聚羧酸减水剂作用机理简述
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺
浅谈聚羧酸系高效减水剂的作用机理及合成工艺近几十年来，我国的混凝土工程技术取得了很大进步，高性能混凝土、自密实混凝土的应用越来越广泛，因此，对高效减水剂的要求也越来越高。
聚羧酸系高效减水剂是近几年发展的新型高效减水剂，其主要成分为聚羧酸盐或脂的聚合物，其分散能力强，减水率高，对水泥的适应性好，将是今后高效减水剂研究和发展的重点。
研究开发新型的聚羧酸系减水剂受到国内外广泛关注，代表了高效减水剂的主要发展方向。
1、聚羧酸系高效减水剂的作用机理聚羧酸系减水剂由于其优异性能而引起业内广泛的关注。
为了有效开发这一类型的减水剂，对其减水机理的研究非常重要。
减水剂分散减水机理主要包括以下几个方面。
1.1水化膜润滑作用。
聚羧酸减水剂由于分子结构中存在具有亲水性的极性基，可使水泥颗粒表面形成一层具有一定机械强度的溶剂化水膜。
水化膜的形成可破坏水泥颗粒的絮凝结构，释放包裹于其中的拌合水，使水泥颗粒充分分散，并提高了水泥颗粒表面的润湿性，同时对水泥颗粒及骨料颗粒的相对运动具有润滑作用，所以在宏观上表现为新拌混凝土流动性增大，和易性好。
1.2静电斥力作用。
水泥颗粒的稳定性主要由静电斥力和范德华引力的平衡来决定。
减水剂加入到新拌混凝土中，其中的负离子就会在水泥粒子的正电荷的作用下定向吸附在水泥颗粒表面，形成扩散双电层的离子分布，使得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电斥力，使水泥颗粒絮凝结构解体，颗粒相互分散，释放出包裹于絮团中的自由水，从而有效地增大拌合物的流动性。
1.3空间位阻作用。
一般认为所有的离子聚合物都会引起静电斥力和空间位阻斥力两种作用力，聚羧酸类减水剂吸附在水泥颗粒表面，虽然使水泥颗粒的负电位降低较小，静电斥力较小，但是由于其主链与水泥颗粒表面相连，支链则延伸进入液相形成较厚的聚合物分子吸附层，从而具有较大的空间位阻斥力，所以在掺量较小的情况下便对水泥颗粒具有显著的分散作用。
1.4引气隔离“滚珠”作用。
聚羧酸系高效减水剂的研究和应用
在国外，聚羧酸类减水剂的研究已有相当长的历史，其应用技术已经成熟。日本是研究和使用聚羧酸类减水剂最多也是最成功的国家，1995年以后聚羧酸系减水剂在日本的使用量就超过了传统的萘系减水剂，1998年底聚羧酸系减水剂产品已占所有高性能AE减水剂产品总数的60%以上，其主要生产厂商有花王、竹本油脂、日本制纸、藤泽药品等[1]。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。目前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，完全满足施工要求。近年来，北美和欧洲的一些研究者的论文中也有许多关于研究开发具有优越性能的聚羧酸系减水剂的报道，主要是商业开发和推广，如Grance公司的Adva系列、MBT公司的pheomixTOOFC牌号、Sika公司的Viscocrete3010等[2]。
4.2支链PEO对产物性能的影响
Uchikawa[18]和Yoshioka等[19]发现聚羧酸系减水剂的PEO侧链对水泥颗粒分散性和分散保持性有重要的影响，侧链聚合度越小，水泥浆体的流动性损失越快，由于空间位阻效应，所合成的带有聚氧乙烯侧链的高效减水剂随着侧链的增长，减水剂的空间立体作用增加，因此对水泥颗粒的分散效果更好，流动保持性也增加，但是PEO侧链过大时，支链间可能发生缠结，在水泥颗粒间形成桥接，反而影响流动性保持性[20]。Kinoshita[21]研究了甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物类聚羧酸系高效减水剂，认为具有不同长度的聚乙二醇能同时达到较高的流动性和流动度保持性能。该甲基丙烯酸乙二醇接枝共聚物含有羧酸官能团、磺酸基官能团和烷氧基聚乙二醇官能团，含有长侧链聚乙二醇的聚羧酸减水剂有较高的立体排斥力，分散时间短，有较好的分散性和流动度，但流动性保持性能差；含有短侧链聚乙二醇的聚羧酸系减水剂分散时间长，流动保持性能好。Sakai[22]发现主链较短支链较长的聚羧酸系减水剂的分散性能要好于主链较长而支链较短的聚羧酸系减水剂。Nawa等[23]研究了普通硅酸盐水泥掺加具有不同聚氧乙烯基侧链长度、不同支链位置的聚羧酸型超塑化剂后，流动度受温度（10～30℃）影响的规律，结果表明，侧链长度越长，掺加有该减水剂的水泥浆的分散性受温度的影响越小。因此，在主链上具有适当长度PEO侧链的接枝共聚物既能获得所需的流动性，也能获得流动性的保持性。
聚羧酸系高效减水剂知识简介
聚羧酸系高效减水剂知识简介一、混凝土外加剂的发展现状减水剂是一种重要的混凝土外加剂，是新型建材支柱产业的重要产品之一。
高效减水剂不但大大提高了高强混凝土的力学性能，而且提供了简便易行的施工工艺。
目前我国广泛使用的高效减水剂主要是萘系产品。
萘系高效减水剂对我国混凝土(砼)技术和砼施工技术的进步，对提高建筑物的质量和使用寿命、降低能耗、节省水泥及减少环境污染等方面都起着重要的作用。
由于萘系高效减水剂的应用而出现的高强砼、大流动性砼是砼发展史上继钢筋砼、预应力砼后的第三次重大革命。
可以说减水剂的技术及其应用代表着一个国家建筑材料和施工技术的水平。
但是萘系减水剂在近几十年的发展中也暴露了一些自身难以克服的问题。
例如，用它配制的砼坍落度损失影响十分明显，不可能有更高的减水率，其生产的主要原料——萘是炼焦工业的副产品，来源受钢铁工业的制约，等等。
为此，国外积极研究和开发非萘系高效减水剂，以丰富的石油化工产品为原料，以极高的减水串、极小的坍落度损失使萘系减水剂黯然失色，从而开创出减水剂技术和砼施工技术的新局面。
我国聚羧酸系减水剂发展起步较晚，其用量只占减水剂总用量的2%左右，但其在国内重特大工程中的应用正逐渐增多。
国外不少大的化学建材公司，如德固赛集团、格雷斯建材公司、马贝集团、西卡公司、富斯乐公司和花王公司等，纷纷将自己生产的聚羧酸系减水剂产品通过进口方式引进中国市场，对推动聚羧酸系减水剂在工程中的应用起到了非常重要的作用。
值得一提的是，国内少数厂家也开始生产、销售聚羧酸系减水剂产品。
目前，我国正在制定聚羧酸系高性能减水剂的标准，相信会促进我国聚羧酸系减水剂工业的快速、健康发展。
二、聚羧酸系高效减水剂的研究进展自20世纪90年代以来，聚羧酸已发展成为一种高效减水剂的新品种。
它具有强度高和耐热性、耐久性、耐候性好等优异性能。
其特点是在高温下坍落度损失小，具有良好的流动性，在较低的温度下不需大幅度增加减水剂的加入量。
聚羧酸系减水剂结构与作用机理
聚羧酸系减水剂结构与作用机理1 结构: 聚羧酸类减水剂是由各种乙烯类单体经共聚合反应获得的一类在主链上含有阴离子(如羧基、磺酸基)及其他极性基团(如羟基、醚、酰胺、胺)等的水溶性高分子，具有很多良好的使用性能。
其化学结构可表示为式中X为CH2、CH2R等，Y为CH2、CO 等，Z为O、NH等，R1为CH3、CH3CHOH等,R2为CH2CH2等，R3为C1～4，,M1、M2分别代表H、碱金属离子；M3代表H、碱金属离子、铵离子、有机胺。
主链上-COOH-和-SO3-提供静电斥力，梳形聚合物侧链触向水泥粒子各个部位，起着立体阻碍的重要作用，决定分散系统的稳定性，保持水泥浆体流动性。
由于主链长，极性基团多，静电斥力强，空间分子结构庞大，侧链多也较长，空间位阻大，从而对水泥粒子具有良好的分散、减水、稳定作用使得水泥浆用水量小而流动性好，粘聚性大而不易分层。
2 作用机理: 聚羧酸系减水剂在水泥粒子表面上以接枝共聚物的齿型吸附形态达到稳定的分散效果主要取决于被吸附聚羧酸分子的静电排斥力作用和立体排斥力作用。
根据DLVO理论，水泥粒子表面的Zeta电位大小与水泥粒子的分散性密切相关。
静电排斥力的分散稳定性取决于水泥粒子相互接近时产生的静电排斥力与范德华力之和的粒子间作用势能。
聚羧酸系减水剂主链中的活性基团链段，通过离子键、共价键氢键以及范德华力等相互作用，紧紧地吸附在强极性的水泥粒子表面上，并改变其表面电位；带活性基团的侧链嵌挂在主链上，当吸附于固体颗粒表面时，形成具有一定厚度的溶剂化层，同时传递一定的静电斥力。
根据Machor熵效应理论,立体效应斥力取决于表面活性剂的结构和吸附形态或者吸附层厚度等。
聚羧酸系减水剂对水泥粒子产生梳状吸附，并且其分子中含有多个醚键，由于与水分子形成氢键作用，从而形成亲水性立体保护膜。
由立体效应理论可推测，其侧链长度越长分散性越高，形成的立体保护膜厚度就越厚。
但在一般商品混凝土配合比条件下，长侧链聚合物并未显示出减水性增大的效果。
聚羧酸高性能减水剂
目录1.减水机理 (2)2.优良的性能 (2)2.1 减水剂的匀质性分析 (2)2.2 水泥水化热－电性能分析 (3)2.3 早强效应 (3)2.4减水性能分析 (4)2.5 环保分析 (4)聚羧酸高性能减水剂聚羧酸系高性能混凝土减水剂是20世纪80年代中期由日本首先开发应用的新型混凝土减水剂。
它主要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、控制坍落度损失和抗收缩、不影响水泥的凝结硬化等作用。
聚羧酸系高性能减水剂是完全不同于萘磺酸盐甲醛缩合物NSF 和三聚氰铵磺酸盐甲醛缩合物MSF减水剂，即使在低掺量时也能使混凝土具有高流动性，并且在低水灰比时也具有低粘度和坍落度保持性能。
它与不同水泥有相对更好的相容性，是高强高流动性混凝土所不可缺少的材料。
聚羧酸系混凝土减水剂是继木钙和萘系减水剂之后发展起来的第三代高性能化学减水剂，与传统减水剂相比主要具有以下几个突出的优点:a.高减水率：聚羧酸高性能减水剂减水率可达25-40％。
b. 高强度增长率：很高的强度增长率，尤其是早期强度增长率较高。
c.保坍性优异：极好的保坍性能，可保证混凝土极小的经时损失。
d.匀质性良好：所配混凝土有非常好的流动性，容易浇注和密实，适用于自流平、自密实混凝土。
e. 生产可控性：可通过对聚合物分子量、侧链的长短、疏密及侧链基团种类的调整来调节该系列减水剂的减水率、保塑性和引气性能。
f.适应性广泛：对各种纯硅、普硅、矿渣硅酸盐水泥及各种掺合料制混凝土均具有良好的分散性及保塑性。
g.低收缩性：能有效提升混凝土的体积稳定性，较萘系减水剂混凝土28d收缩降低了20%左右，有效的减少了混凝土开裂带来的危害。
h.绿色环保：无毒性、无腐蚀性，不含甲醛及其他有害成分。
1.减水机理聚羧酸高性能减水剂是运用分子结构设计原理，以DLVO电荷排斥理论和空间位阻效应理论为基础，将带有不同功能的活性基团接枝到主链上聚合而成。
聚羧酸减水剂的作用机理
聚羧酸减水剂的作用机理
聚羧酸减水剂是一种常用的混凝土外加剂，它可以显著降低混凝土的水灰比，提高混凝土的流动性和可泵性。
聚羧酸减水剂的主要作用机理如下：
1. 分散作用：聚羧酸减水剂可以通过其分散作用，改善混凝土中固体颗粒的分散状态，减少颗粒间的吸附力和凝聚力，从而降低混凝土的黏聚性和内摩擦力。
这种分散作用使得混凝土流动性增加，易于施工操作。
2. 吸附作用：聚羧酸减水剂的分子结构中含有亲水基团和疏水基团，在混凝土中形成有效的吸附层，在水化过程中与水泥颗粒吸附结合，阻止颗粒的聚集和凝结，从而降低了混凝土的黏聚性和内摩擦力，增加了混凝土的流动性。
3. 减水作用：聚羧酸减水剂通过与水泥颗粒表面形成吸附层，有效地阻止了颗粒间的相互吸附和凝聚，减少了水泥颗粒间的摩擦力，从而降低了混凝土的黏聚性，使得相同水泥用量下的水掺量减少，实现了减水的效果。
这样可以提高混凝土的强度和耐久性。
总的来说，聚羧酸减水剂通过分散作用、吸附作用和减水作用改善混凝土的流动性和可泵性，提高混凝土的工作性能和性能，同时降低了水灰比和水泥用量。
它在混凝土施工中起到了优化混凝土配制、提高施工效率和质量的作用。
聚羧酸减水剂的作用
聚羧酸减水剂是最新一代的混凝土外加剂，被称为第三代高性能减水剂。
，是水泥混凝土运用中的一种水泥分散剂。
广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。
那么它所发挥的主要作用有哪些呢？
聚羧酸减水剂主要有以下几种作用：首先，分散作用。
通过分散水泥颗粒，借以释放出被包裹的水分子，使其参与流动。
其次，润滑作用。
通过润滑，有效降低水泥颗粒之间的阻力。
最后，空间位阻作用。
通过空间位阻来改变混凝土的流变过程，但对后期强度没有影响。
这种试剂适用于高速铁路、客运专线、工业与民用建筑、道路、桥梁、港口码头、机场等工程建设的预制和现浇混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土。
特别适用于配制混凝土施工时间长，对混凝土坍落度保持要求高的工程，如核电工程。
以上就是全部内容，感谢您的阅读!。
聚羧酸减水剂反应方程式
聚羧酸减水剂反应方程式1. 简介聚羧酸减水剂是一种广泛应用于建筑材料中的化学添加剂。
它能够降低混凝土水泥浆体的黏滞性，使其具有更好的可流动性和可加工性。
聚羧酸减水剂的主要成分是聚羧酸聚合物，它通过与水泥中的氢氧化钙发生化学反应来实现调节混凝土的流变性能。
2. 聚羧酸减水剂的结构聚羧酸减水剂的结构与聚羧酸聚合物密切相关。
聚羧酸聚合物是一类具有羧酸基团的高分子化合物，它们通常由丙烯酸、丙烯酸酯和丙烯酸羟乙酯等单体组成。
聚羧酸聚合物的结构可以简化为主链与侧链的组合，其中主链由大量的丙烯酸单体组成，侧链则是由丙烯酸酯或羟乙酯单体引入的。
3. 聚羧酸减水剂的作用机理聚羧酸减水剂在水泥浆体中起到调节流变性能的作用是通过与水泥中的氢氧化钙发生化学反应来实现的。
具体来说，聚羧酸减水剂中的羧酸基团与水泥中的氢氧化钙反应生成更稳定的碳酸钙，这样就能够减少水泥浆体的黏结力。
同时，聚羧酸减水剂的侧链结构还能够与水泥中的硅酸盐发生相互作用，增强水泥浆体的分散性和稳定性。
4. 聚羧酸减水剂的反应方程式聚羧酸减水剂与水泥中的氢氧化钙和硅酸盐发生反应后，会引起水泥浆体的流变性能变化。
以下是聚羧酸减水剂与水泥中主要成分反应的方程式：1.聚羧酸减水剂与氢氧化钙的反应方程式：–聚羧酸减水剂中的羧酸基团与氢氧化钙反应生成碳酸钙：•R-COOH + Ca(OH)₂ → R-COOCa + H₂O2.聚羧酸减水剂与硅酸盐的反应方程式：–聚羧酸减水剂的侧链与硅酸盐反应生成稳定分散的物质：•R’-Si(OR)₃ + Si(OH)₄ → R’-Si-O-SiR + H₂O5. 聚羧酸减水剂在混凝土中的应用聚羧酸减水剂作为一种常用的混凝土添加剂，广泛应用于建筑材料中。
它能够改善混凝土的工艺性能和使用性能，同时还能够减少混凝土的水泥用量，提高混凝土的强度和耐久性。
聚羧酸减水剂在混凝土中的应用主要包括以下几个方面：1.调节混凝土的流动性：–聚羧酸减水剂能够使混凝土具有较好的可流动性，提高施工的效率和质量。
混凝土外加剂中聚羧酸盐减水剂的制备原理及作用机理
混凝土外加剂中聚羧酸盐减水剂的制备原理及作用机理聚羧酸盐高性能减水剂是由带有磺酸基、羧基、氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物，在水溶液中，通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表面活性剂。
合成聚羧酸盐高性能减水剂所需的主要原料有：甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸、甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、烯丙基醚等，在聚合过程中可采用的引发剂为：过硫酸盐水性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰；链转移剂有：3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇以及异丙醇等。
虽然聚羧酸盐高性能减水剂是一种新型减水剂，具有许多突出的优点，但其作用机理目前仍尚未完全清楚，因此总结了以下一些常见观点，仅供参考：(1)聚羧酸类聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用，主要由于羧基充当了缓凝成分，r-coo～与ca2+离子作用形成络合物，降低溶液中的ca2+离子浓度，延缓ca(oh)2形成结晶，减少c-h-s凝胶的形成，延缓了水泥水化。
(2)羧基(-cooh)，羟基(-oh)，胺基(-nh2)，聚氧烷基(-o-r)n等与水亲和力强的极性集团主要通过吸附、分散、湿润、润滑等表面活性作用，对水泥颗粒提供分散和流动性能，并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力，降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌商品混凝土的和易性。
同时聚羧酸类物质吸附在水泥颗粒表面，羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷，从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒分散，导致抑制水泥浆体的凝聚倾向(dlvo理论)，增大水泥颗粒与水的接触面积，使水泥充分水化。
在扩散水泥颗粒的过程中，放出凝聚体锁包围的游离水，改善了和易性，减少了拌水量。
(3)聚羧酸分子链的空间阻碍作用(即立体排斥)。
聚羧酸类物质份子吸附在水泥颗粒表面呈“梳型”，在凝胶材料的表面形成吸附层，聚合物分子吸附层相互接近交叉时，聚合物分子链之间产生物理的空间阻碍作用，防止水泥颗粒的凝聚，这是羧酸类减水剂具有比其他体系更强的分散能力的一个重要原因。
聚醚大单体 聚羧酸减水剂
聚醚大单体聚羧酸减水剂一、聚醚大单体的介绍聚醚大单体是一种具有高分子量的化学物质，其结构中含有多种氧醚基团。
聚醚大单体被广泛应用于化工、建筑材料等领域，其中最常见的应用之一是作为聚羧酸减水剂的主要成分。
聚醚大单体在化学结构上具有很高的反应活性，因此能够与其他化合物迅速反应生成高分子化合物。
在聚羧酸减水剂中，聚醚大单体通过与单体酸发生酯化反应形成聚醚结构，从而赋予减水剂特殊的化学和物理特性。
二、聚羧酸减水剂的作用原理1. 分散作用：聚醚大单体作为主要成分，通过在水泥颗粒表面吸附形成分散层，使水泥颗粒之间的吸力降低，从而实现水泥骨料的良好分散。
2. 减水作用：聚醚大单体与水泥颗粒表面生成高分子聚合物，使水泥颗粒带负电荷，从而相互之间发生静电排斥，达到减少水泥胶凝体内部摩擦、降低内聚力的效果。
由于聚醚大单体有较好的扩散性能，能够填充水泥胶体内部的微孔，进一步降低水泥浆体的粘度，从而实现有效减水效果。
3. 保水作用：聚醚大单体作为吸水剂，能够吸附水分并形成稳定的吸水层，阻止水分的消散，从而延长水泥浆体的保水时间。
三、聚羧酸减水剂的应用领域聚羧酸减水剂作为一种常用的混凝土添加剂，被广泛应用于建筑工程和水利工程等领域。
其主要应用包括但不限于以下几个方面：1. 混凝土工程：聚羧酸减水剂能够有效降低混凝土的水胶比，提高混凝土的流动性和可泵性，减少混凝土的收缩和开裂，提高混凝土的强度和耐久性。
2. 水泥制品：聚羧酸减水剂可以用作水泥制品的增塑剂和调节剂，改善制品的加工性能和稳定性。
3. 其他应用：聚羧酸减水剂还可以用于石膏制品、耐火材料、陶瓷制品等领域，提高相应产品的生产效率和质量。
四、个人观点和理解聚醚大单体作为聚羧酸减水剂的核心成分，具有优异的减水效果和分散性能，在建筑工程中发挥着重要的作用。
聚羧酸减水剂能够改良混凝土的物理性能，提高施工效率和工程质量。
聚羧酸减水剂的应用还可以有效减少环境污染和资源浪费，符合可持续发展的理念。
聚羧酸减水剂机理及应用
开状 始 态
中状 闻态
量 状 尔质量有关 ［ 后态 ３ ］
聚羧酸系减水剂成梳状吸附在水泥层上。一方面由于其空
（ 二）减水剂对水泥砂浆的性能的影响 减水剂的作用主要是在保证流动度的情况下降低用水量，
聚羧酸系减水剂在最佳掺入点减水剂可达 ２ ％～３ ％。减水剂 ０ ０ 的砂浆减水率，减水剂对胶砂强度的影响按 Ｇ８７— ００＜ Ｂ０７ ２０ 混 凝土外加剂匀质性试验方法＞测定。 从表 １中可以看出，减水剂的掺入有效的提高了砂浆抗压
三、聚羧酸系高效减水剂作用机理
基于 目前对减水剂 的了解 ，通常 ，减水 剂是通过表 面活性
作用、络合作用、静电排斥力和立体排斥力等来阻碍或破坏水 泥颗粒的絮凝结构。聚羧酸减水剂的分散稳定作用主要是空问
位阻和静 电斥 力相互作 用的结果。其 中，静 电斥力提供 初始分
二、聚羧酸系减水剂的结构特点
从分子结构上来看，聚羧酸系减水剂呈梳行，主链上带有 多个活性基团，极性较强，侧链带有亲水性的聚醚链段，其中
具有亲水性的聚醚链段较长 ，数量较多与此相反具有疏水性 的 分子链段较短 ，数量较少。聚合物侧链上的聚乙氧基链节结构 （ 又被称为接枝链）对减水率以及坍落度有显著的作 用，能从很
散性，空间位阻提供流动保持性。 （ 一）
￥’ 。
Ｊ－ ．
图１聚羧酸系超塑化剂分子结构图 ［ １ ］
Ｒ ，Ｒ ，Ｒ ， ５ ６ ７ １ ２ ３ Ｒ ，Ｒ ，Ｒ 代表 Ｈ Ｃ３ ４代表带有 １ 或 Ｈ ：Ｒ ～ ３ 个炭原子的烷基基团 ：
减水剂的发展可分为三个阶段，分别为以木钙为代表的第
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
聚羧酸减水剂专项技术培训
颗粒之间，如此这些水分子便不能自由流动，起不到润滑
效果。水泥的絮凝现象会影响水泥浆体的流动性。聚羧酸
分子会通过吸附在水泥颗粒表面的方式使水泥颗粒表面带
有负电荷从而形成静电排斥作用，促进水泥颗粒相互分散
破坏絮凝结构，释放出被包裹的水分子使其参与流动。这
就是聚羧酸减水剂分子具有减水效果的基本原因。
•
聚羧酸减水剂分子是将水分子的利用率提高，并没有
60
丙烯酸
68
B料
水
40
中和
液碱
27
二、聚羧酸减水剂的合成工艺
• 7、生产注意事项 •
三、聚羧酸减水剂的复配工艺
•
聚羧酸减水剂的复配方案包括聚羧酸减水剂不同母液
之间的组合使用，以及聚羧酸母液与缓凝、引气、状态调
节剂等功能组分的物理性复配。
• 1、母液复配
•
母液复配，可以使产品的分子侧链密度得到调节，取
平白无故的增加或者减少水分子量。
一、聚羧酸减水剂的作用机理
• 2、空间位阻作用
•
•
聚羧酸大分子吸附在水泥颗粒表明呈梳型，在胶凝材
料的表明形成吸附层，聚合物分子相互接近交叉时，分子
链之间产生物理的空间位阻作用，防止水泥颗粒的凝聚，
这是聚羧酸减水剂高减水率的另一个重要原因。
•
水泥颗粒距离越近这种空间位阻效应就越大。此效应
• 4、图示
• •
一、聚羧酸减水剂的作用机理
• 4、图示
• •
二、聚羧酸减水剂的合成工艺
• 1、制备原理
•
聚羧酸系高性能减水剂母液是由带有磺酸基、羧基、
氨基以及含有聚氧乙烯侧链等的大分子化合物，在水溶液
中，通过自由基共聚原理合成的具有梳型结构的高分子表
聚羧酸系高性能减水剂的作用机理及分子结构
混凝土减水剂的减水机理是个颇为复杂的问题。
关于高性能减水剂的作用机理,已有很多学者研究,但作为指导生产和实践的有关理论,仍然存在着不同的解释,自然不利于减水剂的实践和开发工作,因此,客观地需要一套系统的科学理论,对减水剂减水机理进行理性的解释,这些理论无疑会涉及到官能团、结构、表面物理化学性质等方面的知识。
笔者根据自己在混凝土减水剂的应用及其相关理论的研究和认识,进行了初步的归纳整理,将表面化学和混凝土减水剂的作用有机地联系起来，希望对读者有所帮助。
减水剂的减水机理主要可归纳为在固—液界面上的吸附—分散作用和润湿、润滑作用。
2.1吸附—分散作用水泥浆体体系的不稳定性在于它们有大的相界面和界面能，因而有自动减小界面、粒子相互聚结的趋势；另一方面，因分散相的粒子小，布朗运动虽然可以使粒子难以下沉，但一旦碰撞将使它们加速聚集。
作为亲液型粒子的水泥粒子表面覆盖有溶剂化层，可以有效防止粒子的聚集，同时大部分粒子表面也带有电荷，粒子之间也存在着电性斥力，从而使得粒子难以聚集。
当部分粒子表面的溶剂化层消失后，由于颗粒之间分子引力的作用就会形成聚羧酸系高性能减水剂的作用机理及分子结构The mechanism and molecular structure of PCA water-reducing agent马振珠岳汉威（中国建筑材料检验认证中心,北京100024）摘要：介绍了聚羧酸系高性能减水剂在水泥颗粒表面的吸附—分散作用和润湿、润滑等特性，从而进一步研究了这些性质与其减水性能之间的关系。
从分子构型及表面化学的角度对其减水性能进行了物理和化学方面的分析。
对其分子结构做了初步的探讨，旨在进一步理解它的作用机理。
关键词：聚羧酸高性能减水剂；分子构型；表面化学Abstract:Introduced the characteristics,which belonged to PCA,of adsorption-dispersion and wetting-lubricationin the cement surface in order to go on researching the relationship between it’s nature and performance.Analysed thePerformance of reducing-water by molecular structure and surface chemistry with physics and chemistry.Explored themolecular structure preliminary aimed to understand its mechanism.Key words:PCA;molecular structure;surface chemistry中图分类号：TU528.042.2文献标识码：B文章编号：1003-8965（2009）02-0017-03水泥与混凝土17絮凝状结构，使得不少拌合水被包裹在其中。
聚羧酸减水剂反应方程式
聚羧酸减水剂反应方程式一、聚羧酸减水剂的介绍1.1 定义聚羧酸减水剂，又称高性能减水剂，是一种高效的混凝土外加剂，能够显著降低混凝土的用水量，提高混凝土的流动性和均匀性，从而提高混凝土的强度和耐久性。
1.2 分类根据其分子结构和性质特点，聚羧酸减水剂可以分为普通聚羧酸减水剂、高效聚羧酸减水剂、超高效聚羧酸减水剂等多种类型。
1.3 应用领域聚羧酸减水剂广泛应用于各种混凝土工程中，包括建筑物、桥梁、隧道、地铁、码头、机场等。
二、聚羧酸减水剂反应机理2.1 聚合反应在加入聚羧酸分散液到混合料中后，其中的单体会发生自由基引发的自由基聚合反应，形成线型或支化结构的高分子化合物。
2.2 吸附作用聚羧酸分散液中的羧酸基团可以与水泥颗粒表面上的氢氧根离子发生静电吸引作用，从而使水泥颗粒表面带有负电荷，形成一层稳定的静电吸附层。
2.3 空化作用聚羧酸分散液中的空化剂能够在混合料中形成微小的气泡，从而改善混凝土的流动性和均匀性。
三、聚羧酸减水剂反应方程式3.1 聚合反应方程式聚羧酸单体+自由基→聚羧酸高分子化合物3.2 吸附作用方程式COOH- + Ca2+ → COO-Ca+3.3 空化作用方程式ROH + NaClO → RO· + NaCl + H2O四、聚羧酸减水剂对混凝土性能的影响4.1 减少用水量加入适量的聚羧酸减水剂可以显著降低混凝土所需用水量，从而提高混凝土密实度和强度。
4.2 提高流动性和均匀性聚羧酸减水剂可以使混凝土具有良好的流动性和均匀性，从而提高混凝土的施工性能和美观度。
4.3 增强耐久性加入适量的聚羧酸减水剂可以改善混凝土的抗渗、抗冻、抗裂等耐久性能，从而延长混凝土的使用寿命。
五、聚羧酸减水剂使用注意事项5.1 严格按照生产厂家说明使用。
5.2 加入量应控制在规定范围内。
5.3 避免与其他外加剂混用。
5.4 注意存储条件，避免受潮和污染。
聚羧酸系高性能减水剂
聚羧酸系高性能减水剂一、简介water-reducing admixture是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。
根据其减水及增强能力，分为普通减水剂（又称塑化剂）及高效减水剂（又称超塑化剂），并又分别分为一等品、合格品。
按组成材料分为：（1）水质素磺酸盐类；（2）多环芳香族盐类；（3）水溶性树脂磺酸盐类。
普通减水剂宜用于日最低气温5℃以上施工的混凝土。
高效减水剂宜用于日最低气温0℃以上施工的混凝土，并适用于制备大流动性混凝土、高强混凝土以及蒸养混凝土。
目前市场上常用的几种减水剂为：萘系高效减水剂，脂肪族高效减水剂，氨基超速高性能减水剂，减水激发剂，葡萄糖酸钠，木质素磺酸钠，木质素磺酸该，膨胀剂等。
聚羧酸系高性能减水剂聚羧酸系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混凝土超塑化剂(减水剂)。
聚羧酸系高性能减水剂是羧酸类接枝多元共聚物与其它有效助剂的复配产品。
经与国内外同类产品性能比较表明，聚羧酸系高性能减水剂在技术性能指标、性价比方面都达到了当今国际先进水平。
一、性能特点1、掺量低、减水率高，减水率可高达45%；2、坍落度轻时损失小，预拌混凝土坍落度损失率1h小于5%，2h小于10%；3、增强效果显著，砼3d抗压强度提高50～110％，28d抗压强度提高40～80％，90d抗压强度提高30～60％；4、混凝土和易性优良，无离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一。
用于配制高标号混凝土时，混凝土粘聚性好且易于搅拌；5、含气量适中，对混凝土弹性模量无不利影响，抗冻耐久性好；6、能降低水泥早期水化热，有利于大体积混凝土和夏季施工；7、适应性优良，水泥、掺合料相容性好，温度适应性好，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差的问题；8、低收缩，可明显降低混凝土收缩，抗冻融能力和抗碳化能力明显优于普通混凝土；显著提高混凝土体积稳定性和长期耐久性；9、碱含量极低，碱含量≤0.2%，可有效地防止碱骨料反应的发生10、产品稳定性好，长期储存无分层、沉淀现象发生，低温时无结晶析出；11、产品绿色环保，不含甲醛，为环境友好型产品；12、经济效益好，工程综合造价低于使用其它类型产品，同强度条件下可节省水泥15-25%。
聚羧酸盐减水剂作用机理
聚羧酸盐减水剂作用机理聚羧酸盐高性能减水剂是一种新型减水剂，具有许多突出的优点，但其作用机理目前尚未完全清楚，以下是其中的一些观点：(1)聚羧酸类聚合物对水泥有较为显著的缓凝作用，主要由于羧基充当了缓凝成分，R-COO～与Ca2+离子作用形成络合物，降低溶液中的Ca2+离子浓度，延缓Ca(OH)2形成结晶，减少C-H-S凝胶的形成，延缓了水泥水化。
(2)羧基(-COOH)，羟基(-OH)，胺基(-NH2)，聚氧烷基(-O-R)n等与水亲和力强的极性集团主要通过吸附、分散、湿润、润滑等表面活性作用，对水泥颗粒提供分散和流动性能，并通过减少水泥颗粒间摩擦阻力，降低水泥颗粒与水界面的自由能来增加新拌商品混凝土的和易性。
同时聚羧酸类物质吸附在水泥颗粒表面，羧酸根离子使水泥颗粒带上负电荷，从而使水泥颗粒之间产生静电排斥作用并使水泥颗粒分散，导致抑制水泥浆体的凝聚倾向(DLVO理论)，增大水泥颗粒与水的接触面积，使水泥充分水化。
在扩散水泥颗粒的过程中，放出凝聚体锁包围的游离水，改善了和易性，减少了拌水量。
(3)聚羧酸分子链的空间阻碍作用(即立体排斥)。
聚羧酸类物质份子吸附在水泥颗粒表面呈“梳型”，在凝胶材料的表面形成吸附层，聚合物分子吸附层相互接近交叉时，聚合物分子链之间产生物理的空间阻碍作用，防止水泥颗粒的凝聚，这是羧酸类减水剂具有比其他体系更强的分散能力的一个重要原因。
(4)聚羧酸类高效减水剂的保持分散机理可以从水泥浆拌和后的经过时间和Zeta电位的关系来了解。
一般来说，使用萘系及三聚氰胺系高效减水剂的商品混凝土经60min后坍落度损失明显高于含聚羧酸系高性能减水剂的商品混凝土。
这主要是后者与水泥粒子的吸附模型不同，水泥粒子间高分子吸附层的作用力是立体静电斥力，Zeta 电位变化小。
在研究其对水泥分散作用机理时发现，仅用DLVO理论解释为离子间斥力常与实验结果有很大出入。
Uchikawa和Tanaka等人的实验结果说明，空间位阻效应可成功地解释聚羧酸型减水剂对水泥的分散作用机理，即高分子吸附于水泥颗粒表面，其伸展进人溶液的支链产生了空间位阻使粒子不能彼此靠近，从而使水泥颗粒分散并稳定。
聚羧酸高性能减水剂
聚羧酸高性能减水剂一、技术原理：聚羧酸高性能减水剂是运用分子结构设计原理，以DLVO电荷排斥理论和空间位阻效应理论为基础，将带有不同功能的活性基团接枝到主链上聚合而成。
聚羧酸高性能减水剂分子的主链牢牢的吸附在水泥颗粒表面，能够有效的阻碍水化反应提高其保塑性，支链则包围在水泥颗粒四周，起到空间位阻与静电排斥的双重作用，这与传统减水剂通过静电排斥分散水泥颗粒的机理完全不同，因而具有更好的分散能力和减水效果，最终使混凝土产品的综合性能得到质的飞跃。
二、产品性能特点：1.低掺量、高减水率：聚羧酸高性能减水剂的常用掺量为0.5-1.6％，减水率可达25-40％。
2.生产可控性：可通过对聚合物分子量、侧链的长短、疏密及侧链基团种类的调整来调节该系列减水剂的减水率、保塑性和引气性能。
3.保坍性优异：极好的保坍性能，特别是在低坍落度保持方面表现出优异的性能，有效保证了混凝土的工作性能。
4.分散性良好：所配混凝土有非常好的流动性，容易浇注和密实，适用于自流平、自密实混凝土。
5.高强度增长率：很高的强度增长率，尤其是早期强度增长率较高。
6.适应性广泛：对各种纯硅、普硅、矿渣硅酸盐水泥及各种掺合料制混凝土均具有良好的分散性及保塑性。
7.低收缩性：能有效提升混凝土的体积稳定性，较萘系减水剂混凝土28d收缩降低了20%左右，有效的减少了混凝土开裂带来的危害。
8.绿色环保：无毒性、无腐蚀性，不含甲醛及其他有害成分。
三、使用范围及主要用途：1.广泛适用于铁路、公路、市政、水电等工程领域。
2.适用于现浇混凝土、预应力混凝土与混凝土预制构件的生产，尤其是高标号混凝土。
3.对防水、抗渗、抗冻、耐侵蚀、耐磨等特殊要求的混凝土有良好效能。
4.对于C80及以上等级的高强混凝土，本产品能够达到其他品种减水剂难以实现的技术和经济效果。
四、技术指标：1.匀质性指标：2.掺加本产品混凝土性能指标：注：试验采用P.O.42.5标准水泥，掺量为1.0%。
浅谈聚羧酸高效减水剂
浅谈聚羧酸高效减水剂化学外加剂是现代混凝土的一个重要组分，在混凝土的技术进步方面发挥了巨大作用。
减水剂作为化学外加剂的主要品种之一，已被视作是混凝土的第五组成部分，尤其是新型减水剂——聚羧酸高效减水剂，因具有高效性能，慢慢成为成为商品混凝土中不可或缺的一种添加剂。
本文主要讨论聚羧酸高效减水剂在商品混凝土中的应用。
1. 聚羧酸高效减水剂的作用机理聚羧高效酸减水剂具有梳形分子结构，比传统减水剂仅依靠静电斥力打破水泥浆絮状态而达到减水的作用不同，表现出更强的分散性能。
这是由于聚羧酸高效减水剂带有羧基、磺酸基等活性亲水基团，其分子结构由单一静电斥力效应结构转向静电斥力效应与空间位阻效应共同作用结构，形成立体分散系统。
由于主链长、极性基团多、静电斥力强、空间分子结构庞大、侧链多且较长空间位阻大，从而对水泥材料具有良好的减水、分散、稳定作用。
2. 聚羧酸高效减水剂的性能特点2.1 聚羧酸高效减水剂的掺量低、减水率高传统的减水剂掺到混凝土中，掺量往往都比较大，甚至会影响到混凝土的其它性能，影响到实际的施工。
但聚羧酸高效减水剂就克服了这一问题。
一般而言，聚羧酸高效减水剂占胶凝材料重量的0.81%--1.24%，假设减水剂含固量为20%，那么这估量仅有0.15%--0.24%。
聚羧酸高效减水剂的减水率能够达到20%-35%，依据掺量的不同有所改变。
值得注意的是，将聚羧酸减水剂与粉煤灰配合使用后，不仅可以促使水胶比较低，还可以更好的适应中等强度、高强度、高性能混凝土，对实际施工意义较大，符合商品混凝土的发展需求。
2.2 掺入聚羧酸高效减水剂的混凝土流动性好、坍损小商品混凝土从生产到现场的施工使用，中间有一个运输的过程，混凝土的坍落度往往在运输过程中减小，甚至出现难以施工情况，这是商品混凝土经常要面对的一个问题。
而在商品混凝土中掺入聚羧酸减水剂以后，由于该物质具有非常优异的分散稳定性，因此可以提高混凝土的流动性，减小坍损。
聚羧酸减水剂原理
聚羧酸减水剂原理
聚羧酸减水剂是一种在混凝土中使用的化学添加剂，其主要作用是在减少混凝土中的水分含量的同时，保持混凝土的流动性和可泵性。
聚羧酸减水剂的原理基于表面活性剂的作用机制。
聚羧酸减水剂中的表面活性剂可分为亲水基团和疏水基团。
在混凝土中，亲水基团与混凝土中的水分分子发生相互作用，使得水分分子与水泥颗粒之间的吸引力减弱。
同时，疏水基团与混凝土中的水泥颗粒表面发生吸附作用，形成一层分散稳定的吸附膜，阻碍水泥颗粒之间的相互粘结。
由于减水剂的添加，混凝土中的水泥颗粒之间的相互作用力减弱，导致混凝土的流动性增加。
此外，减水剂还能改善混凝土的分散性和流变性能，减少水泥颗粒之间的摩擦力，提高混凝土的可泵性。
聚羧酸减水剂的使用有助于减少混凝土中的水灰比，提高混凝土的强度和耐久性。
由于使用减水剂可以减少混凝土中的水分含量，从而降低混凝土的含气量，增加混凝土的密实性和抗渗性能。
总之，聚羧酸减水剂通过改变混凝土中水泥颗粒之间的相互作用力，从而降低混凝土的水分含量，提高其流动性和可泵性，同时改善混凝土的强度和耐久性。
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广东复特聚羧酸减水剂作用机理简述
关键词：聚羧酸减水剂
编制：广东复特新型材料科技有限公司
广东新业混凝土有限公司
聚羧酸减水剂是20世纪80年代中期开发出的一种新型高效混凝土减水剂，最先是在日本研制成功的。
聚羧酸减水剂可明显提高混凝土的流动性和耐久性强度，因此近年来已成为世界许多国家混凝土工程界与材料界关注的热点。
聚羧酸减水剂也是目前世界上公认的研究与应用前景最好和综合性能最优的减水剂。
其作用机理简述如下：
1. 分散作用：水泥加水拌合以后，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。
当加入聚羧酸减水剂以后，由于聚羧酸减水剂分子能定向吸附于水泥颗粒的表面，使水泥颗粒表面带上同一种电荷（一般为负电荷），形成静电排斥作用，使水泥颗粒相互分散，破坏絮凝结构，释放出被包裹的水，参与流动，从而有效地增加了混凝土拌合物的流动性。
2. 润滑作用：聚羧酸减水剂中的亲水基极性非常强，因此水泥颗粒表面的聚羧酸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，从而进一步提高混凝土的流动性。
3. 空间位阻作用：聚羧酸减水剂结构中具有亲水性支链，其伸展于水溶液中，可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。
当水泥颗粒相互靠近时，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：聚羧酸减水剂在制备的过程中，会在减水剂分子上接枝一些支链，这些支链不仅可以提供空间位阻效应，而且在水泥水化的高碱度环境中，这些支链还可以逐渐被切断，从而释放出具有分散作用的多羧酸，这样就可以提高水泥颗粒的分散效果，并控制坍落度损失。