醚链是新拌混凝土中气泡引入的主要原因，因此，低引气型聚羧酸减水剂的设计思路主要是通过调节聚醚链段长度、引入功能性基团实现聚醚改性或者设计带有消泡功能的新型单体等方法。
本论文也将从这些方面简述低引气型聚羧酸减水剂的研究现状。
（二）调节聚醚链段长度聚醚的链段长度决定了其表面活性，进而影响聚醚链的起泡容量和消泡速率。
叶朗[5]等人通过合成醚段长度不同的不饱和脂肪醇聚氧乙烯醚（μAEO-x，x=3，30，80），并聚合得到两亲性梳形聚合物PAEO-x[10]。
结果发现，PAEO-3的起泡容量少，消泡时间短，PAEO-30和PAEO-80亲疏水性能更为平衡，起泡容量和气泡稳定性更好，PAEO-30性能最佳。
聚羧酸系减水剂引气方式对混凝土性能的影响
第４期
刘 加 平 ，等 ：聚 羧 酸 系 减 水 剂 引 气 方 式 对 混 凝 土 性 能 的 影 响
５ ２９
模数２．６ 的 中 砂，表 观 密 度 ２ ５５０ｋｇ／ｍ３，堆 积 密 度
１ ５７０ｋｇ／ｍ３；粗集料（Ｇ）：５～２０ｍｍ 连续级配的玄武
岩碎石，表观密度２ ８５０ｋｇ／ｍ３，堆积密度１ ６５０ｋｇ／ｍ３；水
Ｔａｂｌｅ ３ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｅｆｏａｍｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｏｎ ｐｏｌｙｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ－ｔｙｐｅ ｗａｔｅｒ ｒｅｄｕｃｅｒ
Ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｅｆｏａｍｉｎｇ Ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ａｇｅｎｔ
Ｄｅｆｏａｍｅｄ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔ ｗｉｔｈ ａｉｒ－ｅｎｔｒａ－ ｉｎｉｎｇ ａｇｅｎｔ
（Ｗ）：自来 水；减 水 剂（ＰＣＡ）：江 苏 博 特 新 材 料 有 限
公司生 产 的 聚 羧 酸 系 超 塑 化 剂．混 凝 土 配 合 比 见
表 ２．
表 １ 水 泥 的 化 学 组 成
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ（ｂｙ ｍａｓｓ）ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ
％
ＣａＯ ＳｉＯ２ Ａｌ２Ｏ３ Ｆｅ２Ｏ３ ＭｇＯ Ｎａ２Ｏｅｑ ＳＯ３
６６．６ ２１．７４ ５．０６ ３．５６ １．６０ ０．４５ ０．８１
ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃａｌ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ－ｖｏｉｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｈａｒｄｅｎｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ》测 定 硬 化 混凝土的气泡参 数．硬 化 混 凝 土 气 泡 特 征 参 数 计 算 公式如下：
Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ
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聚羧酸减水剂中使用引气剂的研究精编
W O R D版
IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
陈峭卉 1，梁晖 2，徐卓涛 3（1. 广东省建筑材料研究院，广东广州 510160；2. 中山大学化学与化学工程学院，广东广州 510275；3. 江门市中建科技开发有限公司，广东江门529040）
摘要：研究、开发了一种多离子结构的聚羧酸减水剂中使用引气剂。
简要介绍了它的合成工艺、分子结构表征、对混凝土性能和结构的影响。
这种引气剂掺量小、引入的气泡泡径小、配剂的混凝土和易性好、泌水少、对强度的降低小。
已经在上百万立方米混凝土用聚羧酸和萘系减水剂中应用。
关键词：引气剂；聚羧酸减水剂；混凝土
0 引言
引气剂在我国的混凝土工程中使用并不普遍，掺引气剂的混凝土仅占混凝土总量的百分之几，除了担心引气剂降低混凝土的强度外，缺少更多性能优异、价格适宜的引气剂可供选择及由于引气剂使用不当致使效果不显着，对提高混凝土的抗渗性、耐久性重视不足也是主要原因。
美国、日本、加拿大、挪威等国家，在混凝土中普遍使用引气剂，达到
70%~80%。
日本许多着名的高效减水剂都是添加了 AE 剂的引气型超塑化剂。
在混凝土工程中谨慎地使用一定量的引气剂，能在新拌混凝土中产生一定量的微细圆形封闭气泡，这对提高混凝土的均匀性、耐久性、抗渗性、抗冻性都是十分有益的。
尤其是预拌混凝土中使用性能优异的引气剂，可显着提高塑性和硬化混凝土的各项性能，而且还可以降低外加剂和混凝土的成本。
优良引气剂的研究和应用是我国混凝土及外加剂发展的需要和必然[1]。
1 聚羧酸减水剂用引气剂研究的必要性
聚羧酸减水剂具有一系列萘系减水剂无法比拟的特性：极高的减水率、极少的掺量、与水泥较好的相容性、能配制高强混凝土、它配制的混凝土电通量小、耐久性高等。
更由于其在生产过程中无废气、废渣、废液产生，生产过程的能耗较萘系减水剂低等特点，聚羧酸减水剂替代萘系减水剂是外加剂技术的发展和进步的必然。
但在聚羧酸减水剂使用过程中出现的一个技术难题是：几乎所有萘系减水剂中使用的引气剂都在聚羧酸减水剂中失效，像性能较好的皂甙引气剂在聚羧酸减水剂中出现分层，不相容，无法达到增加混凝土和易性、可泵性、抗渗性等作用。
如不添加引气剂，聚羧酸减水剂配制的混凝土，虽然含气量较高，但引入的气泡较大、稳定性能差，混凝土和易性得不到更大的改善。
尤其在低等级、贫胶结料混凝土中问题更加突出，胶结料与骨料的黏聚性差、可泵性、抗渗性差，无法满足抗冻融性、抗海水、抗氯盐、抗硫酸盐的要求，甚至影响混凝土的耐久性。
聚羧酸减水剂与一般引气剂相容性差的主要原因可能是由于聚羧酸减水剂分子结构的复杂性造成的。
聚羧酸减水剂不像萘系减水剂仅含-SO3-阴离子基因，聚羧酸减水剂中既有阴离子的羧基，又有非离子型的聚氧乙烯醚链因而和引气剂的作用较为复杂，容易出现相容性问题。
国内对聚羧酸减水剂用引气剂的研究报道较少，可能是聚羧酸减水剂在我国问世和应用不久的缘故。
Sika 公司引进的一种用于聚羧酸减速水剂的引气剂 Sika-air 与聚羧酸减水剂的相容性好，配制的混凝土含气量较高。
这种引气剂对混凝土强度的损失较少，这是它的一个最大优点。
但它的掺量较大，因而使用的成本较高。
研究、开发一种性能优异、掺量小、适用于聚羧酸减水剂、性价比高的引气剂是十分必要的。
2 聚羧酸减水剂用引气剂的研究
“混凝土高性能聚羧酸减水剂用引气剂的研究”项目由广东省科学技术厅于 2007 年立项。
经过二年多时间的研究，合成了一种新型聚羧酸减水剂用引气剂 HPS-III，这种引气剂在萘系减水剂中同样表现出优异的性能。
HPS-III 引气剂已成功在上百万立方米混凝土用聚羧酸和萘系减水剂中应用。
2.1 主要原材料
多羟基醛、含有醚基、羟基的羧酸化合物以及含有-SO3-基的化合物。
2.2 反应原理
在合成塑化增强剂的研究基础上确认了 HPS-III 其反应原理为：
多羟基化合物在催化、氧化作用下生成多羟基羧酸的反应是一个由液相、气相（空气中的氧）、固相（催化剂）共同作用的多相化学反应，是一种放热的氧化还原反应，在催化剂的活性作用下，羟基化合物中活泼的-CHO 基不断打开，被氧化形成-COOH 基，再与-O-R、-SO3-等基团链结成一种多离子、多功能的 HPS-III 液体引气剂[2]，加入稳定剂、改善气泡的稳定性。
2.3 HPS- III 引气剂的表征
以分子设计的理论为基础，对多批次的合成样进行了结构测试、表征。
根据基结构特征，再来调整反应条件，反应物组成及用量。
仅举二例。
图 1 为合成样的 NMR 氢谱，可以看到-OCH2-CH2-O-R-SO3-基等特征峰。
图 2 为另一批不同条件合成样的 NMR 氢谱，可以看到不同含量的特征基团。
3 HPS- III 引气剂的性能测试
3.1 引气剂气泡性能的试验
用 0.1%浓度及一定量的引气剂在比色管中上下激烈摇动一定次数测量其发泡高度、消泡时间是一种简易、直观的方法，其测出的数据和引气剂性能应该有直接的相关性。
但实际的观察和测试数据往往差异很大，以致相关性受到质疑。
这主要是许多实际工作者把摇动后所有产生的气泡作为考察的整体、去观察和测量。
实际上仔细观察经摇动产生的气泡是分为三层的，第一层是泡沫最下端有 1~2 cm 高度的极微细气泡，这一层气泡会迅速消失，其在混凝土中起主要作用。
第二层是在第一层上部有3~5 cm 高度的稍粗一点的气泡，这第二层气泡也会较快消失和第一层气泡一起对混凝土起重要作用。
第三层是比色管最上端，泡径较大虽然其数量也在不断消减，但仍有少量气泡长期稳定地悬浮在液体表面。
把这三层气泡作为整体、去观察、测量是不正确的，因为少量特大气泡在液体中能长时间地存在，但在混凝土中难以持久会迅速破裂。
我们对气泡性能的测试应以考察第一、第二层气泡的消泡时间、形态和泡径才有较本质的意义和较好的相关性、可比性。
发泡高度可以从产生的整体气泡去观察。
不同引气剂的起泡性能测定结果见表 1。
从表 1 可以看出 HPS-III 的起泡性能与国外产品的性能接近，或更优，消泡时间长、泡沫细微。
3.2 引气剂与聚羧酸减水剂的互配性
萘系减水剂中使用的多数引气剂与聚羧酸减水剂互配性不好，在 20%浓度的聚羧酸减水剂中加 2‰的引气剂试验结果如表 2。
图 1 合成样的 NMR 氢谱HPS-III 引气剂与聚羧酸减水剂的相容性优异，互配性好。
3.3 掺引气剂的混凝土性能
掺引气剂混凝土性能试验是在聚羧酸减水剂和萘系减水剂中进行。
试验表明 HPS-III 引气剂不仅在聚羧酸减水剂中而且在萘系减水剂中都有很好的性能表现。
表 3、4 为部分试验结果。
从表 3 可以看出：HPS-III 对聚羧酸减水剂的适应性好，坍落度损失小，在掺量范围内几乎不影响混凝土的强度，混凝土的泌水减少。
在聚羧酸减水剂中以极低的掺量即可使混凝土达到较高的含气量。
其各方面性能均比 K12 等引气剂优异。
在掺量 0.17%时已达到国外着名引气剂 0.8%掺量时的各项性能。
从表 4 也可以看出：HPS-III 对萘系减水剂同样具有极好的适应性。
无论是减水率、坍落损失、对混凝土强度的影响、混凝土的和易性、流动性及泌水等都较对比样优异。
3.4 用引气剂配制高强混凝土的物理力学性能
用江门强力建材科技有限公司生产的 20%浓度的聚羧酸减水剂并掺 0.1%的 HPS-III 引气剂进行了配制高强混凝土的试验。
试验混凝土配合比为：水泥∶矿粉∶硅粉∶砂∶石∶水∶减水剂 =189∶43.2∶690∶1 079∶116∶10.6，试验结果见表 5。