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聚羧酸减水剂 一、聚羧酸减水剂（PCE ）概述 PCE 是 20 世纪 80 年代中期开发出的一种新型高效混凝土超塑化剂 （减水 [1] 剂），最先在日本研制成功 ，可明显提高混凝土的耐久性强度与流动性，已成为 近年来世界许多国家混凝土工程界与材料界关注的热点，具有良好的研究与应用 前景，同时也是目前世界上公认的应用前景最好和综合性能最优的减水剂。 1.PCE 的特点 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，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% 。 2.PCE 的作用机理 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)润滑作用：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)空间位阻作用：减水剂结构中具有亲水性的支链，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。 3.PCE 的分类 PCE 是羧酸类接枝多元共聚物与其它有效助剂的复配产品，存在梳状和线形 等不同类型的分子结构，梳状结构的PCE 通常可分为四类：（甲基）丙烯酸- 甲氧 基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯共聚物；马来酸酐-烯丙基聚乙二醇醚共聚物；丙烯 酸- 甲基丙烯酸或含甲氧基的聚酯共聚物上接枝EO/PO 卤氮化合物共聚物；两性 型聚酰胺聚- 乙烯乙二醇支链的共聚物。线形结构的PCE 主要包括丙烯酸-马来酸 [2] 酐和马来酸酐-苯乙烯等 。 表1 2011 年中国PCE 原料品种统计（万吨） 聚醚品种 2009 2010 2011 十二五规划 MPEG - 6.40 14.53 19.52 APEG - 9.41 8.45 12.75