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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应用现状 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征及表征方法 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凝胶色谱与小角激光散射联用 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征 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 萘系高效减水剂的制备 38

3.1萘系减水剂制备用原材料 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甲基萘减水剂的制备方法 55

3.5.1磺化反应 56

3.5.2缩合反应 57

3.6建-1减水剂的制备 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碱性重排反应 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碱性合成路线 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与黏度调节剂复合 113

5.4.4水杨酸代替苯酚改性 113

5.4.5复合改性 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制流态高强混凝土 141

6.4.6配制自密实免振混凝土 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复合 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应用问题 150

参考文献 151

第7章 聚羧酸系高性能减水剂的制备 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聚酯类减水剂的制备 157

7.4.1直接酯化法制备大单体 157

7.4.2酯交换方法制备大单体 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制备 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优化 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系 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应用现状 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复合改性方法 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高效减水剂的特征吸收峰和吸附标准曲线 223

9.1.2水泥单矿物及其制备 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ξ-电位的影响 257

10.2单矿物的表面电位与吸附量的关系 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ξ-电位的影响 263

10.3.2不同高效减水剂对水泥ξ-电位的影响 264

10.3.3ξ-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系 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征 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干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对碳化及钢筋锈蚀的影响 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 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-缓凝剂复合 373

15.1.5氨基磺酸盐高效减水剂-缓凝剂复合 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引气剂的应用问题 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复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早强剂与减水剂复合 396

15.7复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应用 412

17.1活性粉末混凝土 412

17.1.1RPC的基本配制原理 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的应用前景 417

17.2纤维渗浆混凝土 418

17.3智能动力混凝土 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优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预制混凝土 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冲洗水方法的效益 433

参考文献 434