聚羧酸系减水剂研究的几大难题

水泥混凝土浇筑后会发生一系列的收缩，如塑性干燥收缩、化学收缩、自收缩和硬化干燥收缩等，导致其产生收缩裂缝，严重影响结构的力学性能和耐久性。大量试验证明，掺入有效的减缩剂可以使混凝土的塑性干燥收缩、自收缩和硬化干燥收缩率减少40%以上，降低混凝土结构出现严重裂缝的概率。关于减缩剂的作用机理，普遍认可的是：（1）减缩剂的掺入大幅降低了混凝土内部液相的表面张力；（2）减缩剂的掺入有助于减缓混凝土内部水分的蒸发速率；（3）减缩剂的掺入改变了混凝土内部浆体的孔结构。不管减缩剂的作用机理如何，其较大的掺量（1%～3%）影响着工程界的使用积极性。由于PCE的水溶液也具有较低的表面张力，人们寄希望于减缩型PCE的成功研发与投产。然而，时至今日，尚未出现规模化的减缩型PCE产品。

目前市场上常见的速凝剂品种多为硫酸铝型液体无碱速凝剂，这类速凝剂虽对混凝土后期强度影响较小，但与胶凝材料的适应性不甚理想。那么是否有希望开发出一种促凝型PCE，它在早期能促进水泥浆体中C-S-H的快速成核，而不影响硬化水泥浆体后期强度的发展呢？硫酸铝型液体无碱速凝剂的作用机理可能是向液相中提供更多的可溶性SO2－4，从而促进水泥浆体中钙矾石（AFt）的形成。

虽然PCE在中国聚羧酸高性能减水剂母液行业的市场占有率已超过80%，但仍然有些混凝土生产企业无奈地将所使用的PCE更换为萘系减水剂或脂肪族减水剂。究其原因，在于目前的PCE产品在面对不同地域的混凝土原材料时，其适应性难以满足要求。中国幅员辽阔，PCE的推广应用者面对全国各地不同的原材料和其他外加剂时，即使利用富有经验的复配技术，有时仍然束手无策。这些难题主要涉及PCE的适应性。通过神经网络建立不同种类PCE对各种原材料和其他外加剂的影响模型，可能会对企业在PCE的研发及应用方面大有裨益。

PCE在某些水化产物中可能发生插层作用。那么PCE发生插层作用的机理是什么？部分学者认为，水泥浆体液相中的PCE分子可能为水化硅酸钙（C-S-H）的成核提供位点，那么这是否是发生插层作用的原因之一？此外，膨润土和蒙脱土等矿物相蒙脱石也具有层状结构，了解PCE发生插层作用的原因可否助力于抗泥型PCE的研发？