從城市建筑到道路橋梁，混凝土開裂問題影響極其廣泛。混凝土裂縫導(dǎo)致混凝土強度降低，對其耐久性不利，混凝土的脆性和干燥收縮問題是影響其開裂性能的主要原因，因此減小混凝土收縮，降低混凝土脆性，控制混凝土內(nèi)部原生初始缺陷對改善混凝土的應(yīng)用性能至關(guān)重要。國內(nèi)外常用添加混凝土膨脹劑補償混凝土收縮的辦法，由于膨脹劑與減水劑之間相容性較差，容易導(dǎo)致膨脹劑因為補償收縮控制不當(dāng)而加劇裂縫，混凝土耐久性難以保證；纖維可以增加混凝土韌性防止開裂，但添加纖維存在分散問題；混凝土孔隙溶液的表面張力降低比例與混凝土減縮率成正比，減縮劑留在孔隙中，可以降低混凝土毛細孔內(nèi)水的表面張力、抑制水分蒸發(fā)，使用混凝土減縮劑可以用于降低混凝土收縮，是抑制混凝土產(chǎn)生裂縫最好的方法，但混凝土減縮劑摻量與減水劑摻量相當(dāng)，減縮劑存在影響混凝土強度且價格較高的問題，不易推廣使用。

專利名稱為“一種低表面張力超支化減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法”的專利（專利號CN110358024B）公開了將不飽和聚醚、多羥基聚合物和超支化減縮功能單體與水于容器中，在20-60℃下混合，并加入引發(fā)劑水溶液、鏈轉(zhuǎn)移劑水溶液和不飽和酸水溶液，保溫一段時間后，將得到的反應(yīng)產(chǎn)物用堿性物質(zhì)調(diào)整pH至6.0-7.0，即得到低表面張力超支化減縮型聚羧酸減水劑，該制備方法因為聚乙二醇單甲醚、馬來酸酐、聚磷酸酯、催化劑和阻聚劑等加入，使得到的超支化減縮功能單體反應(yīng)活性變差，生產(chǎn)穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)化率較低。

名稱為“一種低表面張力、減縮型聚羧酸減水劑”的專利申請（CN112979885A）先將甲基丙烯酸、二乙二醇單丁醚、乳化劑OP-10加入容器中，在80-110℃反應(yīng)4h，減壓蒸餾得到酯類減縮單體，與烯丙基聚氧乙烯醚大單體一起合成，得到低表面張力、減縮型聚羧酸減水劑，因為酯化單體有阻聚劑以及烯丙基聚氧乙烯醚活性低，該醚酯混合單體制備的減縮型減水劑性能與減縮劑和減水劑復(fù)配效果相似。專利名稱為“一種低表面張力減縮型聚羧酸減水劑及其制備方法”的專利（CN110358023B），先合成低表面張力聚磷酸酯單體，再合成減縮型聚羧酸減水劑，其工藝太復(fù)雜，成本高。研究既是減水劑又是減縮劑的減縮型聚羧酸系減水劑，可以取得明顯增強抗裂效果，分別優(yōu)于減縮劑和減水劑單獨使用的效果，但目前優(yōu)質(zhì)的早強型或超早強減縮型聚羧酸系減水劑在國內(nèi)市場上并不多見。

我國高鐵的無砟軌道板、鋼筋混凝土底座板采用預(yù)制混凝土技術(shù)，中間混凝土彈性墊層采用自密實灌漿的預(yù)拌混凝土技術(shù)，核心技術(shù)要求是控制混凝土材料的早強或超早強、抗裂特性，減少混凝土構(gòu)件的原生裂縫。預(yù)制混凝土要求構(gòu)件生產(chǎn)的模板周轉(zhuǎn)較快、外觀質(zhì)量好且無大的裂縫；自密實預(yù)拌混凝土則要求具有高流動性，滿足可以灌漿、施工速度快、以及早脫模等特點。因此，高鐵工程道床施工采用CRTSⅢ型板式的無砟軌道施工技術(shù)，十分依賴于混凝土外加劑的技術(shù)進步。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，建議采用超高減水率的早強型或超早強聚羧酸系減水劑低常溫合成技術(shù)，在減水劑分子結(jié)構(gòu)中直接引入醚類、酯類、磺酸、有機硅、酰胺類、硅酸酯等單體，各種表面活性基團大大降低減水劑溶液的表面張力，同時使混凝土早期獲得高強度，后期強度穩(wěn)定增長，在保證具有良好工作性的前提下，特別適合配制1天強度即可達到設(shè)計強度等級50%左右的C50-C80超早強高強混凝土，免去或縮短混凝土構(gòu)件的靜停與養(yǎng)護時間，滿足快速脫模的要求，同時混凝土構(gòu)件不易出現(xiàn)蜂窩、麻面等現(xiàn)象，完全能滿足質(zhì)量要求。

超早強減縮型聚羧酸系減水劑制備方法：

步驟S1，將乙二醇乙烯基聚乙二醇醚和甲基丙烯酸聚乙二醇單酯與低溫去離子水混合，得到D溶液。具體過程為：

配制D溶液（反應(yīng)釜底液），在配置有攪拌器、溫度計、滴加裝置的四口玻璃燒瓶內(nèi)加入250重量份重均分子量6000的乙二醇乙烯基聚乙二醇醚（EPEG6000，n=136）+200重量份重均分子量1200的甲基丙烯酸聚乙二醇單酯（MAPEG1200，n=27）+400重量份的10℃低溫去離子水，攪拌至60%-80%溶解。

步驟S2，將不飽和羧酸單體、不飽和磺酸或其鹽、硅烷偶聯(lián)劑單體與低溫去離子水混合，得到A溶液。具體過程為：

配制A溶液（小單體溶液），28重量份的丙烯酸+1.5重量份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）+0.5重量份的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑（KH171）+25重量份的10℃低溫去離子水，攪拌溶解。

步驟S3，將還原劑、鏈轉(zhuǎn)移劑與低溫去離子水混合，得到B溶液。具體過程為：

配制B溶液（促進劑溶液），2重量份的次磷酸鈉+1.5重量份的巰基丙酸+0.5重量份的L-抗壞血酸+80重量份的10℃低溫去離子水，攪拌溶解。

步驟S4，中和改性劑和低溫去離子水混合，得到C溶液。具體過程為：

配制C溶液（中和改性劑溶液），5.0重量份的三乙醇胺+2.5重量份的納米二氧化硅+80重量份的10℃低溫去離子水，攪拌溶解。

步驟S5，向D溶液中加入氧化劑，再分別同時滴加A溶液、B溶液進行聚合反應(yīng)。具體過程為：

將3.5重量份的27%的雙氧水加入D溶液中攪拌，再分別同時均勻滴加A溶液、B溶液，常溫下滴加時間為70min。

步驟S6，用C溶液對聚合反應(yīng)的產(chǎn)物進行中和改性，即得超早強減縮型聚羧酸系減水劑。具體過程為：

滴加結(jié)束后，保溫30min，之后加入90重量份的C溶液中和調(diào)節(jié)pH至5-7，得到質(zhì)量濃度為45%的減縮型聚羧酸減水劑PE-SRA1。

按上面步驟制備的減水劑進行配比，采用基準水泥或者代用的工程普通水泥，砂率39wt%，配合比（質(zhì)量比）為水泥：砂子：碎石=330:720:1100，PE±SRA減水劑10wt%濃度摻量2wt%，通過調(diào)整用水量控制混凝土坍落度在90-145mm，檢測后得知，PE-SRA系列與PE+SRA系列的表面張力相近，但相同摻量條件下PE-SRA系列的減水率和減縮效果遠遠好于PE+SRA系列。