外加剂可行性报告概要Word下载.docx
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混凝土材料是当今世界上使用量最大、最为广泛的建筑材料，发明至今的200余年来已普遍用于高层、超高层建筑，大跨度桥梁，水工大坝，海洋资源开发等所有土木建筑工程中。
随着建筑技术的进步，对混凝土的要求也越来越高，混凝土不仅要能作到可调凝、早强、高强、水化热低、大流动度、轻质、低脆性、高密度和高耐久性等性能以及其他特殊性能，而且还要求制备的成本低、成型容易、养护简单等等。
为达到这些目的，作为混凝土中的第5组分—混凝土外加剂则起着不可或缺的作用，并做出了出色贡献。
1.2混凝土减水剂概述
1.2.1减水剂在混凝土技术中的必要性
塑化剂是公认的提高混凝土强度、改善性能、节约水泥用量及节省能耗等方面的有效措施。
混凝土加工施工技术的进步等方面的成果归纳为水泥应用科学技术发展史上的第三次重大突破，由此可见减水剂在水泥混凝土及现代施工中的重要地位,1935年美国人E.W
.斯克里普砌（Scripture）首先研制成木质素磺酸盐为主要成分的减水剂，而减水剂的得以发展还是在六十年代以后。
伴随着减水剂的发展，混凝土技术也得到了极大的提高。
减水剂的发展从普通减水剂、高效减水剂到超塑化剂，混凝土的工作性能也由最初的干硬性、塑性进入到目前的高流动性时代。
减水剂的使用不仅能够影响混凝土在新拌阶段的工作性，而且能够从微观、亚微观层次上改善硬化混凝土的结构，从而使人们可以借助于掺加减水剂的手段对混凝土进行改性，以满足其在施工性能、力学性能和耐久性能等方面的要求。
目前，减水剂己成为混凝土中不可缺少的组分。
对混凝土减水剂的研究空前活跃，许多新型的减水剂不断被开发出来。
早在1957年，工业发达国家一半以上的混凝土中就掺用了减水剂。
混凝土减水剂在近30年得到迅速发展，
1985年世界混凝土减水剂的销售额达16亿美元，为1975年4倍，1990年上升到65亿美元。
欧、美、日等国几乎所有的水泥混凝土中都使用了减水剂。
高效减水剂又称超塑化剂，相对于一般的减水剂，它可大大降低水灰比，增加流动度，具有高效减水，改善混凝土孔结构和密实程度，节约水泥，控制混凝土的坍落度损失的功能，能改善混凝土的施工性能，解决混凝土的引气、缓凝等问题，提高混凝土的强度和耐久性，是高性能混凝土中的一种必不可少的核心材料。
“21世纪混凝土”的要求不仅仅是高强，更多的是这种结构材料长期的耐久性，并且具备密实、稳定和优良的施工性能。
减水剂已经成为混凝土除水泥、砂、石和水之外的第5种必不可少的组分。
从某种意义上说，目前各国在混凝土技术上的差距最重要的就是减水剂的发展水平。
1.2.2混凝土减水剂的分类
一般可将减水剂分为两种类型，一是普通减水剂，又称塑化剂（plas-ticizer
），要求减水率≥5%；
一是高效减水剂，又称超塑化剂（superpl-asticizer），能大幅度减少用水量和提高新拌混凝土的和易性，要求减水率≥10%。
高性能减水剂一般由一种或数种成分复合而成。
我国的高效泵送剂大多数是通过高效减水剂、普通减水剂、引气剂、缓凝剂、增稠剂等几种组分复合而成的，具有较高减水率和一定的塌落度保持性能，广泛用于商品混凝土的生产。
由于复合外加剂配方波动较大，与不同水泥的相容性较差。
另外，各生产企业技术水平差异很大，不能保证外加剂产品的高质量和正确应用，工程中常出现外加剂适应性不良、混凝土离析泌水、缓凝时间过长、塑性收缩裂缝较多、耐久性不良等众多问题。
我国尚未制定高性能减水剂标准，其技术发展水平与国外发达水平相比，差距较大。
高效减水剂根据合成材料的不同，可分为以下主要品种。
（1）改性木质素磺酸盐系
代表物为木质素磺酸盐缩合物，主要由脱糖木质素磺酸盐缩合物与烷基醚共聚改性而成，平均分子量比普通木钙的要高，有一定的缓凝性，它的吸附分散作用主要是在粒子间产生静电斥力和空间位阻作用力。
（2）萘系
主要产物为萘磺酸盐甲醛缩合物，制造时混合烷基萘或添加改性木质素磺酸盐等，以保持适度的引气性及降低混凝土塌落度损失的性能。
（3）密胺系
主要代表物为密胺磺酸盐甲醛缩合物，生产时加入改性木质素类或苯酚、水杨酸，主要目的是生成有立体松散毛刺状高分子、交联高分子以抑制塌落度损失。
（4）氨基磺酸系
主要产物为芳香族氨基磺酸盐聚合物，该产物为具有分散保持功能的分散性组分，缓凝作用较强，它的吸附分散机理主要是DLVO理论和空间位阻理论。
（5）聚羧酸系
聚羧酸系减水剂的代表产物很多，但其结构都基本上遵循一定的规则，即在重复单元的末端或中间位置带有某种活性基团（如聚氧烷基EO、-COOH、--COO-、,
等），由一种或几种低极性聚烯烃链或中等极性的聚酯链、聚丙烯酸酯链或强极性的聚醚链共聚合而成。
主链中的活性基团链段通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用，紧紧地吸附在强极性的水泥粒子表面上，并改变其表面电位；
带多个活性基团的侧链嵌挂在主链上，当吸附在固体颗粒表面时形成具有一定厚度的溶剂化层，同时传递一定的静电斥力。
所选的单体主要有四类:
①不饱和酸—马来酸酐、马来酸和丙烯酸、甲基丙烯酸；
②聚链烯基物质—聚链烯基烃、醚、醇、磺酸；
③聚苯乙烯磺酸盐或酯；
④（甲基）丙烯酸盐或酯、苯二酚、丙烯酰胺。
1.2.3混凝土高效减水剂的作用
不论是减水剂还是高效减水剂，它们在混凝土和水泥制品中的添加都有效地改善了拌和物施工过程中的工作性和硬化后的力学性能[6]。
（1）通过将水泥浆中的水泥分散成细小的颗粒，使水无法被水泥包裹，水分最大程度地用作分散水泥，降低了拌和物的粘性，从而大大提高了水泥拌和物的工作性，因此有利于机械化施工和减轻劳动强度，并且减少了人为因素对工程质量的影响。
（2）在保证工作性不变的前提下降低了水的用量，从而减少了不参加水泥水化的水量。
研究显示，硬化混凝土和水泥制品的性能与其微观结构有直接关系，通常拌和用水量远远超出胶凝材料水化的需水量，在浆体硬化过程中这部分自由水不断蒸发，最后在硬化产物中留下形状不规则的孔隙，这些孔隙对于混凝土和水泥制品来说就是结构缺陷。
因此，减水剂的添加减少了自由水的存在数量和分散状态，也就减少了结构缺陷产生的几率，工程中使用减水剂的产品与普通混凝土和水泥制品相比同龄期的强度都有明显提高;
此外，采用低标号水泥即可达到设计强度要求。
（3）在保证强度满足设计要求且工作性不变时，掺加减水剂可以节约水泥用量，一般高效减水剂可以节约水泥20%-30%。
水泥用量和混凝土强度有直接关系，对于硬化混凝土，骨料依靠胶凝材料作为粘结剂，硬化混凝土的强度取决于它结构的薄弱层，骨料本身强度往往高于混凝土强度，骨料与骨料的粘结强度对混凝土强度起决定作用。
水泥用量大，骨料间产生缺陷的可能性就会提高，所以在满足工作性的前提下，提高混凝土强度的办法是减少水泥用量。
另外，水泥的生产耗费巨大能源，而且生产水泥的材料属于不可再生资源，人们因此把减水剂工业称作“朝阳工业”。
（4）减水剂对水泥浆的分散作用使孔结构改变，混凝土其他性能也随之改变。
目前在商品混凝土中使用最广泛的是高效引气减水剂，它的使用减少了在相同的工作性条件下的用水量，在相同的用水条件下改变了自由水的存在状态，使自由水以大量微小气泡的形式分散在混凝土拌和物中，表现为提高了拌和物的流动性，另外，在硬化浆体中消除了自由水留下的缺陷，均匀分布的气孔降低了构件自重，提高了混凝土的耐久性，对混凝土收缩、徐变也有一定影响[9-10]。
（5）降低工作强度，提高了施工速度。
越来越多的工程采用商品混凝土和泵送混凝土，机械化施工能够保证施工进度和质量的稳定，并且商品混凝土的生产减少了噪音污染和粉尘污染，改善了工人的工作环境，降低了劳动强度，对于开发商而言则降低了建筑成本。
（6）减水剂的使用，扩大了混凝土的用途，尤其是生产高强、高性能混凝土和高流动度自密实混凝土。
二、减水剂的发展
1，聚羧酸系减水剂
（1）掺量低、减水率大（掺量通常为胶结材用量的。
减水率可达35%
～50%，甚至更高）；
（2）不离析、不泌水，保持混凝土坍落度的性能更好，可以做到120min之内基本无损失；
（3）能配制出超高强和超耐久性混凝土；
（4）与水泥、掺合料及其它外加剂相容性好；
（5）能有效地降低混凝土早期的绝热温升，对大体积混凝土更为有利：
（6）分子结构上的自由度大，实现减水剂的高性能化的潜力更大；
（7）由于合成不采用甲醛等对环境有污染的物质，对建筑业的可持续发展有利；
（8）为推广使用大掺量粉煤灰、矿渣、钥渣等工业废料提供了技术保证。
由此可见，聚羧酸系高性能减水剂具备满足21世纪混凝土超高性能化的要求。
2.1国外聚羧酸减水剂发展现状
最早的聚羧酸系高效减水剂主要成分是烯烃与不饱和羧酸的共聚物，其后在外部改良及共聚技术上均有很多突破性的改进，性能日趋完善。
聚羧酸系高效减水剂的研究以日本发展较快，20世纪90年代中期已正式工业化生产，并已成为建筑施工中被广泛应用的一种新型商品化混凝土外加剂。
该类减水剂大体分为烯烃—顺丁烯二酸酐聚合物和丙烯酸—甲基丙烯酸脂聚合物等。
而日本研制的聚羧酸系高性能减水剂，最早合成的反应性活性高分子是用作混凝土坍落度损失控制剂，后来真正意义上做到在分散水泥的作用机理上设计出各种最有效的分子结构，使外加剂的减水分散效果、流动性保持效果得以大大提高，从而带动了预拌混凝土的发展与应用。
1995年后聚羧酸系减水剂在日本的使用量已大大超过了萘系减水剂，且其品种、型号及品牌已名目繁多。
尤其是近年来大量高强度、高流动性混凝土的应用带动了聚羧酸系高性能减水剂的广泛应用与技术发展。
目前日本生产的聚羧酸系减水剂的厂家主要有花王、竹木油脂、NMB株式会社、藤泽药品等，每年利用此类减水剂用于各类混凝土生产量约在1000万立方米左右，并有逐年递增的发展趋势。
由此同时，其它国家对聚羧酸系高性能减水剂的研究与应用也逐渐增多，虽然日本是研发应用聚羧酸系减水剂最多也是最为成功的国家，但目前北美和欧洲对高效减水剂（超塑化剂）的研究方向也在发生变化与转移，其研究中心内容已逐
链转移到对聚羧酸系减水剂（超塑化剂）的研究上来。
从最近文献调研与资料报道中获知：
现已由第一代聚羧酸系减水剂（甲基丙烯酸—烯酸甲酯共聚物），第二代聚羧酸系减水剂（丙烯基醚共聚物）发展到第三代聚羧酸系减水剂（酰胺—酰亚胺型），并正在研发第四代聚酰胺一聚乙烯乙二醇支链的新型高效减水剂。
近年来，北美与欧洲主要偏重于开发聚羧酸类减水剂，研究新拌混凝土工作性能和硬化混凝土的力学性能及工程使用技术等[21]。
欧美的美国MASTE公司、GRACE公司、意大利MADI公司、瑞士SIKA公司等都是比较著名的外加剂生产厂家。
目前欧美主要是商业推广及开发。
2.2国内聚羧酸减水剂研究现状
目前国内正在加紧聚羧酸高效减水剂的研究开发，并取得了初步的研究成果。
上海建筑科学研究院2001年开始聚所羧酸系高效减水剂的研究，开发出名为LEX-9聚羧酸减水剂（液体），其含固量约为20%，掺量为0.2～0.6%时，减水率可达到28.1%，而且掺聚羧酸减水剂的混凝土坍落度在1小时内基本无损失。
即使掺量达到正常掺量的4倍，对混凝土的性能无重大不良影响。
此外，山东省建筑科学研究院、北京大学化学工程学院、清华大学土木系、北京工业大学等单位也正在进行聚羧酸高效减水剂的研究工作，并报道了相关的研究成果。
但由于成本和技术性能问题，国内研制的聚羧酸系减水剂还存在着较多的问题。
由于混凝土技术在国内发展不平衡，性能和成本问题影响了聚羧酸系减水剂的发展。
研究开发聚羧酸系高性能减水剂是高性能混凝土技术发展的必然要求。
聚羧酸系减水剂将是高强高流动性混凝土、大掺量粉煤灰混凝土最重要的组成材料，所以其前景将会愈来愈广阔。
目前，聚羧酸系减水剂的研究已开始起步，我国混凝土技术的发展和减水剂合成与应用技术的进步及政策性扶持，为制备功能高性能减水剂提供了条件，许多研究者取得了一些较好的科研成果。
如清华大学的李祟智、李永德等进行的聚乙二醇、丙烯酸、烯丙基磺酸盐系列减水剂的研制，复旦大学的胡建华等将聚乙二醇、马来酸酐、丙烯酸等合成含有羧基、羟基、磺酸基多官能团的共聚物等等。
但是，近年来国内在推广应用聚羧酸系高性能减水剂方面取得了令人难以想象的速度，从2005年开始，国内便开始了聚羧酸盐减水剂的广泛使用，特别是2006－2007期间，聚羧酸盐减水剂已呈现井喷局面，全国各地都掀起了上马聚羧酸装置的热潮，聚不完全统计：
单就高速铁路建设一项而言，每年消耗的聚羧酸盐减水剂就将达到20万吨/每年。
在加上大型国家工程及商品混凝土搅拌站的需求，预计聚羧酸减水剂将稳步向30－50万吨发展。
2.3聚羧酸减水剂的制备
自从20世纪90年代，聚羧酸超塑化剂在日本首次实现工业化生产以来，聚羧酸超塑化剂的开发、应用、研究已经经过了10几年的发展历程。
由于与传统萘系、三聚氰胺等高效减水剂在聚合原理和工艺上的本质区别，所以通过不同的活性单体和聚合工艺可以制备出在结构和性能上具有很大差别的聚羧酸超塑化剂。
聚羧酸系减水剂分子结构呈梳行，主链上带有多个活性基团，极性较强，侧链带有亲水性的聚醚链段，并且链较长，数量多，疏水基的分子链段较短，数量较少，典型聚羧酸高性能减水剂的分子结构如图1-5所示。
图1-5
聚羧酸系超塑化剂分子结构图
在分子结构方面，聚羧酸超塑化剂主要具有以下几个方面的特点：
（1）聚羧酸减水剂的分子结构呈梳形，其特点是在主链上带有较多的活性基团，并且极性较强，这些基团有磺酸基团（-SO3H）、羧酸基团（-COOH）,
羟基基团（-OH）等。
（2）侧链也带有亲水性的活性基团，并且链较长，其吸附形态主要为梳形柔性吸附，可形成网状结构，具有较高的立体位阻效应，再加上羧基产生的静电排斥作用，可形成较大的立体斥力效应。
（3）分子结构自由度相当大，外加剂合成式可控制的参数多，高性能化的潜力大
。
通过控制主链的聚合度、侧链（长度、类型）、官能团（种类、数量及位置）、分子量大小及分布等参数可对其进行分子结构设计，制造出“理想”的外加剂，更好地解决减水、引气、缓凝、泌水等问题。
该类超塑化剂的制备多采用自由基聚合的方式制备。
其主要步骤如下：
a、引发剂的分解；
I→2I〓
b、链引发反应；
I〓＋M→M〓
c、链增长反应；
M〓1＋M→～
M〓2
d、链终止反应；
～
M〓n＋～
M〓m→Mn+m
M〓m→Mn+Mm
e、链转移反应
M〓1＋L→～
M1+
L〓
其中，I
代表引发剂，M
为单体，n、m
为自然数，L
为链转移剂或其它类物质。
该类反应引发剂的分解反应速率较低，而链增长和链终止反应速率比前者快的多，前者的活化能约为100～150KJ/mol，链增长反应活化能为8～20
KJ/mol，链终止反应活化能约为8
KJ/mol。
可见，引发剂的的分解速率对反应的进程影响很大。
该类超塑化剂单体常采用（甲基）丙烯酸甲氧基聚乙（丙）二醇酯或聚乙（丙）二醇单（甲基）丙烯酸酯、不饱和羧酸（如，甲基丙烯酸及其盐、丙烯酸及其盐、马来酸酐或马来酸等）、不饱和磺酸盐（如，烯丙基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠、AMPS
等）、不饱和酯（丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯等）以及其它类不饱和有机物（如，苯乙烯、苯乙烯磺酸钠等）。
制备该类超塑化剂较多采用溶剂聚合法，较少采用本体聚合。
溶剂最普遍采用水，有一部分采用甲苯、苯等有机溶剂。
使用有机溶剂加大了对环境的污染并且增加了成本，该法基本已被淘汰。
2.4聚羧酸减水剂的作用机理
聚羧酸系高效减水剂加入到水泥中，能显著的改善拌合物的流动性。
分析其减水作用机理，主要有以下几方面作用：
1）静电斥力作用
聚羧酸缩合物为阴离子表面活性剂，它的分子主链以碳碳单键相连，分子主链上的羟基和羧基等吸附基团，在水泥颗粒上的吸附，使分子定向排列，部分极性基团指向液相。
由于亲水极性基团的电解作用，使水泥颗粒表面带有相同电荷，在静电斥力的作用下，使水泥一水体系处于相对稳定的悬浮状态，并通过拆散水化初期形成的絮凝结构释放出的游离水，提高水泥的流动性。
2）空间位阻作用
空间位阻学说的理论核心是最低位能峰[22]。
即高分子吸附于水泥颗粒表面，其伸展进入溶液的支链产生了空间位阻使粒子不能彼此靠近，从而使水泥颗粒分散并稳定。
减水剂吸附在水泥颗粒的表面，形成一层有一定厚度的聚合物分子吸附层。
当水泥颗粒相互靠近时，吸附层相互重叠，在水泥颗粒间会产生斥力作用，重叠越多，斥力越大，称之为空间位阻斥力。
一般认为所有离子型聚合物都会引起静电斥力和空间位阻两种作用。
大小取决于用溶液中离子的浓度、聚合物的分子结构和摩尔质量。
对于聚羧酸高效减水剂由于其侧链较长，吸附层相互重叠，导致水泥粒子之间相互排斥而分散。
3）络合作用
Ca2+能与聚羧酸减水剂中的羧基形成络合物，以钙配位化合物形式存在。
Ca2+还能以磺酸钙形式形式与外加剂结合，所以聚羧酸减水剂以Ca2+为媒介吸附在水泥颗粒上。
溶解到搅拌水中的Ca2+被捕捉后，由于Ca2+浓度降低，从而抑制了水泥的水化。
4）水化膜润滑及润湿作用
聚羧酸系高效减水剂分子主链上较强的水化基团很容易与极性水分子以氢键的形式缔合，在水泥颗粒表面形成一层稳定的具有一定机械强度的溶剂化水化膜，水化膜的形成使水泥颗粒湿润，并易于滑动，阻止了水泥颗粒的相互聚结，保持水泥浆较好的流动性。
减水剂被吸附于水泥颗粒和水之间的界面上，从而使界面张力降低，在与外界成分封闭系统情况下，可使润湿面积增大。
由于润湿作用会增大水泥颗粒的水化面积，从而影响水泥的水化速度。
2.5
聚羧酸盐减水剂吸附分散方式研究
一般高分子根据包含单体的种类、排列方法、分子量、分子量分布等等因素，可微妙发生不同的多样性质。
尤其是对于水溶性高分子来说，单体的排列方法对其性能有决定作用。
通过用原子显微镜、电动声音放大方法（ESA法）、测ZATA电位等对萘系的一种、聚羧酸系的两种（丙烯酸与丙烯酸酯共聚物、烯烃与马来酸酐共聚物）进行测试，测定吸附高效减水剂的水泥粒子之间的相互作用力水泥浆微塌落度的关系和粒子间力与微塌落度的关系，证实外加剂对水泥粒子的分散性存在两种力的作用:
静电排斥力作用和立体排斥力作用。
聚羧酸系减水剂粒子表面静电排斥形成的零电位比萘系等其它种类的减水剂小，但对水泥却具有更大分散力，随着聚羧酸系粒子静电排斥力的增加，高分子吸附保护层立体排斥力（熵效果）的作用，对水泥的分散力更加优越。
图1-3为聚羧酸系高效减水剂形成的两个带吸附保护层的水泥粒子，接近时产生立体排斥力的概念示意图。
静电排斥力的影响起因于聚羧系减水剂高分子的化学结构，其侧链带有长聚醚链的接枝高分子，其静电排斥力还要受立体排斥力的支配。
聚羧酸系高效减水剂吸附水泥粒子的形态如图1-4所示。
聚羧酸中的羧酸离子对水泥粒子产生梳状吸附。
另外在聚羧酸高分子中含有多个醚键（―C―O－C－）侧链，在水溶液中醚键的氧与水分子反应形成强力的氢键，形成亲水性立体保护膜，该保护膜既有分散性，又有分散稳定性。
而且其侧链长度越长分散性就越高，形成的立体保护膜的厚度也就越厚。
但是在一般混凝土配合比的条件
图1.3带高分子吸附保护层粒子的立体排斥概念图
图1.4
高分子链的不同吸附形态
下，长侧链键聚合物并未显示出减水性增大的效果。
相反在水胶比极小的超高强混凝土配合比中，只要调整聚合物主链和接枝侧链长度的聚合物结构平衡，可显著提高减水率。
聚羧酸系高效减水剂能够保持塌落度其机理就在于:
（1）在分散分子的一个分子架构内，具有内在分散力和保持性能；
（2）在分散成分内带有混合保持坍落度的成分。
其中第
（2）项，在混凝土中，可以利用碱的加水分解作用，逐渐使分散成分发生变化而形成反应性高分子和交联聚合物，也就是在混合搅拌后，能产生一种具有能使流动度后续增长性质的成分，而这种成分即是一种有用的保持成分。
高效减水剂加入水泥浆体系后会被水泥颗粒吸附，而使水泥颗粒表面带有相同电荷，根据同性电荷相斥原理，这使水泥颗粒相互分散而不凝聚，但随着水泥颗粒接触水的时间延续，会产生一定量水化产物，对水泥颗粒表面减水剂分子吸附层产生了一定的覆盖，尽管水化产物也会从液相中吸附一定量减水剂分子，但随着液相中减水剂分子的减少，所供吸附的减水剂分子的量逐渐减少，所以Zeta电位明显降低，颗粒间排斥作用减弱，平衡状态被打破。
水泥凝胶体系呈凝聚趋势，宏观表现为混凝土的坍落度减小。
但是与萘系和三聚氰胺系高效减水剂不同，掺加聚羧酸系高效减水剂的水泥浆体系中，水泥胶粒表面的Zeta电位的增长没有前两者大，但能在90min内基本保持不变，这将使得水泥颗粒持续保持良好的分散状态，因而混凝土的坍落度能在较长时间具有较好的保持性。
分析其原因是由于羧酸根离子会与浆体体系中溶出的Ca2+结合，使水泥浆体初始水化速度减慢，因而水化产物减少，另外一个原因正如前面所述，水泥颗粒对聚羧酸系高性能减水剂分子的吸附呈齿型结构，具有更显著的立体分散作用，能使水泥粒子在较长的时间内保持分散性。
2.6
聚羧酸系超塑化剂结构与性能之间的关系
反应性聚合物分散剂控制混凝土坍落度损失，其分散作用机理是非水溶性的聚丙烯酸盐、氨或酯等，在水泥浆体的碱性环境中缓慢溶解，聚合物分子因分解而转变成带羧基、酸氨基、氰基等活性官能团的分散剂，从而继续保持混凝土的高流动状态。
Ohta、Yamada等学者对聚羧酸系减水剂主链、侧链的长度等高分子的结构与混凝土的分散性、分散性保持、凝结的关系进行了研究，其结果见表1.1。
可见，聚合物所带官能团如羧基、磺酸基和聚氧乙烯基的数量以及侧链的链长、主链聚合度等影响聚羧酸系减水剂对水泥粒子的分散性，要获得较好的分散性，则需要聚合种类多、侧链长、主链聚合度短并且要含有较多的磺酸基。
T.Nawa用6种带不同EO链长的马来酸酐或甲基丙烯酸的接枝共聚物进行流动性实验时，发现EO链长对流动性的影响依赖于主链，在马来酸酐基共聚物中，EO链越短，流动性越好，然而对于甲基丙烯酸基接枝共聚物来说，EO链越长，流动性越好，随着EO链长的增加，延迟水化的程度降低，而且延迟程度依赖于主链聚合物的类型。
对于马来酸酐类共聚物，EO链越短，水化延迟程度急剧增加，相反对于甲基丙烯酸基共聚物，水泥粒子的水化基本上不受EO链长的影响。
表1.1减水剂的分子结构与性能关系
结构因素
主链长度
接枝链长度
接枝数量
低分散性、短分散保持性长，短，多
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