《混凝土高效减水剂》对混凝土外加剂中套用最为广泛的产品——混凝土高效减水剂进行了比较系统和全面的介绍，具体包括：萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐类高效减水剂、66肪族磺酸盐高效减水剂、聚羧酸系高性能减水剂、木质素磺酸盐减水剂的基本性8S及製备工艺；各类高效减水剂与水泥和混凝土的相互作用机理以及高效减水剂对水泥混凝土结构的影响；不同高效减水剂的複合使用；高效减水剂的创新技术及发展趋势等。

《混凝土高效减水剂》适合从事混凝土外加剂研究、生产和工程套用的科技人员阅读，也可供大专院校相关专业师生参考。

第1章概论1

1.1国内外研究现状2

1.1.1高效减水剂的发展与套用现状2

1.1.2高效减水剂的作用机理研究现状7

1.1.3高效减水剂对水泥水化速率的影响12

1.1.4高效减水剂对水化产物形貌的影响13

1.2存在的问题与发展趋势13

参考文献15

第2章高效减水剂的结构特徵及表征方法19

2.1化学组成19

2.2化学官能团和分子结构的确定20

2.2.1红外光谱方法20

2.2.2紫外吸收光谱法21

2.2.3核磁共振波谱方法24

2.3分子量与分子量分布测定25

2.3.1GPC测定聚合物的分子量25

2.3.2凝胶色谱与小角雷射散射联用27

2.4聚合物离子价的估计28

2.5聚合物结构与形状的特徵29

2.5.1静态柔顺性和动态柔顺性29

2.5.2分子结构对链柔顺性的影响30

2.6表面张力的测定31

2.6.1毛细管上升法31

2.6.2威廉米吊片法31

2.7分散效率的评估31

2.7.1吸附量测定31

2.7.2Zeta电位测定33

2.8高效减水剂对水泥水化的影响34

2.8.1高效减水剂对水泥水化热的影响34

2.8.2阻抗谱34

2.8.3光学显微镜35

2.8.4环境扫描电镜36

参考文献37

第3章萘系高效减水剂的製备38

3.1萘系减水剂製备用原材料38

3.1.1工业萘39

3.1.2工业浓硫酸39

3.1.3工业甲醛40

3.1.4工业用氢氧化钠42

3.2萘系减水剂合成工艺及原理43

3.2.1磺化反应43

3.2.2水解反应45

3.2.3缩合反应45

3.2.4中和反应46

3.3合成工艺及其参数控制47

3.3.1工艺流程47

3.3.2磺化反应参数控制47

3.3.3水解反应参数控制49

3.3.4缩合反应参数控制50

3.4中和及硫酸钠的清除54

3.5甲基萘减水剂的製备方法55

3.5.1磺化反应56

3.5.2缩合反应57

3.6建?1减水剂的製备58

3.7蒽系及古马隆系61

3.8萘系减水剂的生产工艺流程图62

3.9萘系减水剂合成过程各阶段的物料平衡62

3.9.1磺化阶段的物料平衡62

3.9.2水解反应阶段的物料平衡63

3.9.3缩合反应阶段的物料平衡63

3.10萘系减水剂生产过程中存在的问题64

3.10.1原材料质量波动大64

3.10.2缺乏对生产过程中一些重要参数的控制及检测64

3.10.3原材料的挥发导致产品性能下降65

3.11萘系减水剂的改性研究进展66

3.11.1坍落度保持性能的改进66

3.11.2高聚合度的萘磺酸盐甲醛缩合物的合成68

3.11.3减少甲醛含量和硫酸钠含量的改进69

3.11.4磺化剂的改进70

3.12萘系减水剂的生产环保与安全70

参考文献71

第4章三聚氰胺系高效减水剂的合成72

4.1原材料及其要求73

4.1.1三聚氰胺73

4.1.2磺化剂75

4.1.3甲醛76

4.2合成工艺与原理76

4.2.1合成反应原理76

4.2.2合成工艺及其参数控制79

4.3三聚氰胺系高效减水剂的改性90

4.3.1低成本三聚氰胺系高效减水剂90

4.3.2三聚氰胺系高效减水剂改性研究进展92

4.3.3合成工艺的改进96

4.4合成过程检测控制方法96

4.4.1残余甲醛含量的测定方法96

4.4.2磺化率的测定方法96

参考文献98

第5章氨基磺酸系高效减水剂99

5.1原材料及其要求99

5.1.1对氨基苯磺酸钠100

5.1.2苯酚100

5.1.3改性单体101

5.2合成原理与工艺102

5.2.1苯酚与甲醛的加成反应（苯酚羟甲基化反应）102

5.2.2对氨基苯磺酸钠与甲醛的加成反应102

5.2.3缩聚反应103

5.2.4硷性重排反应103

5.3合成工艺及其参数控制103

5.3.1酸性合成路线104

5.3.2硷性合成路线104

5.3.3合成工艺参数的控制106

5.4氨基磺酸盐高效减水剂的改性研究110

5.4.1降低成本的改进110

5.4.2泌水改性112

5.4.3与黏度调节剂複合113

5.4.4水杨酸代替苯酚改性113

5.4.5複合改性115

5.5环保与安全116

5.6氨基磺酸盐高效减水剂的性能116

5.6.1表面张力与起泡性116

5.6.2在水泥颗粒上的吸附量117

5.6.3增强效果119

5.6.4混凝土体积稳定性119

参考文献120

第6章脂肪族磺酸盐高效减水剂122

6.1脂肪族磺酸盐高效减水剂的发展历程122

6.2原材料及其要求123

6.3反应原理与工艺124

6.3.1脂肪族高效减水剂的合成机理124

6.3.2脂肪族高效减水剂合成工艺及参数控制127

6.4脂肪族磺酸盐高效减水剂的性能138

6.4.1水泥净浆流动度138

6.4.2水泥净浆的屈服值(τo)与塑性黏度(ηpl)138

6.4.3脂肪族磺酸盐高效减水剂对凝结时间的影响140

6.4.4脂肪族磺酸盐高效减水剂的减水率与增强效果140

6.4.5用脂肪族磺酸盐高效减水剂配製流态高强混凝土141

6.4.6配製自密实免振混凝土141

6.4.7脂肪族磺酸盐高效减水剂与水泥品种的适应性143

6.4.8掺脂肪族磺酸盐高效减水剂混凝土的耐久性143

6.5脂肪族磺酸盐高效减水剂与其他化学外加剂複合145

6.6脂肪族磺酸盐高效减水剂的结构与减水机理145

6.6.1红外光谱分析145

6.6.2差热扫描量热分析146

6.6.3数均分子量的测定146

6.6.4在水泥颗粒上的吸附与ξ?电位146

6.6.5掺脂肪族磺酸盐高效减水剂的水泥净浆的微观结构147

6.7脂肪族高效减水剂的套用问题150

参考文献151

第7章聚羧酸系高性能减水剂的製备152

7.1概述152

7.2聚羧酸系减水剂常用的原材料155

7.3聚羧酸系高性能减水剂的生产工艺与原理155

7.4聚酯类减水剂的製备157

7.4.1直接酯化法製备大单体157

7.4.2酯交换方法製备大单体176

7.5聚羧酸系减水剂的聚合反应181

7.5.1自由基聚合单体的选取181

7.5.2自由基聚合反应机理181

7.5.3合成工艺过程183

7.5.4聚合反应的影响因素185

7.5.5聚合反应动力学193

7.6烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂的製备195

7.6.1聚醚类减水剂的聚合工艺195

7.6.2分子结构与官能团设计196

7.6.3共聚单体体系的选择196

7.6.4中和试剂的选择198

7.6.5引发剂的选择198

7.6.6反应单体的配比和工艺参数最佳化199

7.6.7聚醚基超塑化剂的分子结构特性204

7.7聚羧酸系减水剂分子结构与性能设计207

7.7.1聚羧酸系减水剂侧链与性能关係208

7.7.2关于聚羧酸系减水剂中官能团种类与含量的影响208

7.7.3聚羧酸系减水剂分子量的影响210

7.7.4聚羧酸系减水剂的亲水?亲油平衡性210

参考文献212

第8章木质素磺酸盐减水剂214

8.1木质素磺酸盐减水剂215

8.2木质素磺酸盐减水剂的套用现状216

8.3木质素系减水剂作用机理216

8.4木质素磺酸盐减水剂的改性研究217

8.4.1複合改性方法217

8.4.2化学改性方法217

8.4.3物理改性方法218

8.5改性木质素磺酸盐的性能220

参考文献222

第9章高效减水剂在水泥颗粒上的吸附223

9.1高效减水剂在水泥单矿物上的吸附行为223

9.1.1高效减水剂的特徵吸收峰和吸附标準曲线223

9.1.2水泥单矿物及其製备225

9.1.3高效减水剂在铝酸三钙上的吸附227

9.1.4铁铝酸四钙对高效减水剂的吸附230

9.1.5硅酸三钙对高效减水剂的吸附233

9.1.6β?C2S对不同高效减水剂的吸附236

9.1.7高效减水剂在不同单矿物上的吸附量239

9.1.8石膏对高效减水剂的吸附241

9.2高效减水剂在水泥颗粒上的吸附现象242

9.2.1纯化学试剂烧制的硅酸盐水泥对高效减水剂的吸附242

9.2.2工业原料烧制硅酸盐水泥对高效减水剂的吸附244

9.3高效减水剂吸附量与水泥净浆流动度253

参考文献256

第10章掺加减水剂的水泥悬浮体系的动电性质257

10.1高效减水剂对水泥单矿物的ζ?电位的影响257

10.2单矿物的表面电位与吸附量的关係260

10.3高效减水剂对水泥颗粒表面电位的影响263

10.3.1高效减水剂对不同水泥的ζ?电位的影响263

10.3.2不同高效减水剂对水泥ζ?电位的影响264

10.3.3ζ?电位随时间的变化265

10.3.4温度和水灰比对水泥粒子表面电性的影响267

10.4固体表面带电的原因和Stern 双电层模型267

参考文献269

第11章高效减水剂对水泥水化和新拌浆体结构的影响270

11.1减水剂对水泥水化的影响270

11.2水泥水化过程的电阻率特性277

11.3减水剂对新拌水泥浆体的电阻率变化的影响278

11.4掺加减水剂水泥混凝土的凝结时间281

11.5高效减水剂对水化产物和新拌水泥浆体的早期结构的影响282

11.5.1新拌水泥浆体的光学显微镜观察282

11.5.2不含减水剂水泥浆体的环境扫描电镜观察283

11.5.3含高效减水剂水泥浆体的环境扫描电镜观察287

参考文献303

第12章高效减水剂与水泥的相互作用机理305

12.1溶液中离子强度对静电分散作用的影响305

12.2高效减水剂对水泥的分散作用机理307

12.3吸附量与吸附层厚度的关係310

12.4减水剂与水泥的相容性问题310

12.4.1水泥矿物成分对相容性的影响312

12.4.2外加剂方面的影响317

12.4.3温度的影响320

12.4.4矿物掺合料的影响320

参考文献321

第13章掺高效减水剂的新拌水泥混凝土性能322

13.1新拌水泥浆体的流变特徵322

13.2新拌水泥浆体的触变性质324

13.3新拌水泥浆体流变参量的测定与计算326

13.4新拌水泥浆体的扭矩经时变化328

13.5新拌水泥浆体的粒径分布329

13.6水泥净浆流动度测定的流变学分析330

13.7掺加高效减水剂的新拌混凝土稳定性332

13.7.1新拌混凝土的离析和泌水332

13.7.2新拌混凝土离析和泌水的评定方法333

13.7.3减水剂对混凝土离析和泌水的影响334

13.8高效减水剂与新拌混凝土的含气量334

13.8.1含气量对混凝土性能的影响334

13.8.2新拌混凝土含气量的测定方法335

13.8.3不同减水剂的引气性能336

13.8.4其他因素对新拌混凝土含气量的影响336

13.8.5新拌混凝土坍落度及其经时变化337

参考文献337

第14章掺加高效减水剂的硬化混凝土性能339

14.1高效减水剂的早强与增强作用339

14.2高效减水剂对混凝土收缩与开裂的影响344

14.2.1水泥石中的孔和水对混凝土收缩的影响344

14.2.2乾燥收缩机理和塑性收缩机理345

14.2.3减水剂对混凝土收缩开裂性能的影响349

14.3掺高效减水剂混凝土的弹性模量和徐变357

14.4掺高效减水剂混凝土耐久性359

14.4.1对抗冻性的影响359

14.4.2对抗渗性的影响361

14.4.3对碳化及钢筋鏽蚀的影响362

14.5矿物混合材与高效减水剂的双掺作用363

14.5.1“双掺”法对混凝土工作性能的改善364

14.5.2“双掺”对混凝土强度的影响365

1453“双掺”技术对混凝土耐久性的影响366

146高效减水剂对硬化混凝土的过渡层结构的影响366

参考文献367

第15章高效减水剂与其他外加剂的复配370

151高效减水剂与缓凝剂的复配370

1511缓凝剂的分类370

1512缓凝剂的作用机理371

1513混凝土缓凝剂的辅助塑化效应372

1514萘系高效减水剂缓凝剂複合373

1515氨基磺酸盐高效减水剂缓凝剂複合373

152高效减水剂与木质素磺酸盐的复配373

153不同超塑化剂之间的复配374

1531氨基磺酸盐减水剂与其他高效减水剂复配375

1532脂肪族磺酸盐与其他高效减水剂的复配379

1533三聚氰胺减水剂与其他减水剂的复配380

1534聚羧酸系减水剂与其他减水剂的复配382

154高效减水剂与引气剂和消泡剂的复配388

1541引气剂388

1542引气机理388

1543混凝土中含气量的影响因素389

1544引气剂对新拌混凝土性能的影响389

1545引气剂对硬化混凝土性能的影响390

1546引气剂与减水剂的复配391

1547引气剂的套用问题391

1548消泡剂391

155高效减水剂与防冻组分的复配392

1551防冻剂种类392

1552防冻机理393

1553複合防冻剂的组成及其作用394

156高效减水剂与早强剂的复配395

1561早强剂的分类395

1562各种早强剂的作用机理395

1563早强剂与减水剂複合396

157複合超塑化剂配方设计397

参考文献399

第16章高效减水剂的作用评价与选择401

161减水剂对水泥颗粒的分散效率401

162减水剂的分散效能402

163吸附场的概念403

164有效减水率概念404

165吸附分散减水作用与辅助减水作用405

166减水剂的技术经济性评价407

参考文献411

第17章高效减水剂在水泥基材料中的创新套用412

171活性粉末混凝土412

1711RPC的基本配製原理412

1712RPC的性能及其影响因素413

1713减水剂对RPC性能的影响415

1714RPC的套用前景417

172纤维渗浆混凝土418

173智慧型动力混凝土418

174低流动性混凝土的坍落度损失控制419

175预填骨料升浆混凝土421

176低胶材环保混凝土421

177混凝土生产的零能耗系统422

参考文献426

第18章高效减水剂的经济性和可持续发展428

181最佳化混凝土配合比的经济性428

182改善混凝土耐久性的经济效益429

183由于改进混凝土浇筑性能和施工方面带来的经济效益430

184预製混凝土430

185寒冷季节适用外加剂的经济性433

186在回收废弃塑性混凝土和沖洗水方法的效益433

参考文献434