[发明专利]一种聚羧酸盐类混凝土保坍剂

说明书

技术领域

本发明属建筑材料中混凝土外加剂技术领域，具体涉及到一种可与羧酸类接枝共聚物超塑化剂 复合使用，降低其坍落度损失的聚羧酸盐类高效混凝土保坍剂。

背景技术

随着交通、水电、市政等建筑事业的发展，高跨度桥梁、上百层的高楼大厦、以及石油钻井平 台、海上机场、海上城市、海底隧道等工程建设的逐步兴起，对混凝土施工性能、强度指标以及耐 久性要求越来越高，几乎全部要求使用泵送混凝土，而高效减水剂则是配制泵送混凝土必不可少的 第五组份。泵送混凝土需要长距离运输和较高气温条件下施工，不可避免会导致新拌混凝土的坍落 度损失，从而影响混凝土工程质量。国内目前大部分采用萘系减水剂，其生产工艺和应用技术比较 成熟，减水率较高、不引气、水泥适用性好、价格相对便宜，但其存在的主要问题是混凝土坍落度 经时损失大，虽然有对萘系减水剂进行化学改性的报道，但都没有取得突破性的进展。

新型的羧酸类接枝共聚物超塑化剂由于具有分散性好、坍落度保持能力强、分子结构可变因素 多而成为了世界性的研究热点。随着我国核电、水利、桥梁、隧道等大型基础设施的兴起，尤其是 国家铁路客运专线网工程的规划实施，对聚羧酸系高性能外加剂的市场需求持续增长。虽然聚羧酸 外加剂优异的减水性能和良好坍落度保持能力已被业界广泛认可，但对水泥矿物组成、水泥细度、 石膏形态和掺量、外加剂添加量、配合比、用水量以及混凝土拌合工艺具有极高的敏感度，严重影 响了现有产品在工程中的广泛应用。特别是我国水泥种类繁多，集料质量地区差异很大，往往造成 新拌混凝土坍落度损失大，难以保证混凝土的质量。显然未来混凝土化学外加剂将受到内部建筑工 业及外部资源等多方面的限制，要想解决这些问题，必须开发出适应性更强的外加剂，尤其是开发 具有超强坍落度保持能力的聚羧酸外加剂就十分必要，这类外加剂既可以单独使用或和现有聚羧酸 外加剂复配使用，解决现有聚羧酸外加剂高温保坍的技术难题。

申请人在CN 200510037869.4专利中公开了一种高效保坍组分及其制备方法，但主要是用于解决 传统萘系减水剂坍落度损失大的缺陷，而对广泛的聚羧酸外加剂适应性较差。

CN1058474公开了一种用于水泥的极好的抑制坍落度损失特性的新分散性组合物，这种组合物 由链烯基醚，二链烯基醚和马来酸酐为单体，用偶氮二异丁腈为引发剂在甲苯溶剂中聚合而成，产 品本身具有良好的坍落度保持能力，但分散性能不十分满意，生产工艺不利于环保，而且采用的链 烯基醚价格昂贵。

美国专利US5162402公开了一种烯丙基醚与马来酸烷氧基聚醚单酯的共聚物，这种共聚物既可 以与传统的萘系减水剂复合使用，也可以与丙烯酸共聚物复合使用，从而克服其坍落度损失大的缺 陷，但这类共聚物掺量高，且采用的链烯基醚价格昂贵，限制了其广泛使用。

美国专利US5911820公开了一种丙烯酸酯和单(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇长链酯的共聚物， 这种共聚物初始基本没有分散性，利用水泥浆体中的强碱性条件，共聚物中的酯键逐步水解，从而 在水泥颗粒上发生吸附，降低坍落度损失，但这类共聚物掺量仍然偏高，且影响了初始流动性。

另外为了解决混凝土的坍落度损失，US5362324、US5661206公布了酯交联体的合成，这种酯 交联体在水泥的碱性介质下，发生断链，分子量降低，因而共聚物本身具有良好的坍落度保持能力， 但分散性不是很优异，而且和其它种类聚羧酸外加剂复合使用时掺量更高。

综上所述，虽然这些技术对于控制坍落度损失是有效的，但仍然存在坍落度保持时间不长和高 温失效的缺陷，而且掺量高、减水性能较差。

发明内容

本发明的目的是研制没有背景技术及产品所述的那些缺点、生产技术相对简单以及具有掺量低、 高保坍、低缓凝的聚羧酸盐类混凝土保坍剂，用于与目前市场上的羧酸类接枝共聚物超塑化剂复合 使用，降低其坍落度损失。

申请人经过研究发现，混凝土拌合物液相中残存减水剂的浓度变化与坍落度损失紧密相关。当 减水剂添加到水泥-水体系中，大量减水剂吸附在水泥颗粒表面或早期水化物上，它或是被水化物包 围，或是与水化物反应而被消耗掉，其减水作用随时间延长而降低，水泥颗粒间斥力减小，造成水泥 颗粒凝聚，这是造成掺减水剂的混凝土坍损的根本原因。因此坍落度损失的快慢主要取决于高效减水 剂分散能力降低的速率。