上世紀八十年代末，為滿足高強混凝土、大流動性混凝土及混凝土高耐久性的技術需求，日本、美國、德國等國家開始了聚羧酸類高效減水劑的研究。我國許多科研院所及高校于九十年代也開始了上述產品的研制。據有關報道，目前已有數十家企業可以生產此類產品，生產品種多為甲基丙烯酸/ 烯酸甲酯共聚物，丙烯基醚共聚物，酰胺/ 酰亞胺等，這與國外研究路線基本相近。
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國內有關報道所顯示的一些產品檢測數據顯示：該產品的共有特點是“低摻量、高減水、低收縮、低坍損及高耐久性”，是一種多功能優質高效減水劑，也是國內外混凝土外加劑的發展方向。為全面推廣聚羧酸類減水劑，有關單位近幾年已舉辦了近十次有關聚羧酸酸高性能減水劑的產品研討會或產品推介會，國內有關雜志發表的有關聚羧酸減水劑的技術論文，筆者所見已近百篇?？梢哉f，研制并生產聚羧酸類減水劑在我國已形成了一股熱潮。但筆者感到不解的是，幾年來還沒有一家外加劑廠真正在大批量生產此類產品。筆者熟悉的廣東、江蘇、上海幾所較大外加劑廠聚羧酸產品月銷量只有百噸或數百噸，多數將開發此類產品作為企業的技術儲備，甚至將該產品在國內一些重點工程應用作為一個提高企業知名度的宣傳措施。
筆者認為，影響聚羧酸類產品大量普及應用的真正原因應該是：一、對該產品的應用技術研究不夠;二、多數企業缺乏對系列化產品工藝的獨立設計能力，生產品種較為單一;三、目前國內混凝土工程百分之九十為C40 以下普通混凝土，而目前國產聚羧酸類產品與常用外加劑復配產品相比沒有技術及經濟效益優勢?，F就聚羧酸類產品應用中所發現的問題淺析如下：
1、聚羧酸類產品的應用范圍
由于此類產品的優勢是高減水、高增強。因此它最適用于配制高強混凝土、大流動性混凝土，加之它的高保塑性，用于高強商品混凝土施工更能發揮技術優勢。目前即使在應用面較大的日本，低標號混凝土中聚羧酸產品應用面也不十分廣泛。筆者曾多次在C30 低強度等級混凝土中將聚羧酸高效減水劑與常用以萘系高效減水劑為主劑的復合產品進行對比測試，試驗結果表明，在C30 混凝土施工中，聚羧酸類產品毫無技術優勢，混凝土早期強度甚至低于萘系產品，應用成本上聚羧酸類更高。目前國內缺少適用于低強度等級混凝土價廉物美的品種。
在C40 泵送混凝土施工中發現，聚羧酸類產品雖然有一定引氣性，有利于泵送施工，但由于該產品會增大混凝土粘稠度，泵送施工需增大泵壓，因此，在應用中也失去了一定優勢?！?span style="text-align: center;">
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2、聚羧酸類減水劑對水泥適應性
施工單位對與外加劑與水泥適應性，主要是指對混凝土流動性的改善及混凝土坍落度的保持性能。對水泥適應性而言，聚羧酸類產品明顯占有一定優勢。但由于我國水泥產品礦化成分較為復雜，加之摻合料的大量應用，聚羧酸類產品對不同水泥仍存在水泥適應性問題。當用于高堿水泥、比表面積較大或C3A 含量較高的水泥、水泥中調凝劑石膏存在一定問題的水泥時，聚羧酸類產品與其它減水劑一樣同樣也不適應。我們收集了在廣東和江蘇用量較大的15 種普硅水泥，用萘系高效減水劑與聚羧酸類高效減水劑同做水泥適應性試驗，結果見下表1。
表1 減水劑與水泥適應性試驗
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從上表可以看出，聚羧酸類高效減水劑對水泥適應性高于萘系產品，但仍有兩種水泥聚羧酸類不能適應(占13%)，所謂聚羧酸類減水劑水泥適應性好只是與萘系產品相對而言。我們在試驗中發現，用于可溶性硫酸鹽較高的水泥，聚羧酸類減水劑甚至不如萘系低濃效果好。這可能是硫酸根離子與聚羧酸減水劑對水泥競爭吸附的結果，也可能是大量硫酸根離子使聚羧酸外加劑中的EO 鏈產生了收縮，減弱了EO 鏈的立體位阻效應。筆者認為，所見有關報道“聚羧酸類減水劑對水泥適應性好”不應被無限夸大，只能是相對而言，絕不是該產品對任何水泥都能適應。
3、聚羧酸類減水劑對混凝土收縮性能的影響
對于聚羧酸減水劑的減縮功能機理目前仍在研究中，很可能與由于減水并減少了膠凝材料用量有關，也可能與大幅度降低溶液的表面張力有關。
我們測試了多種國產及日本產品，它們的減縮率相近，一般多為10% 左右，個別產品能達到15%，而許多報道中都宣稱減縮率可達20% 以上，不知是否有所夸張?我們也測試了以萘系高效為主劑復配了聚醚類減縮劑產品，它的減縮率明顯高于聚羧酸類產品。不難看出，降低混凝土收縮率并非只有聚羧酸類產品可以達到?！ ?/p>
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4、聚羧酸類減水劑的引氣性
混凝土適當引氣可以明顯改善混凝土的可泵性、保水性、防止混凝土泌水分層離析，還可以提高混凝土抗滲、抗凍等耐久性能。而如果混凝土含氣量過大會影響混凝土強度?；炷聊途眯砸膊⒎呛瑲饬吭礁吣途眯栽胶?。筆者測試的幾種聚羧酸類減水劑上，含氣量明顯偏高，甚至達到5%～6%，混凝土也顯得太稠，這也是該產品的弱勢所在。經試驗，只有降低該產品的摻用量或同摻消泡劑才能解決這種現象，而如果摻量過少則不能發揮該產品的性能優勢。目前國產多種消泡劑對聚羧酸類產品不能相容，這是該產品有待解決的難題。
5、聚羧酸類減水劑與其它外加劑的相容性
為進一步改善聚羧酸類減水劑的性能，提高其技術經濟效益，該產品必需與其它外加劑復合同摻，但該產品對所復配的外加劑有較高的選擇性。目前國產減水劑有一半不能與該產品相容。該產品對緩凝劑也有選擇性，例如與羥基酸鹽類緩凝劑相配穩定性不好，與多種磷酸鹽緩凝劑也不能相容。許多減水劑在加入緩凝劑后混凝土流動性隨著緩凝劑的加入量增大而提高，但試驗發現，聚羧酸類減水劑與緩凝劑復配只能摻入一定量的緩凝劑，隨著緩凝劑用量增大，混凝土流動性卻會急劇下降。這就對在大體積混凝土、高溫施工混凝土等有較長緩凝時間要求的混凝土中的應用產生不利影響。優質引氣劑與木鈣、木鈉減水劑同摻，可改善混凝土中的氣泡性能(泡徑更小更細密)，但該產品與聚羧酸類減水劑同摻卻不能改變產品的氣泡性能。
6、解決聚羧酸類減水劑性能不足的措施
該產品的性能缺陷或差異是完全可以解決的。首先在產品合成配方設計上應考慮多品種，在施工中可根據混凝土工程的不同技術要求差異有選擇地應用。例如，通過變化側鏈長度或主鏈單體，引入一些其它活性基因來改善混凝土的保塑性能。引入一定的磺酸基提高混凝土早期強度，通過控制羧基側鏈分子量解決此類產品的引氣量問題。產品中的親水基團影響外加劑的減水性能，采用最佳酸酯比控制混凝土減水性能。另外，可通過控制產品分子量讓外加劑空間位阻效應有效發揮?！ ?/p>
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與多種其它外加劑復合使用是改善聚羧酸類減水劑性能的又一有效途徑。例如，與易使混凝土產生泌水的減水劑復合，改善混凝土過稠現象，與相容性好的緩凝劑復合有效調整混凝土凝結時間，與木鈉木鈣等普通減水劑合用有利于降低外加劑應用成本混凝土高減水雖然有利于強度的提高，但絕不是提高強度的唯一途徑。水灰比過低對混凝土早期收縮抗裂性能并不好，對于一些超高強混凝土宜采用多種增強措施，不必采用過高的減水率。對于中低強度等級混凝土應適當降低聚羧酸類減水劑摻用量，可以滿足這些混凝土的技術需求，還可以降低使用成本，減小產品的不利因素影響。
必須指出的是，上述聚羧酸類減水劑應用中的問題討論并非是筆者對目前國內所研制產品的全面否定，主要是分析此類產品性能的不足之處，有利于產品的不斷改善，目前國產聚羧酸產品由于設計合成工藝配方不同，不一定都存在上述問題。只有多進行產品應用技術的細致研究，才能讓此類第三代外加劑得以普及應用。
7、結論
(1)目前國產聚羧酸類產品雖然產品性能與常用外加劑相比較為優越，但國內多數品種只適用于高強、高流動性混凝土，用于低強度等級混凝土應用效果不如其它高效減水劑產品。
(2)通過改變產品合成工藝配方設計有利于產品性能的改善。
(3)國產聚羧酸類減水劑的研究應向多品種、產品系列化方向發展。
(4)目前國產聚羧酸類減水劑使用成本較高，與其它較低廉的外加劑復合使用是普及該產品應用的方向，但需多進行相容性試驗研究。
