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HLB 27
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