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传统混凝土材料是由水泥、骨料和水组成，随着建筑技术进步，高性能混凝土(HPC)成为混凝土材料发展趋势，广泛应用于建筑、桥梁与海工等结构中。制备高性能混凝土的关键是高效减水剂使用，高效减水剂使混凝土具有更好的流动性，减少混凝土用水量20％-30％，使用高效减水剂能制备出具有高耐久性能的混凝土，高效减水剂已成为高性能混凝土的重要组成部分。
目前国内使用的高效减水剂主要是萘磺酸盐甲醛缩合物(NSF)，大量使用萘系减水剂的原因是萘系减水剂成本较低，能减少混凝土用水量5％～20％，掺加萘系减水剂的混凝土塌落度损失大且不合适制备高性能混凝土。近年来有限工业萘已经不能满足现在市场需求，价格浮动较大。萘系减水剂的价格优势正在逐步减小，研究具有更好减水能力和更好保塌能力的新型高效减水剂已成为混凝土外加剂发展方向。
通过大量实验合成出羟基磺酸类(SPF)、氨基磺酸类(AS)和羟基氨基羧基磺酸类(AH)单环芳烃型高效减水剂，SPF减水剂最佳工艺参数为苯酚：亚硫酸氢纳：甲醛比例为1:0.6:1.75，体系的pH=10-11，缩聚为90℃-100℃，缩聚反应5-6h。AS减水剂最佳工艺参数为苯酚/氨基苯磺酸钠1.25，(对氨基苯磺酸钠+苯酚)/甲醛在1.25，体系的pH=10-11，反应温度为90-100℃，反应时间4-5h。AH减水剂其最佳合成工艺参数为水扬酸取代苯酚25％，(苯酚+水扬酸+对氨基苯磺酸钠)/甲醛为1.25，(苯酚+水扬酸)/对氨基苯磺酸钠为1.25时，pH=9-10，反应温度85℃-90℃，反应时间4-5h。
使用红外光谱分析(IR)和凝胶渗透色谱分析(GPC)对合成的SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂分子结构进行表征，证实三种单环芳烃型高效减水剂是由憎水主链是由苯基和亚甲基交替连接而成，主链单环上接有-SO3、-OH、-NH2和-COOH等亲水性官能团。合成出减水剂分子与设计的分子结构特征一致。
SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂对水泥颗粒具有很强分散能力。掺量0.5％时，SPF、AS和AH减水剂的水泥净浆流动分别达到230mm、255mm和252.5mm，随着时间变化，1h以后掺SPF减水剂的水泥净浆流动度达到220mm，2h以后损失要达到13％，2h以后水泥净浆流动度只有190mm。1h以后掺AS减水剂的水泥净浆流动度从255mm变化到260mm，2h以后净浆流动度达到265mm，掺AH减水剂的水泥净浆流动度从245mm变化到255mm，2h以后的净浆流动度达到262.5mm。而掺萘系减水剂(NF)的水泥浆体初始净浆流动度可达到220mm，1h水泥净浆流动度损失不大，而2h以后水泥净浆流动度保持在210mm左右，水泥颗粒分散能力和净浆流动度保持性两方面来看，AS和AH高效减水剂综合性能最佳，SPF高效减水剂综合性能最差。AS和AH单环芳烃型高效减水剂对水泥颗粒分散性能和净浆流动度保持性要优于常用萘系。SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂具有掺量低、高减水和混凝土塌落度保持能力强的特点，水胶比在W/C=0.45时，掺0.3％AS、0.35％AH、0.7％SPF和0.8％萘系减水剂时，减水率能达到25.6％，SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂具有掺量低、高减水特点。掺加SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂可以延长混凝土凝结时间，对混凝土有明显的增强作用。
通过对SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂的表面张力、起泡能力和ξ电位以及其稳定性的测定。研究SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂作用机理。SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂可降低溶液表面张力，减水剂的表面张力大小次序为AH>AS>SPF，单环芳烃型高效减水剂有一定的引气性。掺加SPF、AS和AH单环芳烃型减水剂的水泥颗粒表面三电位向负方向移动，SPF高效减水剂与空白组相比ξ电位绝对值变化最大，AS和AH减水剂ξ电位绝对值变化较小，随着时间变化，掺SPF减水剂水泥颗粒表面ξ电位与起始ξ电位相比有一定减小，掺AS和AH减水剂，ξ电位变得更负。SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂作用机理是以静电斥力和空间位阻为主，兼有润滑作用和润湿作用，SPF减水剂主要是通过吸附在水泥颗粒表面产生ξ-电位使水泥颗粒分散，AS和AH减水剂通过ξ-电位的静电斥力和空间位阻效应以及润滑和润湿共同作用使水泥颗粒有更好的分散能力。
使用MIP、XRD、SEM和TG-DTA等现代测试分析方法研究掺单环芳烃型高效减水剂对水泥水化和水泥微观结构影响，掺SPF、AS租AH单环芳烃型高效减水剂可延缓水泥水化和明显降低水化放热速率，AS减水剂缓凝效果和降低水化热最强，SPF减水剂缓凝效果和降低水化热效果最弱。掺加单环芳烃型高效减水剂水泥浆体的孔隙总体积与总孔隙率有增加趋势，水泥浆体孔最可几孔分布变化不大。XRD、DAT-TG和SEM分析表明，SPF、AS和AH单环芳烃型高效减水剂对硅酸盐水泥熟料水化过程产生抑制作用，不影响水化产物与水化过程最终结果。