聚羧酸减水剂的性能及应用前景

国外的研究现状和趋势
聚羧酸系减水剂于1985年由日本研发成功，90年代初期 开始工业化生产
1995年后聚羧酸系减水剂在日本的使用量已大大超过了 萘系减水剂，占高效减水剂的70%以上，并有逐年递增的 趋势
北美、欧洲、韩国对聚羧酸系减水剂的研究与应用也逐 渐增多，目前已经成为减水剂市场的主流产品
国内发展的现状和趋势
聚羧酸减水剂的性能及应用前景
➢聚羧酸高性能减水剂的发展及趋势
➢聚羧酸减水剂同萘系的性能对比 ➢聚醚单体结构同聚羧酸减水剂性能关系
聚羧酸高性能减水剂的发展及趋势
混凝土材料是当今世界用途最广、 用量最大的材料之一。
———V.S.Ramachandran
随着21世纪混凝土工程的大型化、巨型化、工程 环境的超复杂化以及应用领域的不断扩大，人们对 混凝土材料提出了更高的要求。
国内发展的现状和趋势
目前聚羧酸高性能减水剂已经在铁路、港口、水利、核电 等领域得到了全面发展，在民用市场即商品混凝土领域目前 也已经得到很好的应用和发展，相信通过大家对它的深入了 解和认识，一定会得到全面推广，使得萘系的产品逐渐成为 历史。
近几年减水剂及聚羧酸减水剂的市场占有情况及趋势
2008年减水剂市场占有比例图
大型体育场需要高强混凝土材料
青藏铁路建设在常年的冻土上
水工结构更离不开高性能 混凝土材料(三峡工程耐久性 设计500年)
千万立方米的混凝土
广州阳江核电站（投资80亿美元） （核电站离不开屏蔽混凝土）
超高层建筑应用了高性能混凝土材料
交通工程中需要高耐久的混凝土材料
高性能的混凝土工程离不开高性能外加剂
国内发展的现状和趋势
从2005年开始以科隆公司为首的国内一些聚醚厂家相继开始了聚羧酸 减水剂主要原料 —聚醚大单体的开发和生产，特别是在2006年科隆公司 推出了新型的高活性聚醚单体F108，从而使国内聚羧酸减水剂的技术上 升了一个台阶，也推动了聚羧酸减水剂市场的迅猛发展。
2004年1月7日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，讨论并 原则通过《中长期铁路网规划》。该规划主要内容是建设“四横四纵，外 加三个城际环线总长达1.2万公路，工程总造价12000亿。预计混凝土量达 8千万方，全部设计为高性能混凝土，作为混凝土的关键组分混凝土外加 剂在设计中要求全部采用目前国际最为先进的聚羧酸高性能减水剂，由于 铁路工程的大力推广，使得聚羧酸减水剂市场如雨后春笋般得到了飞速发 展，为聚羧酸的生产及应用积累了大量的经验，也为市场的全面发展奠定 了基础。
随着混凝土科学技术的不断发展，高性能 混凝土外加剂应运而生，其中作为第三代的聚羧 酸高性能减水剂已经成为高性能混凝土不可缺少 的一种组分。
Lignin
CH3O
HC
O
HC
SO3Na
Lignin
OH3C
ONa
OCH3
第一代：木质素磺酸盐的化学结构
H2C SO3Na n
第二代：ß-萘磺酸甲醛树脂
第三代：聚羧酸盐超塑化剂
时间
同传统萘系产品的对比分析——物性指标对比
水泥净浆试验对比及适应性试验：
净浆扩展度 mm
恒威P.O42.5水泥净浆流动度
350
320
290 初始
260
1小时
230
200
170
140
110wk.baidu.com
80
萘系（掺量：2.0%） DBL-60（掺量：2.0%）
原材料的产能难以满足市场的迅速膨胀。
由于砂石料资源越来越少，导致混凝土使用的品质较差的骨料 （如砂子含泥高）同PC的适应性问题 。
低掺量及低掺量范围导致产品在使用过程中的敏感问题。 如何降低聚羧酸减水剂在低强度混凝土中的应用成本。
前景展望
从市场比例来看，聚羧酸的占有率在逐年增长。
从节能环保角度及对混凝土高性能化的要求，聚羧酸符合社 会发展趋势。
DBL-60聚羧酸 泵送剂分子
静电排斥 空间位阻
通过静电斥力及空间位阻效应 具有更好的分散性能及保坍性 能
同传统萘系产品的对比分析——物性指标对比
水泥净浆试验对比及适应性试验：
净浆扩展度 mm
恒威P.O42.5水泥净浆流动度
350
320
290
260
230
初始
1小时
200
170
140
110
80
萘系（掺量：1.7%） DBL-60（掺量1.7%）
随着聚羧酸减水剂原料产能的加大及价格的稳定，会加快聚 羧酸减水剂的发展速度。
随着在应用中存在的技术问题的不断解决，聚羧酸减水剂势 必会成为减水剂市场的主流。
聚羧酸减水剂同萘系的性能对比
同传统萘系产品的对比分析——作用原理对比
萘系减水剂作用原理
聚羧酸减水剂作用原理
萘系减水 静电排斥 剂分子
依靠静电斥力进行分散
45%
40%
35%
用于铁路
30%
50%
25%
商砼及其他 50%
s
20%
15%
10%
5%
0% PC占不同市场比例
萘系同聚羧酸减水剂的原材料价格趋势对比
元 20000 15000 10000
5000 0
03年
环氧乙烷近几年价格走势图
04年
05年
06年
07年
08年
09年
10年 年份
元 10000
8000 6000 4000 2000
0
04年
工业萘近几年价格走势图
05年
06年
07年
08年
09年
10年 年份
环氧乙烷产能及增长分析
环氧乙烷供求平衡分析
聚羧酸减水剂的优势
高减水率，优良的保坍性 无甲醛，绿色环保 对水泥适应性优于其他减水剂 低碱、低氯 可进行分子结构设计以实现不同功能性的要求
影响聚羧酸减水剂全面发展的瓶颈
其他 7%
奈系 73%
聚羧酸 20%
2008年聚羧酸用途比例图
80%
70%
60%
50%
用于铁路
80%
40%
30%
20%
10%
0%
其他 20%
PC占不同市场比例
近几年减水剂及聚羧酸减水剂的市场占有情况及趋势
2009年减水剂市场占有比例图
其他 5%
萘系 58%
聚羧酸 37%
2009年聚羧酸用途比例图
50%
1998年开始清华大学等高等院校及相关科研机构开始进行聚羧酸减 水剂的研究及相关文献的发表
2001年上海建科院率先开发出LEH-9H聚酯类的聚羧酸高性能减水剂， 并成功应用于杭州湾跨海大桥，从此在上海及北京等地区的一些企业相继 开始了聚羧酸减水剂项目的开发和生产，但此时技术还不是很成熟加上国 内原料上的限制，使得国内聚羧酸减水剂没有得到快速发展，在技术和市 场成熟性上同国外相比还存在很大差距