現(xiàn)在，減水劑正向著高效能、低摻量及復(fù)合化的方向發(fā)展，聚羧酸高效減水劑即為第三代高效減水劑的杰出代表，其根據(jù)混凝土的實(shí)際性能蓋駁進(jìn)行減水劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分子呈梳形結(jié)構(gòu)，主鏈上帶有多個(gè)極件較強(qiáng)的活性基團(tuán)，側(cè)鏈上帶有數(shù)量占多數(shù)的親水性活性基團(tuán)以及分子鏈較短、數(shù)量少的疏水基，使其在混凝土應(yīng)用中表現(xiàn)出高減水率、高保坍性和體積穩(wěn)定性的性質(zhì)。

聚羧酸系高效減水劑首先在20世紀(jì)80年代末由日本觸媒公司研制成功，90年代正式投入工業(yè)化生產(chǎn)，1995年以后，聚羧酸系減水劑大量應(yīng)用于高層建筑，在日本的使用量超過(guò)了萘系減水劑。

與其他高效減水劑相比，聚羧酸系減水劑的分子結(jié)構(gòu)主要有以下特點(diǎn)：

分子結(jié)構(gòu)呈梳形：聚羧酸系高效減水劑主鏈上帶有較多的活性基團(tuán)，并且極性較強(qiáng)。這些基團(tuán)有磺酸基團(tuán)(-SO3-)、羧酸基團(tuán)(-COO-)、羥基基團(tuán)(-OH)、聚氧烷基烯基團(tuán)(-(CH2CH2O)m-R)等，形成梳形結(jié)構(gòu)。各集團(tuán)對(duì)水泥漿體的作用不相同，如磺酸基地分散性好；羧酸基除有較好的分散性外，還有緩凝效果；

羥基不僅具有緩凝作用，還能起到浸透潤(rùn)濕的作用；聚氧烷基類基團(tuán)具有保持流動(dòng)性的作用。

側(cè)鏈帶有親水性的活性基團(tuán)，并且鏈較長(zhǎng)，通過(guò)梳形柔性吸附形態(tài)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較高的立體位阻效應(yīng)，再加上羧基產(chǎn)生的靜電排斥作用，可表現(xiàn)出較大的立體斥力效應(yīng)。

分子結(jié)構(gòu)自由度相當(dāng)大，合成時(shí)可控制的參數(shù)多、高性能化的潛力大。通過(guò)控制主鏈的聚合度、側(cè)鏈(長(zhǎng)度、類型)、官能團(tuán)(種類、數(shù)量及位置)、分子量大小及分布等參數(shù)可對(duì)其進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研制出性能優(yōu)異的高效減水劑。

聚羧酸高效減水劑合成單體包括(甲基)丙烯酸、馬來(lái)酸(酐)、聚乙二醇、(甲基)丙烯磺酸(鹽或酯)及丙烯酰胺等，其合成方法主要有：大分子單體法、大分子反應(yīng)法、原位聚合與接枝。各種乙烯類單體經(jīng)共聚合反應(yīng)獲得主鏈，在主鏈上含有陰離子(如羧基、磺酸基)及其他極性基團(tuán)(如羥基、醚、酰胺、胺)等的水溶性高分子，表現(xiàn)出很多皮好的使用性能。

低水泥澆注料經(jīng)科學(xué)級(jí)配，以Al2O3(含剛玉、磯土熟料等)作骨料，礬土細(xì)粉、剛玉細(xì)粉和鎂砂細(xì)粉作基質(zhì)，摻加α-Al2O3和SiO2超微粉優(yōu)化基質(zhì)，用鋁酸鈣水泥作結(jié)合劑，摻適量減水劑以分散基質(zhì)，改善澆注料拌合物流動(dòng)性，直接引入預(yù)合成的鎂鋁尖晶石，或通過(guò)引入鎂砂MgO與Al2O3在高溫下原位反應(yīng)形成尖晶石等技術(shù)，對(duì)耐火材料施工性能、使用性能進(jìn)行優(yōu)化提高其使)效果。

在低水泥澆注料體系中，減水劑、微粉、結(jié)合劑形成彼此依賴的結(jié)合系統(tǒng)，其在結(jié)合系統(tǒng)中共同起作用并相互影響，通過(guò)水化反應(yīng)，結(jié)合劑產(chǎn)生膠凝結(jié)合作用，微粉填充于骨料空隙中，降低拌合用水量。

一方面，微粉、結(jié)合劑在水中形成膠體粒子，在減水劑的作用下，粒子表面形成雙電層的重疊，粒子之間產(chǎn)生靜電斥力，克服質(zhì)點(diǎn)間的范德華力，降低界面能，阻止粒子之間的吸附絮凝：另一方面，粒子周圍吸附了減水劑，形成溶媒層，增大了低水泥澆注料的流動(dòng)性，改善了低水泥澆注料的性能。因此，微粉的作用與減水劑密不可分，當(dāng)選擇了合適的微粉和減水劑品種，科學(xué)合理配料，結(jié)合系統(tǒng)就能充分發(fā)揮其最大作用，否則易發(fā)生瞬時(shí)凝結(jié)、流動(dòng)性降低或硬化延遲等。