摘要:
水泥生产中的外加剂技术在国外已有60多年的历史。但较长一段时间内，我国的水泥外加剂技术进展缓慢。它是现代高性能不可缺少的组分之一，是改性的一种重要技术和方法。掺少量外加剂既可显著改善新拌、砂浆、水泥浆的性能(不增加用水量提高和易性，调节凝结时间，减小泌水和离析，改善渗透性和可泵性，减小坍落度损失率等)，又可改善硬化、砂浆、水泥浆的性能(延缓或减小水化热，加速早期强度的增长，提高抗压、抗弯或抗拉强度，提高防冻性、防渗性和防锈性，增强抗干缩、抗碱集料反应的能力等))。外加剂按其主要功能可分为四类:(1)调节或改善拌和物流变性能的外加剂；(2)调节凝结时间、硬化性能的外加剂；(3)改善耐久性的外加剂；(4)改善其它性能的外加剂。按化学组成可分为三类:(1)无机化合物外加剂；(2)有机化合物外加剂包括小分子有机物和聚合物表面活性剂；(3)有机物和无机物复合外加剂。本文仅就聚合物类外加剂进行分类综述。
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一、水泥聚合物外加剂
水泥外加剂中，聚合物表面活性剂占有极其重要的作用。它们是有一定的相对分子质量范围的、可溶于水的、离子型或非离子型的碳链或杂链的聚合物，可明显分为亲水部分和疏水部分。它们中的绝大多数对水泥具有分散作用，因而常用作减水剂。
1.普通减水剂
普通减水剂是在水灰比不变的情况下能提高和易性；或相同和易性时可降低用水量并能提高水泥石强度的外加剂。普通减水剂基本效能是:减水率大于5%(一般小于10%)，3天、7天的抗压强度提高10%以上，28天抗压强度提高5%以上。
早在二十世纪30年代初，美国就已使用亚硫酸盐纸浆废液制备木质素磺酸盐作为减水剂。四十年代和五十年代，与木质素系减水剂具有同等效果的各种普通减水剂的开发和研究工作已开始发展起来。根据文献资料检索，到目前为止，常见的用做普通减水剂的聚合物有：(1)木质素磺酸盐及其改性物。(2)高级多元醇及其衍生物。该类减水剂主要包括磺化多糖、纤维素及其衍生物如纤维素硫酸酯、纤维素醚等。它们又具有较强的缓凝作用，故常归类为缓凝减水剂，其综合性能优于木质素磺酸盐。(3)腐殖酸及其衍生物。腐殖酸是含有酚羟基、羧基、甲氧基等多种活性基团的有机化合物，具有亲水性、阳离子交换性和高吸附能力等特点，是一种阴离子表面活性剂。腐殖酸减水剂一般以草炭、风化煤为原料制备，其主要品种有腐殖酸钠、磺化腐殖酸、硝酸氧解化腐殖酸等。(4)聚丙烯酸盐及其共聚物。(5)聚氧烷烯醚及其衍生物，如壬基酚聚氧乙烯醚、高级多元醇聚氧乙烯醚等。
2 高效减水剂
高效减水剂是二十世纪60年代开发出来的减水剂。1962年，日本的服部键一等人将萘磺酸甲醛高缩合物(聚合度n≈10核体)用于分散剂，1964年已作为商品销售(日本花王石碱公司商品，商品名为玛依太——以β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐为主成分的高效减水剂)。1963年，联邦德国研制成功三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物；同时出现的还有多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物。由于这三种外加剂对水泥有强的分散能力，减水率高达20%-30%，而不同于普通的塑化剂(减水剂)，因而称为高效减水剂或超塑化剂。高效减水剂给带来了变革性的变化，促进了高强、流态和集中搅拌的商品的发展，已广泛用于制备自流平砂浆和、水下浇灌、宏观无缺陷和高性能等。近10年来，新型高效减水剂和超塑化剂的研究和开发进展很快。国内外高效减水剂已形成两大类:一是合成型单一组分高效减水剂，二是复合型多组分高效减水剂。合成型单一组分高效减水札主要有以下一些类别：
2.1 聚烷基芳基磺酸盐高效减水刘(NS)
(1)聚次甲基烷基萘磺酸钠，简称烷基萘系减水剂。(2)萘磺酸甲醛缩合物盐，简称萘系高效减水剂。(3)聚次甲基蒽磺酸钠，即蒽系减水剂，亦称稠环芳烃磺酸盐甲醛缩合物。(4)芳香族氨基磺酸聚合物，即氨基磺酸系，例如:氨基苯磺酸-苯酚-甲醛共缩聚物、苯酚磺酸盐-羟甲基化三聚氰胺-甲醛共缩聚物等。(5)苯及其衍生物磺酸盐甲醛缩聚物。(6)聚乙烯基苯磺酸盐。(7)苯乙烯和α-甲基苯乙烯共聚物磺酸盐等。
2.2 水溶性树脂系高效减水剂
(1)磺化三聚氰胺甲醛缩合物，亦称水溶性蜜胺树脂系(MS)。(2)氧茚树脂磺酸钠，亦称古玛隆树脂系(GS)。(3)在脲醛树脂中引入羟基和(或)磺酸基后获得的水溶性树脂。(4)在三聚氰胺与甲醛缩聚物中引入羧基后获得的水溶性树脂。
3 引气剂、引气减水报和引气高效减水剂
早在本世纪30年代，美国、日本、英国等就已使用引气剂，而木松香精制过程中的副产品——文沙树脂成为最早获得专利权的引气剂，一直沿用到现在。由于引气剂使工程的寿命特别是在冻融作用下的使用寿命显著延长，因而它们对作为一种耐久的建筑材料起着不可替代的作用。
3.1 引气剂和引气减水剂
引气剂和引气减水剂的主要功能是：(1)引入大量微小且独立、封闭的小气泡，通过这些气泡的滚动浮托作用，使的和易性大大提高；(2)增大水泥浆的塑性粘度、对水泥颗粒的润湿分散和未硬化水泥浆中气泡的移动与再分布等因素可显著降低拌和物的泌水沉降与离析，从而提高抗渗性能以及与抗渗性能有关的的抗化学侵蚀作用、抗中性化作用；(3)减水作用；(4)显著提高的抗冻融性，等等。
常见的引气剂和引气减水剂主要有：(1)阴离子系：木质素磺酸盐、松香热聚物、文沙树脂等。(2)阳离子系：烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠等。(3)非离子型：烷基苯酚聚氧乙烯醚、烷基醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇等。(4)两性型：蛋白质盐类。