减水剂及其作用机理

高效减水剂(High Performance Water Reducer-HPWR)是现代高性能混凝土中 不可缺少的组分之一。
高性能减水剂(high performance water reducer)是一种比高效减水剂具有更高减水率、 更好坍落度保持性能、较小干燥收缩，且具有 一定引气性能的减水剂。
国家政策 规定
2003年3月3日 年 月 日 公安部发布《 公安部发布《危险品 化学名录》，减水剂 化学名录》 中有19种危险化学品 中有 种危险化学品 2010年 年 中国建材联合会外加 剂分会为混凝土外加 剂企业提供标准依据
聚羧酸发展趋势
民生 工程 高速 铁路 灾后 重建
西部 公路
商品 混凝土
减水剂及其作用机理
组长：倪伟 秘书：皮秀帅 组员：张涛 姜雪亮 王坤 侯薛涛
目录
什么是减水剂
减水剂的发展史
减水剂的性能特点
减水剂的分类
减水剂的作用机理
减水剂的发展趋势
什么是减水剂
减水剂是指在混凝土和 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。 英文名：waterreducing admixture
3.合成原料的选择 合成原料的选择
国内存在的问题
尽管目前国内已经开展许多聚羧酸系高效减水剂的开发和应用，但 很多技术还处于实验室研发阶段，可供合成聚羧酸系减水剂选择的 原材料极为有限。 从减水剂原材料选择到生产工艺、降低成本、提高性能等许多面， 也仅仅是起步，高性能聚羧酸系减水剂大生产技术还很少。这主要 是因为从事基础理论研究、化工合成、建材应用的人员没有有机的 结合和有效组织起来。在基础理论研发方面，聚羧酸系减水剂的合 成、作用机理和应用等方面的研究仍需要进一步深入，分子结构合 成、结构与性能之间关系的研究仍需进一步加强。
197.42
100
41.43 35.41 17.51 9.94 4.63
系 系
11.56 0.413
族 系
1.64
系
0.34
剂 剂 剂
4.5
萘
蒽
盐
剂
盐
气
油
肪
胺
胀
凝
酸
水
洗
脂
密
酸
引
膨
速
源自文库
磺
减
磺
基
氨
能
素
性
高
2007年我国各品种混凝土外加剂产量 年我国各品种混凝土外加剂产量
木
质
单位： 单位：万t
葡
萄
糖
酸
盐
减水剂
在混凝土技术的发展史上，高效减水剂被 公认为是继钢筋混凝土和预应力混凝土之 后第三次技术飞越。
国内外对比
减水剂
国 外 20世纪30年代 20世纪30年代 世纪30 普通减水剂 60、70年代 60、70年代 高效减水剂 80年代至今 80年代至今 高性能减水剂
木质素磺酸盐 （8%～10%） ～ ）
减水剂的发展趋势
聚羧酸高性能减水剂 2000年—2009年聚 2000年 2009年聚 羧酸高性能减水 剂年产量
41.3 15.0 5.0 0.2 0.3 01 0.4 1.5 126.83
Year 00
02
03
04
05
06
07
08
09
万吨） 年产量 (万吨） 万吨
2007年外加剂
250 200 150 100 50 0
工作原理
引气隔离 滚珠” “滚珠”作用 静电斥力
分散 机理
水化膜润 空间位阻 作用 滑作用
水泥颗粒固 液界面能
高效减水剂研究的理论基础
• 目前，对减水剂作用机理的认识主要基于 胶体体系分散稳定的两个著名理论—DLVo 理论和HVO理论。建立了“吸附一静电斥 力一分散”和“吸附一空间位阻一分散” 位主体的减水作用理论。
民航 机场
生产 设备
原料 供应
供求 状态
聚羧酸的结构式
第一代甲基丙烯酸甲酯 聚羧酸结构式
第二代烯丙醚聚羧酸结构式
第三代酰胺、 酰酰亚胺型
第四代两 性聚羧酸
国际存在 的问题
聚羧酸系高效 减水剂发展待 解决的问题
1.聚羧酸系减水剂与 聚羧酸系减水剂与 水泥的适应性问题
2.合成过程的控制 合成过程的控制
凤凰岛七星级酒店
减水剂在大体积混凝土结构中的应用
三峡大坝
伊泰普水电站
减水剂的性能特点
收缩率较小 掺量低减水量高
环保型 工作保持性好
水泥的适应性好 氯离子和碱含量较低
减水剂的分类
按功能分类
凝结时间 引气量
标准型 引气 型 非引 气型 缓凝型
早期强度
早强型
①萘系减 水剂 ②蒽系减 水剂 安生产原 料不同分 ④三聚氰 类 胺系减水 剂 ⑥脂肪酸 系减水 ③古马隆 系减水剂
3年产值约1044586.9万元(10.44亿元)，占铁路投资总额的 1.03% 年产值约1044586.9万元 万元(10.44亿元 亿元)
国家政策
2003年1月1日 年 月 日 我国开始施行《 我国开始施行《中华 人民共和国清洁生产 促进法》 促进法》 十一五规划纲要 明确指出—节能减排 明确指出 节能减排 加快发展现代能源产 业
THE END!
种类 2007年产量 年产量 2009年产量 年产量
17万 17万t
普通减水剂
35.06 万t
高效减水剂 高性能减水剂
225.6万t 万 41.43万t 万
322.79万t 万 126.83万t 万
产量对比
线路聚羧酸减水剂招标
2007年：12.32万吨 年 万吨 2008年：32.89万吨 年 万吨 2009年：52.31万吨 年 万吨
⑤氨基磺 酸盐系减 水剂
根据高效减水剂主要成分的 化学特征分类
以氨基磺酸盐 系减水剂为表
①单环芳烃 型
②多 环芳 烃型
包括萘系和蒽 系等高效减剂
③杂环型
包括三聚氰胺 系减水剂和古 马隆系减水剂
包括改性木磺 酸盐系和磺化 煤焦油减水剂
⑤其它
包括聚羧酸系 和脂肪族磺酸 盐系高效减剂
减水剂的作用机理
分散作用 润滑作用 空间位阻作用 接枝共聚支链的缓释作用
萘系 （ ≧14% ）
聚羧酸系 （ ≧25% ）
国 内
20世纪50年代 20世纪50年代 世纪50
80年代以后 80年代以后
21世纪初 21世纪初
减水剂的发展历程
其实很早以前人们就 已经使用糯米水加入 到早期的水泥中以提 高其强度。
减水剂近代应用
减水剂在现代建筑中的应用
克莱斯勒大厦 帝国大厦 上还环 球金融 中心 迪拜塔