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第1章　绪论1

1.1　聚羧酸系高性能减水剂的概念、地位与作用1

1.1.1　聚羧酸系高性能减水剂的概念1

1.1.2　聚羧酸系高性能减水剂的地位与作用2

1.2　聚羧酸系高性能减水剂的发展历程5

1.2.1 国际上聚羧酸减水剂的发展历程5

1.2.2 中国聚羧酸系减水剂的发展过程7

1.3　研究与应用的发展现状和发展趋势9

1.3.1　生产技术现状9

1.3.2　结构与性能关系和聚羧酸系减水剂分子结构的设计10

1.3.3　聚羧酸系减水剂的作用机理10

1.3.4　工程应用11

1.3.5　聚羧酸系减水剂与混凝土原材料的相容性和应用技术11

1.4　目前存在的问题与重要研究课题12

1.4.1　原材料问题12

1.4.2　技术力量相对薄弱12

1.4.3　聚羧酸系减水剂与水泥的相容性问题12

1.5　聚羧酸系高效减水剂的研究课题12

本章参考文献13

第2章　聚羧酸系高性能减水剂制备基础15

2.1　高分子表面活性剂理论基础15

2.1.1　表面活性剂15

2.1.2　表面吸附现象16

2.1.3　界面吸附的影响因素19

2.1.4　胶束结构与性质20

2.1.5　表面活性剂的溶解度25

2.1.6　润湿和渗透26

2.1.7　表面活性剂的HLB27

2.1.8　起泡与消泡作用30

2.2　高分子合成工艺方法34

2.2.1 聚合物生产过程的特点34

2.2.2　原材料的准备和精制34

2.2.3 引发剂和催化剂35

2.2.4　聚合物反应过程36

2.2.5　聚合物生产中的分离过程38

2.3　高分子表面活性剂的表征与检测38

2.3.1 高分子表面活性剂38

2.3.2　高分子表面活性剂的表征与检测41

2.4　高分子材料结构与性能设计54

2.4.1 高分子合成、结构与性能的关系54

2.4.2　高分子微观结构55

2.4.3　分子设计原理58

2.4.4　聚合反应制备高分子表面活性剂59

本章参考文献60

第3章　水泥水化与减水剂应用基础61

3.1　水泥各个单矿物的水化反应63

3.1.1　硅酸三钙的水化63

3.1.2　硅酸二钙的水化65

3.1.3　铝酸三钙的水化66

3.1.4　铁铝酸四钙的水化67

3.2　硅酸盐水泥的水化68

3.2.1　硅酸盐水泥的水化过程68

3.2.2　硅酸盐水泥的水化速率70

3.2.3　水泥水化速率的影响因素72

3.3 “水泥-水-减水剂”系统的界面化学现象73

3.3.1 减水剂与水泥的相互作用73

3.3.2 高效减水剂在水泥颗粒上的吸附现象75

3.3.3 高效减水剂分子在水泥颗粒上的吸附过程及吸附特征75

3.3.4　高效减水剂在水泥颗粒表面的不均匀吸附76

3.3.5 高效减水剂在水泥颗粒上的吸附方式77

3.3.6　吸附量及其影响因素77

3.3.7　吸附量-分散性-流变性的关系78

3.3.8 高效减水剂对水泥颗粒表面电位影响及其分散作用79

3.3.9 高效减水剂对水化产物形貌的影响80

3.4　新拌水泥混凝土流变学80

3.4.1 新拌水泥浆体的流变模型和流变参数测定80

3.4.2　水泥净浆流动度测定的流变学分析85

3.4.3 水泥净浆与混凝土流变学的联系与区别86

本章参考文献86

第4章　聚羧酸高性能减水剂的制备90

4.1　聚羧酸系高性能减水剂的合成方法90

4.2　聚羧酸系减水剂的种类93

4.3　聚酯类减水剂的制备97

4.3.1 直接酯化法制备大单体97

4.3.2　酯交换方法制备大单体118

4.4　聚羧酸系减水剂的聚合反应123

4.4.1 自由基聚合单体的选取123

4.4.2 自由基聚合反应机理123

4.4.3　合成工艺过程125

4.4.4　聚合反应的影响因素127

4.4.5　聚合反应动力学137

4.5　烯丙基聚乙二醇醚类聚羧酸系减水剂的制备138

4.5.1 聚醚类减水剂的聚合工艺139

4.5.2　分子结构与官能团设计139

4.5.3　共聚单体体系的选择140

4.5.4 中和试剂的选择142

4.5.5　引发剂的选择143

4.5.6　反应单体的配比和工艺参数优化143

4.5.7　聚醚基超塑化剂的分子结构特性147

4.6　酯-醚混合系列聚羧酸系减水剂150

本章参考文献151

第5章　聚羧酸系减水剂的分子结构与性能设计153

5.1　聚羧酸系减水剂的结构参数与表征153

5.1.1　分子量测定155

5.1.2　官能团和结构特点分析156

5.2　聚羧酸系减水剂结构特征与在水泥颗粒表面的吸附性能160

5.2.1 聚羧酸系减水剂分子结构与性能161

5.2.2　聚羧酸系聚合物的主链电荷密度与吸附性能162

5.2.3　聚合物主链长度与吸附量163

5.2.4　侧链长度和密度与聚合物吸附性能163

5.2.5　聚合物分子构象与吸附量165

5.2.6　硫酸根离子对聚合物吸附的影响167

5.2.7　温度对聚合物吸附的影响170

5.2.8　过流化现象与聚合物吸附量170

5.2.9　吸附量与水泥净浆、砂浆和混凝土流动性的关系173

5.3　聚合物分子结构的设计178

5.3.1 混凝土施工对聚羧酸系聚合物的性能要求178

5.3.2　按照性能要求的聚合物结构设计178

5.3.3　不同聚羧酸系聚合物的复配与性能互补179

5.4　聚羧酸系减水剂的作用机理180

5.4.1 “水泥-水-高效减水剂”系统中粒子的相互作用力的种类181

5.4.2 “水泥-水-高效减水剂”系统中粒子之间的相互作用力181

5.4.3 “水泥-水-高效减水剂”系统的表面作用力计算192

5.4.4 “水泥-水”系统中减水剂静电排斥作用的局限性195

5.5　高效减水剂对水泥的分散作用机理197

5.6　吸附量与吸附层厚度201

本章参考文献201

第6章　缓释型聚羧酸系高性能减水剂203

6.1　高分子内反应型聚羧酸减水剂205

6.1.1 减水剂分子的化学结构修饰与缓释机理205

6.1.2　AA-co-MA系列的缓释型减水剂205

6.1.3　缓释作用的影响因素211

6.1.4　缓释效果评价212

6.2　以萘系减水剂为基础的缓释型减水剂213

6.3　带有支链的防止混凝土坍落度损失的减水剂214

6.4　交联缓释型聚羧酸减水剂218

6.4.1　水解速率的测定方法221

6.4.2　接枝共聚物的分子结构设计222

6.5　其他缓释型聚羧酸减水剂222

本章参考文献225

第7章　用于预制混凝土构件的聚羧酸系高性能减水剂226

7.1　早强型聚羧酸系减水剂的现状227

7.2　具有早强作用的聚羧酸系聚合物的合成229

7.3　具有早强作用的聚羧酸系聚合物的复配236

本章参考文献238

第8章　粉末状聚羧酸系高性能减水剂240

8.1　通过对液体减水剂产品改性制造粉末产品240

8.2　合成适合于制造粉剂产品的聚羧酸系减水剂母液244

本章参考文献247

第9章　聚羧酸系减水剂与其他外加剂的相容性249

9.1　聚羧酸系减水剂与其他减水剂的相容性249

9.1.1 常用减水剂的介绍249

9.1.2 PC与木质素磺酸盐减水剂的复合250

9.1.3 PC与传统高效减水剂的复合性能252

9.2　聚羧酸系减水剂与缓凝组分的相容性255

9.2.1　常用的缓凝组分255

9.2.2　聚羧酸系减水剂与缓凝组分的相容性256

9.3 PC与早强剂的相容性267

9.3.1 常用早强剂种类267

9.3.2　减水剂与早强组分复合对水泥净浆流动度和凝结时间的影响267

9.3.3 不同类型的聚羧酸系减水剂的流动性与凝结时间271

9.3.4　聚羧酸系减水剂复合早强剂对胶砂强度的影响272

9.3.5　聚羧酸系减水剂与二元、三元早强组分复合性能276

9.3.6　减水剂与早强组分复合对水泥水化过程电-热性能的影响281

9.4　聚羧酸系减水剂与防冻组分的相容性282

9.4.1 常用的防冻组分种类282

9.4.2　不同防冻组分之间的相容性284

9.4.3　聚羧酸系防冻剂组分优化286

9.5　聚羧酸系减水剂与其他外加剂的相容性301

本章参考文献302

第10章　聚羧酸系高性能减水剂的工程应用303

10.1　聚羧酸系减水剂在铁路高性能混凝土中的应用304

10.1.1 铁路混凝土结构耐久性的基本规定305

10.1.2　铁路高性能混凝土对外加剂的性能要求308

10.1.3 聚羧酸系减水剂配制客运专线高性能混凝土309

10.2　聚羧酸系减水剂在桥梁工程中的应用317

10.2.1　杭州湾跨海大桥工程318

10.2.2　东海大桥工程321

10 2.3 湛江海湾大桥324

10.3　聚羧酸系减水剂在水利水电工程中的应用325

10.4　聚羧酸系减水剂在奥运工程中的应用329

10.4.1 国家体育场（鸟巢）工程329

10.4.2　京津高速公路第二通道工程331

10.4.3　五棵松文化体育中心体育馆清水混凝土工程334

10.4.4　地铁奥运支线工程336

10.4.5 T3航站楼清水混凝土工程338

10.5　预制构件中的应用339

10.6　聚羧酸系减水剂在自密实混凝土中的应用342

10.6.1　流动性混凝土的分类342

10.6.2 自密实混凝土特性342

10.6.3 自密实混凝土工作性的质量控制343

10.6.4 自密实混凝土的工程实例344

10.7　在大体积大掺量矿物掺合料混凝土中的应用347

10.8　聚羧酸系减水剂在预拌混凝土中的应用347

10.8.1　在上海地区预拌混凝土中应用348

10.8.2　北京地区预拌混凝土中的应用352

10.8.3　其他地区的应用情况354

10.9　在机制砂高性能混凝土中的应用355

10.10　聚羧酸系外加剂使用时应该注意的问题357

10.10.1 聚羧酸系减水剂与水泥的相容性357

10.10.2　聚羧酸系减水剂与混凝土其他原材料的相容性358

10.10.3　聚羧酸系减水剂与其他外加剂的相容性359

10.10.4　聚羧酸系减水剂的储藏359

10.10.5　应用过程中注意的问题359

本章参考文献360

第11章　陶瓷行业中聚羧酸系减水剂的应用361

11.1　陶瓷添加剂概况361

11.2　聚羧酸盐在陶瓷行业的应用363

11.3　聚羧酸盐的结构与制备367

11.4　陶瓷添加剂的发展趋势371

本章参考文献371

第12章　水煤浆用聚羧酸系分散剂373

12.1　水煤浆用分散剂种类374

12.1.1 阴离子型分散剂374

12.1.2　非离子型表面活性剂375

12.1.3　复配分散剂376

12.2　水煤浆分散剂的作用机理376

12.2.1 改善煤炭颗粒表面的亲水性376

12.2.2　增强煤炭颗粒间的静电斥力377

12.2.3　空间位阻效应377

12.3　水煤浆分散剂的作用效果377

12.4　聚羧酸系水煤浆分散剂的制备378

12.5　水煤浆分散剂的发展趋势382

本章参考文献382

附录383

附录1　聚羧酸系高性能减水剂产品标准383

附录2　混凝土外加剂用聚醚及其衍生物389

附录3　工业丙烯酸及其酯391

附录4　工业丙烯酸及酯中阻聚剂的测定394

附录5　工业丙烯酸酯酸度的测定396

附录6　工业丙烯酸纯度的测定（气相色谱法）398

附录7　工业顺丁烯二酸酐402

附录8　混凝土外加剂性能检验用基准水泥技术条件406

附录9　混凝土外加剂中氯离子含量的测定方法407

附录10　混凝土外加剂中总碱量测定方法409

附录11　北京市轨道交通工程混凝土对外加剂性能要求411

附录12　铁路高性能混凝土对外加剂性能要求413

附录13　混凝土的电通量快速测定方法414

附录14　水泥或胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能快速试验法416

附录15　混凝土抗裂性试验方法418