聚羧酸系減水劑（PCE）由于摻量低、減水率高（不小于25%）、增強效果好、分子可調(diào)節(jié)性強，以及合成過程中不使用甲醛等特點，關(guān)于PCE的研究，人們聚焦于其作用機理的解釋、性能的進一步提升、衍生產(chǎn)品的開發(fā)以及應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)化，目的在于徹底解決水泥混凝土實際施工技術(shù)問題，提高混凝土綜合性能（高工作性、高強度、高韌性和高耐久性），最大程度地實現(xiàn)節(jié)資、利廢、節(jié)能和減排的目標。時至今日，雖然在PCE的研究方面取得了一定成果，但由于對PCE的認知尚淺，所解決的問題只是冰山一角，研究工作仍然十分艱辛！
難題1：PCE的作用機理
摻入PCE的水泥漿體流動性能會大幅提高。研究人員普遍認為，PCE吸附在水泥顆粒表面，相鄰水泥顆粒表面所吸附的PCE分子主鏈上的羧酸基團通過同性電荷相斥原理產(chǎn)生分散作用，加之，PCE分子的側(cè)鏈可以提供空間位阻作用，因而PCE具有優(yōu)異的分散性能。但是，PCE是如何被吸附在水泥顆粒表面的呢？是靜電作用的結(jié)果還是熵增作用的驅(qū)動，目前仍然沒有定論。此外，摻入PCE的水泥漿體水化誘導期的持續(xù)時間相較未摻PCE的水泥漿體有所延長，在宏觀上表現(xiàn)為水泥漿體凝結(jié)時間推遲。那么，PCE如何實現(xiàn)對水泥漿體的緩凝？為什么摻有PCE的水泥漿體在后來的水化速率反而加快？
難題2：早強型
學界有部分早強型PCE的研究成果，市面上也已經(jīng)開始出現(xiàn)少量的早強型PCE產(chǎn)品，但是人們對早強型PCE的作用機理仍然存在疑慮。大量試驗結(jié)果表明，PCE的摻入均會不同程度地延緩水泥的水化，降低水泥漿體早期的累積水化放熱量，同時降低早期硬化水泥漿體中CH的生成量。關(guān)于早強型PCE的作用機理，以及該類PCE是否確實促進了水泥漿體的水化，是值得商榷的。
難題3：減縮型
水泥混凝土澆筑后會發(fā)生一系列的收縮，如塑性干燥收縮、化學收縮、自收縮和硬化干燥收縮等，導致其產(chǎn)生收縮裂縫，嚴重影響結(jié)構(gòu)的力學性能和耐久性。大量試驗證明，摻入有效的減縮劑可以使混凝土的塑性干燥收縮、自收縮和硬化干燥收縮率減少40%以上，降低混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重裂縫的概率。關(guān)于減縮劑的作用機理，普遍認可的是：（1）減縮劑的摻入大幅降低了混凝土內(nèi)部液相的表面張力；（2）減縮劑的摻入有助于減緩混凝土內(nèi)部水分的蒸發(fā)速率；（3）減縮劑的摻入改變了混凝土內(nèi)部漿體的孔結(jié)構(gòu)。不管減縮劑的作用機理如何，其較大的摻量（1%～3%）影響著工程界的使用積極性。由于PCE的水溶液也具有較低的表面張力，人們寄希望于減縮型PCE的成功研發(fā)與投產(chǎn)。然而，時至今日，尚未出現(xiàn)規(guī)模化的減縮型PCE產(chǎn)品。
難題4：適應(yīng)性
雖然PCE在中國減水劑行業(yè)的市場占有率已超過80%，但仍然有些混凝土生產(chǎn)企業(yè)無奈地將所使用的PCE更換為萘系減水劑或脂肪族減水劑。究其原因，在于目前的PCE產(chǎn)品在面對不同地域的混凝土原材料時，其適應(yīng)性難以滿足要求。中國幅員遼闊，PCE的推廣應(yīng)用者面對全國各地不同的原材料和其他外加劑時，即使利用富有經(jīng)驗的復配技術(shù)，有時仍然束手無策。這些難題主要涉及PCE的適應(yīng)性。
綜上所述，自20世紀80年代誕生以來，PCE雖然已經(jīng)歷經(jīng)30余年的發(fā)展，但關(guān)于PCE作用機理的研究、PCE新品種的開發(fā)以及PCE大規(guī)模應(yīng)用的研究方面仍然有諸多亟待解決的問題。
PCE的研究方興未艾！為了PCE美好的未來，所有相關(guān)研究者應(yīng)該同舟共濟，自強不息，繼往開來！
文章來源：中國混凝土網(wǎng)
