标准编制背景
日本、西欧等国相继研制出了新一代的高效
减水剂——聚羧酸系高性能减水剂。该类减水
剂克服了传统高效减水剂的不足，不仅在掺量
明显降低的前提下减水率反而大大提高，可以
配制更高强度等级的混凝土，特别适合用于配
制高性能混凝土；而且成功解决了与水泥适应 性不好、混凝土拌合物粘度过大、坍落度损失 过快等难题。
二.化学外加剂生产现状
表1 2007年我国各品种混凝土外加剂产量（万吨）
品 种 产 量 萘系 蒽 氨基 洗油 系 系 磺酸盐 脂肪族 高性 木质 葡萄糖 能 素 引气 膨胀 速凝 密胺 酸 系 减水 剂 剂 剂 磺酸 盐 剂 盐 0.413 41.43 17.51 0.34 100 35.41 4.5
标准编制背景
• 但是在我国，混凝土工程界对聚羧酸系减水剂
的认识尚不够深入、甚至还有不少误区；同时
，由于我国目前尚无有关聚羧酸系高性能减水
剂的国标或行业标准，十分不利于聚羧酸系高 性能减水剂的推广应用。
标准编制背景
• JG/T223-2007《聚羧酸高性能减水剂新标
准要点说明》包括聚羧酸系高性能减水剂 的定义、技术要求、试验方法、检验规则 、包装、出厂、贮存及退货等。
弱极性基 - - 阴离基团 - - 减水剂主 链 - + + + + +- 水泥粒子 表 面 水泥粒子 + 紧密层
+
链的作用
★主链和侧链决定分子量大小，影响静电斥力和 位阻斥力。 ★弱极性的-OH、-SH、-COR、-CONH2、-CN、-NH2 以及短PEO链等，影响静电斥力和位阻斥力； ★强极性短侧链的―COO―、－SO3―基团密度越高 ，在极性的水泥颗粒表面锚固作用增强，有助 于阻止水分子通过紧密的绒化层，具有明显的 缓凝作用，影响静电斥力。
COOH
Side chain
Main chain
.
聚羧酸盐超塑化剂－分子构象
20 nm
7 nm
Rh ≈ 15 nm
水中的聚羧酸盐
.
.
.
高性能聚羧酸外加剂对水泥的作用机理
聚羧酸系减水剂的 “吸附－分散”机理
水泥粒子
- -+
位阻 斥力
+
+Leabharlann + +静电斥力
+
溶液
-
+
PEO侧链 滑移面
+
+
溶剂化 包 裹层
高效减水剂 掺量 减水率 保坍性能 增强效果 收缩率 生产工艺 结构可调性 作用机理 萘系 0.3~1.0% 10～25％ 坍损大 120~145% 120~135% 污染环境 不可调 静电排斥 聚羧酸 0.10~0.4% 最高可达 45％ 90min 基本不损失 140~250% 80~90% 清洁无污染 结构可变性多，高性能化潜力大 空间位阻为主
高性能聚羧酸外加剂的构效关系
空间位阻 水泥水化不影 响分散
优异的保坍性能
采取交联措施 碱性条件下逐 步降解
高性能聚羧酸外加剂的构效关系
采用长聚醚侧链 空间位阻效应
高减水率
引入两性聚电解 质结构 改善吸附性 提高饱和掺量
接枝化学减缩组 份
降低混凝土孔隙 内部界面张力
减少收缩
高性能聚羧酸外加剂的性能特点
–对混凝土性能副作用小
–材料组成和生产工艺对环境影响小 –对水泥、工业废渣、集料和气温具有广泛的适应性
• 高性能聚羧酸外加剂 由含有羧基的不饱和单体和大单体共聚而成，对 混凝土具有高减水、高保坍、高增强、低收缩等优异 性能的环保型系列减水剂。
R C CH2 m R C n COO(CH2CH2RO)R CH2
定义和标记
级别、形态和类型
化学性能指标
掺聚羧酸高性能减水剂混凝土性能指标
掺聚羧酸高性能减水剂匀质性指标
掺聚羧酸高性能减水剂混凝土性能
掺聚羧酸高性能减水剂混凝土性能
掺聚羧酸高性能减水剂混凝土性能
取样、留样、判定与复验
包装与出厂
相关知识学习纲要
• 高性能混凝土外加剂
• 外加剂对混凝土微观结构的影响 • 外加剂对耐久性的提升作用
197.42
4.63
1.64
9.94
11.56
注：1.表中高性能减水剂按照20%液体计算，其余外加剂均已折成固体。2.不包括各类复合外加剂
聚羧酸高性能减水剂新标准 与相关知识学习
聚羧酸高性能减水剂新标准要点学习
标准编制背景
■高效减水剂（萘磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂为
主）的减水率尽管较高，但是大多数产品存在如 下诸多问题： • 与不同水泥的相容性不好，特别是对早强型水泥 • 所配制的混凝土拌合物粘度较大，坍落度损失快 • 造成混凝土早期收缩显著增加
• 高性能混凝土外加剂的应用及展望
一、高性能混凝土外加剂
高性能混凝土外加剂--减水剂的发展历程
• 普通减水剂（减水率≥8%) –木质素磺酸盐 –糖蜜类 • 高效减水剂（减水率≥12%) –多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物
n SO3M R R=H or CH3 M=Na or Ca
–萘磺酸盐甲醛缩合物（1962年服部健一博士）
*
CH2
NH
N N
NH
CH2
O
*
–三聚氰胺（密胺）系减水剂（1964年德国SKW)
N HNCH2SO3Na n
–氨基磺酸盐减水剂
–脂肪族羟基磺酸盐减水剂(丙酮类减水剂) • 高性能减水剂
–聚羧酸类接枝共聚物（1986年日本触媒）
传统缩聚物外加剂缺点 减水率低 保坍能力差 增大混凝土收缩 生产污染环境
萘系减水剂不能认为是高性能减水剂
新型聚羧酸外加剂优点
掺量低、减水率高，大幅度提高掺合材用量
降低混凝土收缩，提高抗裂性
分子结构可调性强 清洁化生产
接枝共聚物满足高性能混凝土外加剂的要求，世界性的研究热点
• 高性能外加剂要求
–大减水、高增强（混凝土强度持续增长） –优异的坍落度保持性能 –良好的和易性（不泌水、不离析） –气泡质量好（气泡间隔系数小,含气量损失小）， 且含气量可调 –不增大混凝土收缩
标准编制背景
• 掺用聚羧酸系高性能减水剂混凝土的强度增长 也十分明显；相比于传统高效减水剂，聚羧酸 系高性能减水剂生产工艺简单，生产过程中不 涉及甲醛、苯酚等有毒物质，也不涉及硫酸等 强腐蚀性物质，对环境无污染。近年来，国外 若干聚羧酸系高性能减水剂产品相继进入我国 建筑市场，例如德固赛、LG、巴斯夫、马贝等 ，同时我国也研制开发了聚羧酸系高性能减水 剂。比如上海建筑科学研究院、中国建筑科学 研究院等已经有自己的产品，其产品技术性能 指标与国外产品相当。