水泥聚合物外加剂发展进程和分类

    水泥生产中的外加剂技术在国外已有60多年的历史。但较长一段时间内，我国的水泥外加剂技术进展缓慢。它是现代高性能不可缺少的组分之一，是改性的一种重要技术和方法。掺少量外加剂既可显著改善新拌、砂浆、水泥浆的性能(不增加用水量提高和易性，调节凝结时间，减小泌水和离析，改善渗透性和可泵性，减小坍落度损失率等)，又可改善硬化、砂浆、水泥浆的性能(延缓或减小水化热，加速早期强度的增长，提高抗压、抗弯或抗拉强度，提高防冻性、防渗性和防锈性，增强抗干缩、抗碱集料反应的能力等))。外加剂按其主要功能可分为四类:(1)调节或改善拌和物流变性能的外加剂；(2)调节凝结时间、硬化性能的外加剂；(3)改善耐久性的外加剂；(4)改善其它性能的外加剂。按化学组成可分为三类:(1)无机化合物外加剂；(2)有机化合物外加剂包括小分子有机物和聚合物表面活性剂；(3)有机物和无机物复合外加剂。本文仅就聚合物类外加剂进行分类综述。

    一、水泥聚合物外加剂

    水泥外加剂中，聚合物表面活性剂占有极其重要的作用。它们是有一定的相对分子质量范围的、可溶于水的、离子型或非离子型的碳链或杂链的聚合物，可明显分为亲水部分和疏水部分。它们中的绝大多数对水泥具有分散作用，因而常用作减水剂。

    1.普通减水剂

    普通减水剂是在水灰比不变的情况下能提高和易性；或相同和易性时可降低用水量并能提高水泥石强度的外加剂。普通减水剂基本效能是:减水率大于5%(一般小于10%)，3天、7天的抗压强度提高10%以上，28天抗压强度提高5%以上。

    早在二十世纪30年代初，美国就已使用亚硫酸盐纸浆废液制备木质素磺酸盐作为减水剂。四十年代和五十年代，与木质素系减水剂具有同等效果的各种普通减水剂的开发和研究工作已开始发展起来。根据文献资料检索，到目前为止，常见的用做普通减水剂的聚合物有：(1)木质素磺酸盐及其改性物。(2)高级多元醇及其衍生物。该类减水剂主要包括磺化多糖、纤维素及其衍生物如纤维素硫酸酯、纤维素醚等。它们又具有较强的缓凝作用，故常归类为缓凝减水剂，其综合性能优于木质素磺酸盐。(3)腐殖酸及其衍生物。腐殖酸是含有酚羟基、羧基、甲氧基等多种活性基团的有机化合物，具有亲水性、阳离子交换性和高吸附能力等特点，是一种阴离子表面活性剂。腐殖酸减水剂一般以草炭、风化煤为原料制备，其主要品种有腐殖酸钠、磺化腐殖酸、硝酸氧解化腐殖酸等。(4)聚丙烯酸盐及其共聚物。(5)聚氧烷烯醚及其衍生物，如壬基酚聚氧乙烯醚、高级多元醇聚氧乙烯醚等。

    2高效减水剂

    高效减水剂是二十世纪60年代开发出来的减水剂。1962年，日本的服部键一等人将萘磺酸甲醛高缩合物(聚合度n≈10核体)用于分散剂，1964年已作为商品销售(日本花王石碱公司商品，商品名为玛依太——以β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐为主成分的高效减水剂)。1963年，联邦德国研制成功三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物；同时出现的还有多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物。由于这三种外加剂对水泥有强的分散能力，减水率高达20%-30%，