聚羧酸系減水劑（PCE）由于摻量低、減水率高（不小于25%）、增強效果好、分子可調節性強，以及合成過程中不使用甲醛等特點，關于PCE的研究，人們聚焦于其作用機理的解釋、性能的進一步提升、衍生產品的開發以及應用技術的優化，目的在于徹底解決水泥混凝土實際施工技術問題，提高混凝土綜合性能（高工作性、高強度、高韌性和高耐久性），最大程度地實現節資、利廢、節能和減排的目標。時至今日，雖然在PCE的研究方面取得了一定成果，但由于對PCE的認知尚淺，所解決的問題只是冰山一角，研究工作仍然十分艱辛！
難題1：PCE的作用機理
摻入PCE的水泥漿體流動性能會大幅提高。研究人員普遍認為，PCE吸附在水泥顆粒表面，相鄰水泥顆粒表面所吸附的PCE分子主鏈上的羧酸基團通過同性電荷相斥原理產生分散作用，加之，PCE分子的側鏈可以提供空間位阻作用，因而PCE具有優異的分散性能。但是，PCE是如何被吸附在水泥顆粒表面的呢？是靜電作用的結果還是熵增作用的驅動，目前仍然沒有定論。此外，摻入PCE的水泥漿體水化誘導期的持續時間相較未摻PCE的水泥漿體有所延長，在宏觀上表現為水泥漿體凝結時間推遲。那么，PCE如何實現對水泥漿體的緩凝？為什么摻有PCE的水泥漿體在后來的水化速率反而加快？
難題2：早強型
學界有部分早強型PCE的研究成果，市面上也已經開始出現少量的早強型PCE產品，但是人們對早強型PCE的作用機理仍然存在疑慮。大量試驗結果表明，PCE的摻入均會不同程度地延緩水泥的水化，降低水泥漿體早期的累積水化放熱量，同時降低早期硬化水泥漿體中CH的生成量。關于早強型PCE的作用機理，以及該類PCE是否確實促進了水泥漿體的水化，是值得商榷的。
難題3：減縮型
水泥混凝土澆筑后會發生一系列的收縮，如塑性干燥收縮、化學收縮、自收縮和硬化干燥收縮等，導致其產生收縮裂縫，嚴重影響結構的力學性能和耐久性。大量試驗證明，摻入有效的減縮劑可以使混凝土的塑性干燥收縮、自收縮和硬化干燥收縮率減少40%以上，降低混凝土結構出現嚴重裂縫的概率。關于減縮劑的作用機理，普遍認可的是：（1）減縮劑的摻入大幅降低了混凝土內部液相的表面張力；（2）減縮劑的摻入有助于減緩混凝土內部水分的蒸發速率；（3）減縮劑的摻入改變了混凝土內部漿體的孔結構。不管減縮劑的作用機理如何，其較大的摻量（1%～3%）影響著工程界的使用積極性。由于PCE的水溶液也具有較低的表面張力，人們寄希望于減縮型PCE的成功研發與投產。然而，時至今日，尚未出現規模化的減縮型PCE產品。
難題4：適應性
雖然PCE在中國減水劑行業的市場占有率已超過80%，但仍然有些混凝土生產企業無奈地將所使用的PCE更換為萘系減水劑或脂肪族減水劑。究其原因，在于目前的PCE產品在面對不同地域的混凝土原材料時，其適應性難以滿足要求。中國幅員遼闊，PCE的推廣應用者面對全國各地不同的原材料和其他外加劑時，即使利用富有經驗的復配技術，有時仍然束手無策。這些難題主要涉及PCE的適應性。
綜上所述，自20世紀80年代誕生以來，PCE雖然已經歷經30余年的發展，但關于PCE作用機理的研究、PCE新品種的開發以及PCE大規模應用的研究方面仍然有諸多亟待解決的問題。
PCE的研究方興未艾！為了PCE美好的未來，所有相關研究者應該同舟共濟，自強不息，繼往開來！
文章來源：中國混凝土網
