[发明专利]早强型聚羧酸减水剂及高早强水泥

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种减水剂，特别是涉及一种早强型聚羧酸减水剂及一种高早强水泥。

【背景技术】

随着社会经济的迅速发展，对混凝土的要求也越来越高。据统计，80％以上的商品混凝土都掺加了混凝土外加剂以提高性能，满足施工的要求。现在，混凝土外加剂主要向高效，多功能和复合化的方向发展。采用复合外加剂能够改善新拌混凝土的工作性能，如增加流动性，减少混凝土坍落时的损失等；可以提高混凝土的稳定性，如不离析，不泌水等；还可调节水泥的水化，硬化过程，如延缓水化放热，早强，高强等。

在一些大型桥梁、高层建筑等大体积混凝土的施工建筑，不仅要求混凝土具有高强，高性能，同时希望混凝土早期强度要发展较快，以缩短拆模时间，提高模板的周转率，以便下一道工序的施工，从而缩短建设周期，提高工程进度，创造更大的经济效益。

聚羧酸减水剂作为第三代减水剂的代表，由于具备环保、高减水、高保坍等诸多优点，已经得到广泛应用。目前，为制得早强型聚羧酸减水剂普遍采用的办法是复配以传统的早强组分，此方法所得的聚羧酸减水剂用于混凝土中能够在一定程度上提高早期强度，但是提高的幅度不大。在20℃时，混凝土的1d强度可达设计强度的30％左右，2d强度可达设计强速的50％左右，3d强度可达设计强度的60～70％；而在0℃时，混凝土的3d强度只能达设计强度的40％左右，无法满足某些抢修工程在冬季的施工要求。因此，早强型聚羧酸减水剂应不仅仅只从复配上考虑，还应该从合成方面着手，生产出具有早期强度高、凝结时间短的聚羧酸减水剂母液。

专利申请号为CN200710024394.4的中国专利提出了一种聚醚类超早强型混凝土超塑化剂，通过控制接枝共聚物侧链长度、选择合适的中和碱种类和接枝一种反应性消泡剂来取得提高早强和缩短凝结时间的效果。在共聚物中接枝反应性消泡剂，克服了外加消泡剂组分引起成品体系稳定性差的问题。这种反应性消泡剂是由烷氧基聚丙二醇聚乙二醇与马来酸通过酯化反应而得的马来酸半酯，在聚羧酸共聚反应时其用量极少且受到严格限制，在工业化生产时贮存周期过长，无法保证其稳定性，同时此酯化反应操作复杂且反应过程难以控制。

专利申请号为CN200810042007.4的中国专利提出了一种早强型聚羧酸超塑化剂，采用聚合度50～150的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯或甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸或丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚在水溶液中由自由基引发共聚而得。其中由烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚提供消泡功能，通过降低含气量提高混凝土强度，但是这种聚醚生产工艺复杂，一般厂家难于制备，且其用量少，混凝土强度提高幅度有限。

专利申请号为CN200810201010.6的中国专利提出了一种早强型聚羧酸系减水剂及其制备工艺，采用聚合度在20～60之间的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯或聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸、烯丙基磺酸钠或甲基烯丙基磺酸钠、烷氧基聚乙二醇聚丙二醇甲基丙烯酸酯或烷氧基聚乙二醇聚丙二醇丙烯酸酯在水溶液中共聚，发明了一种早强型聚羧酸系减水剂。专利文献内侧重描述了共聚反应，但是实际生产时，参与共聚反应的两种酯类单体是需要先经过高温酯化反应才能制得，这便使得整个生产过程复杂化，耗时较长，而且酯化反应中加入的阻聚剂对后期共聚反应有一定影响。

专利申请号为CN200910076996.3的中国专利再次提出了一种用于预制构件的聚羧酸减水剂的制备方法，其减水率高、凝结时间短、早期强度发展快的用于预制构件的聚羧酸减水剂。这种聚羧酸减水剂通过两步反应制得。第一步酯化反应：将一定量的丙烯酸与甲氧基聚乙二醇在阻聚剂、催化剂和带水剂存在的条件下经高温酯化制得甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯大单体；第二步聚合反应：将一定比例的丙烯酸、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和丙烯磺酸钠或其他种类的第三单体自由共聚。此种方法生产所需时间长，同时酯化反应时采用了带水剂，需要使用分水装置和回流装置，同时反应还需要减压蒸馏脱除溶剂，工艺复杂，对设备要求高，处理陈本也高，并且带水剂本身具有相当的毒性，不利于环保。

【发明内容】

为克服现有的早强型聚羧酸减水剂的制备工艺复杂，产品稳定性难以保证等技术问题，本发明提供一种早强型聚羧酸减水剂及一种新型高早强水泥。

本发明解决现有技术问题的技术方案是：提供一种早强型聚羧酸减水剂，该早强型聚羧酸减水剂由如下步骤制备而成：