[发明专利]一种混凝土减水剂及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土减水剂及其制备方法。

背景技术

聚羧酸高性能减水剂(以下简称PCA)作为一种新型减水剂，和目前普遍应用的其他外加剂相比，具有很多独特优点，在低掺量情况下就能发挥较好的分散作用，且更适合于低水胶比混凝土，是配制高强、自密实、高耐久性等高性能混凝土的首选品种。

PCA为梳形侧链型分子结构，带有磺酸基、羧基、聚氧化乙烯基、胺基、羟基、酯基等极性基团。分析认为，PCA的分子结构模型(如图1)，应该包括如下三个层次：

(1)中心线性主链层：以非极性基相互连接为主，可以包括脂肪烃、芳烃和部分弱极性基团，影响着平均分子量与分子量分布。

(2)长侧链溶剂化扩散层：聚氧化乙烯基长侧链PEO。本身由许多疏水基亚甲基和亲水基醚键构成，属于非离子型强极性基团，水溶性随聚合度增加而增强，它的一端通过醚基、胺基或酯基与疏水的主链连接，另一端可以是羟基、酯基或醚基连接的弱非极性基，能够伸展在水溶液中构成溶剂化层，可以增强减水剂的分散作用。

(3)短侧链绒化紧密层：连接在主链上，可以是带有极性离子型和非离子型的亲水基，也可以是低碳脂肪链的疏水基的短侧链。亲水基包括弱极性的一OH、一SH、一COR、一CONHa、一CN、一NH：和强极性的一COO-、一SO₃-以及低聚合度的PE0链等，基团极性越强、密度越高，则在极性的水泥颗粒表面锚固作用增强，有助于阻止水分子通过紧密的绒化层，具有明显的缓凝作用。非极性的脂肪短链有一定疏水作用。对水溶性影响较弱，也可作为中心链部分，具有增加空间位阻、降低水分子渗透，同时调节表面活性等作用。

由于PCA的结构、合成机理相当复杂。虽然国内已经有此类产品，但目前的现状是只有部分厂家能真正通过“结构设计”来控制PCA的分子结构以形成系列产品，要显著降低PCA的生产成本和提高其适应范围，达到高其塑化效果和改善其保塑性还有一个过程。另外，PCA在作为减水剂应用时，成本较高，对应用于混凝土时，对混凝土的原材料的来源配比要求较高，限制了其使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种混凝土减水剂。

本发明的第二个目的是提供一种混凝土减水剂的应用。

本发明的技术方案概述如下：

一种混凝土减水剂，按重量配比由58-80份的聚羧酸高性能减水剂和20-42份的既含羟基又含羧基的化合物组成。

所述聚羧酸高性能减水剂为67-75份，所述既含羟基又含羧基的化合物为25-33份。

既含羟基又含羧基的化合物选自葡萄糖酸、柠檬酸、乳酸、右旋酒石酸、左旋酒石酸、外旋酒石酸、苹果酸及其所述酸的钾盐或钠盐。

上述一种混凝土减水剂在配制混凝土中的应用。

试验证明：本发明的使用可以使：

1)净浆流动度有增加，改善了与水泥的适应性；坍落度损失变化基本和原产品保持一致；混凝土用水量有所上升，其28d抗压强度降低很少，性能基本不变；

2)增大(含-COO基的)柠檬酸钠所占的比例时，混凝土凝结时间延长，早期强度会更低一点，但是后期强度仍然很好，这一点极大地有利于大体积、炎热季节施工的混凝土。

3)同固含量PCA的价格大约是本发明一种混凝土减水剂的3倍，在用本发明取代PCA的取代量为25％时，大致可节约16.7％费用。

4)被取代了25％的PCA的资源及合成生产所需的能源得以节约。

本发明的一种混凝土减水剂，既能发挥PCA优点，改善PCA适应性，又能减少用量节约资源降低能耗，同时还降低了PCA的综合应用成本。

附图说明

图1PCA的分子结构模型。

图中：1一线型主链中心层 2一PEO长链溶剂化扩散层 3一短链绒化紧密层

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

下面的实施例以及各实施例所使用的原料是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但不用于对本发明作任何限制。

缓凝剂作用机理的解释存在四种理论：吸附理论、配合物生成理论、沉淀理论和氢氧化钙结晶成核抑制理论。

一是吸附理论——利用有机物作缓凝剂时，由于大多数有机缓凝剂具有表面活性，能在水泥颗粒的固液界面吸附，改变水泥颗粒表面的亲水性，形成一层可抑制水泥水化的缓凝剂膜层，从而导致凝结时间的延长。