同萘系、脂肪族、磺化三聚氰胺等减水剂相比,聚羧酸系减水剂的优点主要有以下几点:
(1)保坍性好,90min内坍落度基本不损失或损失较小;
(2)在相同流动性情况下,对水泥凝结时间影响较小,可很好地解决减水、引气、缓凝、泌水等问题;
(3)聚羧酸盐高性能减水剂可以通过调节分子结构,制备具有特殊性能和用途的超减水剂,如:低温高早期强度型、零坍落度损失型、抗收缩型等。
(4)使用聚羧酸类减水剂,可用更多的矿渣或粉煤灰取代水泥,从而使成本降低; (5)合成高分子主链的原料来源较广,单体通常有:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯等;
(6)分子结构上自由度大,外加剂制造技术上可控制的参数多,高性能化的潜力大; (7)聚合途径多样化,如共聚、接枝、嵌段等。合成工艺比较简单,由于不使用甲醛、萘等有害物质,不会对环境造成污染。
一般认为,减水剂的发展分为三个阶段:以木质素磺酸钙为代表的第一代普通减水剂阶段;以萘系为代表的第二代高效减水剂阶段;以聚羧酸系为代表的第三代高性能减水剂阶段。
与传统的减水剂相比,聚羧酸系高性能减水剂有很多特点:1.在合成工艺上,聚羧酸系高性能减水剂采用不饱和单体共聚合成而不是传统减水剂使用的缩聚合成,因此该类减水剂的合成原料非常之多,通常有聚乙二醇、(甲基)丙烯酸、烯丙醇聚氧乙烯醚等。2.在分子结构上,聚羧酸系高性能减水剂的分子结构是线形梳状结构,而不是传统减水剂单一的线形结构。该类减水剂主链上聚合有多种不同的活性基团,如羧酸基团(—COOH)、羟基基团(—OH)、磺酸基(—SO3Na)等,可以产生静电斥力效应;其侧链带有亲水性的非极性活性基团,具有较高的空间位阻效应。由于其广泛的原料来源,独特的分子结构,故而具有前两代减水剂不可比拟的优点,加上在合成过程中不使用甲醛,属绿色环保产品,因此,已成为混凝土外加剂研究领域的重点和热点之一。