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（1）節(jié)約能源、資源
目前我國(guó)正處于高速發(fā)展、建設(shè)時(shí)期，能源資源相對(duì)緊缺是制約快速發(fā)展的重要問(wèn)題。一方面聚羧酸減水劑與摻合料具有良好的匹配性，促進(jìn)了工業(yè)副產(chǎn)品的應(yīng)用，另一方面以其高減水率，可以節(jié)約大量的水泥，這就意味著一個(gè)工程可以節(jié)約成千上萬(wàn)噸的水泥，緩解目前資源和能源緊缺的問(wèn)題，同時(shí)減少熟料燒成帶來(lái)的環(huán)境污染方面有著重要的作用，符合綠色建材的發(fā)展方向。
（2）低環(huán)境負(fù)荷，促進(jìn)綠色建材發(fā)展
甲醛為較高毒性的物質(zhì)，在我國(guó)有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上甲醛高居第二位。甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一。研究表明，甲醛具有強(qiáng)烈的致癌和促癌作用。甲醛對(duì)人體健康的影響主要表現(xiàn)在嗅覺(jué)異常、刺激、過(guò)敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等方面。
萘系減水劑為萘磺酸甲醛縮合物，采用工業(yè)萘經(jīng)濃硫酸磺化后，再用一定量的甲醛與萘磺酸反應(yīng)生成甲醛縮合物，最后用堿來(lái)中和，得到萘的磺化甲醛縮合物的鈉鹽和硫酸鈉的混合物，即萘系減水劑。合成分為四個(gè)反應(yīng)步驟，即磺化反應(yīng)、水解反應(yīng)、縮合反應(yīng)及中和反應(yīng)。其中縮合反應(yīng)需要用到大量的甲醛，對(duì)環(huán)境造成污染。如果生產(chǎn)時(shí)合成工藝控制不當(dāng)，產(chǎn)品很容易帶有大量的游離甲醛，在運(yùn)輸和使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成二次污染。
為了進(jìn)一步控制室內(nèi)環(huán)境污染，提高民用建筑工程的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，目前國(guó)家建設(shè)部及有關(guān)部門(mén)提出：加強(qiáng)對(duì)混凝土外加劑的甲醛污染控制，提出了在控制混凝土外加劑里面的氨氣污染同時(shí)，控制混凝土外加劑里面的甲醛污染，從而有效避免毛坯房室內(nèi)空氣中甲醛超標(biāo)。聚羧酸減水劑合成采用水溶液自由基聚合，整個(gè)過(guò)程無(wú)甲醛及其他有害釋放物，無(wú)廢水廢氣排放，符合綠色建材的發(fā)展方向。
同時(shí)，聚羧酸減水劑的使用，有利于緩解CO2溫室效應(yīng)。2008年中國(guó)水泥產(chǎn)量13.9億噸，CO2排放量為62億噸，超過(guò)美國(guó)，位居世界第一。聚羧酸減水劑以其高減水率，可降低10～15％的水泥，可減少1～2億噸CO2排放。
（3）提高混凝土耐久性，促進(jìn)混凝土高性能化發(fā)展
混凝土工程因其工程量大，耐久性不足對(duì)未來(lái)社會(huì)造成非常沉重的負(fù)擔(dān)。美國(guó)有調(diào)查表明，美國(guó)的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程總價(jià)值約為6萬(wàn)億美元，每年所需維修費(fèi)或重建費(fèi)約為3千億美元。美國(guó)50萬(wàn)座公路橋梁中20萬(wàn)座已有損壞，平均每年有150-200座橋梁部分或完全坍塌，壽命不足20年；美國(guó)共建有混凝土水壩3000座，平均壽命30年，其中32%的水壩年久失修。美國(guó)對(duì)二戰(zhàn)前后興建的混凝土工程，在使用30-50年后進(jìn)行加固維修所投入的費(fèi)用，約占建設(shè)總投資的40%-50%以上。目前，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程規(guī)模宏大，每年高達(dá)２萬(wàn)億元人民幣以上，約30-50年后，這些工程也將進(jìn)入維修期，所需的維修費(fèi)或重建費(fèi)將更為巨大。因此，提高混凝土的耐久性對(duì)于當(dāng)前實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，更好地利用資源、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，都具有十分重要的意義。
眾所周知，堿是誘發(fā)混凝土堿-骨料反應(yīng)[23]的主要因素之一，是影響混凝土耐久性的重要因素。而由于堿-骨料反應(yīng)導(dǎo)致大壩損毀的在國(guó)內(nèi)外屢見(jiàn)不鮮，如巴西的Moxoto大壩和法國(guó)的Chambon大壩，前者在工程完工3年后便出現(xiàn)了堿-骨料反應(yīng)，后者在建成后50～60年發(fā)生了堿-骨料反應(yīng)。混凝土中堿主要來(lái)源于水泥、粉煤灰、減水劑等原材料。世界上對(duì)于堿含量的控制也非常重視，南非規(guī)定混凝土堿總量不得超過(guò)2.1Kg/m3，美國(guó)規(guī)定混凝土堿總量不得超過(guò)3.3Kg/m3，我國(guó)在三峽工程中規(guī)定混凝土堿總量不得超過(guò)2.5Kg/m3，吳中偉院士[24]認(rèn)為對(duì)于中、低強(qiáng)混凝土，這個(gè)極限更低，應(yīng)為1.5～2.0kg/m3。而作為混凝土五組分之一的減水劑，堿含量特別是Na2SO4含量直接影響到混凝土的堿總量。
氯離子也是影響混凝土耐久性的一個(gè)重要因素。氯離子對(duì)鋼筋表面鈍化膜有特殊的破壞作用，當(dāng)混凝土中氯含量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，鋼筋會(huì)銹蝕，而水和氧的存在是鋼筋被腐蝕的必要條件，因此，若混凝土開(kāi)裂，造成水和氧的通道，則鋼筋銹蝕加速，促成混凝土裂縫進(jìn)一步開(kāi)展，混凝土保護(hù)層剝落，最終使構(gòu)件失去承載力。
萘系減水劑與聚羧酸減水劑的勻質(zhì)性指標(biāo)。由表1-2可知，萘系減水劑的氯離子含量普遍偏高，在0.45～1.8范圍內(nèi)；硫酸鈉含量一般為2～20％不等。從表1-3中可以看出，聚羧酸減水劑具有較低的氯離子含量，一般都小于0.01％；同時(shí)堿含量小于2％，硫酸鈉含量在小于1.5％。
目前，萘系減水劑占我國(guó)高效減水劑使用量的90%以上，由于萘系減水劑的生產(chǎn)采用濃硫酸磺化、氫氧化鈉中和等工藝，引入大量的堿金屬離子，致使堿含量和硫酸鈉含量過(guò)高。有些廠家的萘系減水劑中Na2SO4的含量高達(dá)30%，大多數(shù)在10%以上，氯離子含量一般在0.3%以上，有的產(chǎn)品更高。而聚羧酸系減水劑是通過(guò)水溶液聚合、非磺化的高性能減水劑，在生產(chǎn)中只需極少量氫氧化鈉（一般約為2％左右）來(lái)調(diào)整其pH值，此類減水劑的含堿量極少，基本不含氯離子。因此聚羧酸減水劑具有低堿低氯特點(diǎn)，有利于提高混凝土的耐久性，符合混凝土工業(yè)的可持續(xù)戰(zhàn)略。
（4）實(shí)現(xiàn)聚羧酸減水劑的高性能化，推動(dòng)聚羧酸減水劑市場(chǎng)快速發(fā)展
美國(guó)預(yù)拌混凝土占所使用混凝土產(chǎn)量的84％，瑞典的比例也與此接近，為83%。緊隨其后的為日本、澳大利亞，而中國(guó)目前預(yù)拌混凝土所占比例只有20%。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境和能源的關(guān)注，中國(guó)預(yù)拌混凝土占混凝土總量的比例將有迅猛的提高。1999年全國(guó)總產(chǎn)量為5414萬(wàn)方，2000年為7833萬(wàn)方，2002年商品混凝土產(chǎn)量超過(guò)百萬(wàn)立方米的城市就達(dá)到26個(gè)，這26個(gè)城市混凝土的總產(chǎn)量就達(dá)到11000萬(wàn)方。2010年預(yù)計(jì)將達(dá)到40%，實(shí)際產(chǎn)量將增長(zhǎng)一倍以上。2000～2004商品混凝土年復(fù)合增長(zhǎng)率為38.38%， 2004～2008復(fù)合增長(zhǎng)率為19.28%，8年復(fù)合增長(zhǎng)率為28.48%。未來(lái)幾年行業(yè)仍處于高速增長(zhǎng)期。行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整勢(shì)在必行，現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土將逐步被預(yù)拌混凝土所取代。目前，大多數(shù)商品混凝土都使用萘系減水劑，因此，在商品混凝土中推廣應(yīng)用低成本聚羧酸減水劑對(duì)于促進(jìn)我國(guó)減水劑更新?lián)Q代具有重要的意義。
聚羧酸減水劑的性能優(yōu)勢(shì)
聚羧酸減水劑以其優(yōu)良的分散性和分散保持性已經(jīng)成為未來(lái)減水劑的發(fā)展方向。聚羧酸減水劑在內(nèi)地已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，如高速鐵路、跨江海隧道等工程，用于改善混凝土工作性，優(yōu)化其長(zhǎng)期使用性能，促進(jìn)混凝土高性能化，具體來(lái)看，聚羧酸減水劑具有以下特點(diǎn)及用途：
（1）高減水率，提高混凝土流動(dòng)性；
（2）不離析、不泌水，保持混凝土坍落度的性能更好，可以做到120min之內(nèi)基本無(wú)損失，用于改善混凝土施工性能，便于運(yùn)輸、泵送；
（3）能配制出超高強(qiáng)和超耐久性混凝土，提高混凝土耐久性，實(shí)現(xiàn)混凝土百年壽命；
（4）與水泥、摻合料及其它外加劑相容性好，提高摻合料用量，節(jié)約資源能源，降低環(huán)境負(fù)荷；
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