[发明专利]一种混凝土聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂，具体地说是一种混凝土聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

我国聚羧酸系高性能减水剂的研究始于20世纪90年代中后期，工业化生产与应用始于21世纪初期，其推广应用进程目前正以人们始料不及的速度迅猛发展。近几年来聚羧酸系高性能减水剂因其具有的综合性能优势及其自身的环保特点在高速铁路、桥梁、港口码头、水利水电、市政工程等混凝土工程建设领域得到了快速发展并成功推广应用，并且在自密实混凝土、清水混凝土、高强混凝土、高耐久性混凝土、海工混凝土、混凝土预制构件等工程中也开始得到应用，现在的“四纵四横”铁路快速客运通道以及三个城际快速客运系统工程全线1.2万公里以上几乎全部使用聚羧酸系减水剂。南水北调工程、重大海洋工程，山峡工程、北京首都国际机场、中央电视台新台址、上海环球金融中心等重点工程都是成功使用聚羧酸系减水剂的案例，今后还会有大量工程将要使用聚羧酸系高性能减水剂。

随着我国经济的快速发展和建筑水平的提高，对混凝土质量要求越来越高。但是由于优质砂石资源的减少和混凝土成分的复杂性，在预拌混凝土工业中，新拌混凝土的坍落度损失问题一直是困扰工程施工的难题，特别是长时间的运输会导致混凝土坍落度损失过大，影响混凝土的工作性。通过增加减水剂用量或者施工前加减水剂重塑混凝土可以使混凝土恢复较好的工作性能，但在搅拌初期加大减水剂的用量会造成混凝土的离析、泌水，破坏了混凝土的均匀性，使得混凝土各部分的强度存在差异，降低了混凝土的抗折抗压强度。通过在减水剂中复配缓凝组分是常用的控制混凝土坍落度损失的方法，但有时凝结时间过长也不能满足工程施工的要求。施工前加水重塑混凝土不但会提高混凝土的水灰比，也会增加混凝土的含气量，降低混凝土的抗渗性。总之混凝土的坍落度损失对混凝土的工作性能和耐久性能造成了较大的影响，提高混凝土的坍落度保持性能成为预拌混凝土工业面临的重要问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决现有聚羧酸减水剂保坍性较差的缺陷，提供一种保坍性优异的聚羧酸减水剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种混凝土聚羧酸减水剂，其特征在于，它由A、B、C、D四种单体共聚而成；其中，单体A为甲基烯丁醇聚氧乙烯醚；单体B为丙烯酸或甲基丙烯酸；单体C为不饱和磺酸盐；单体D为马来酸酯；单体A、B、C、D的摩尔比为1:1~3:0.1~1:1~5。所述的单体均为现有常规化合物，可以通过市购获得。

所述单体A的数均分子量为2200~2500（占单体总质量的54.8~91.5%）。

所述的单体D优选为马来酸二甲酯、马来酸二乙酯或马来酸二异丁酯。

本发明的又一个目的是提供一种所述保坍性优异的混凝土聚羧酸减水剂的制备方法，其生产工艺简单、无污染。

所述混凝土聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，将各单体以所述的摩尔比在引发剂存在的条件下，在水溶液体系内共聚；反应温度为60~80℃，反应时间为1~4h，反应结束后保温2.5－3.5h后降温至40～50℃，用液碱调节pH=5~7，即得到所述的混凝土聚羧酸减水剂，所述的引发剂为过硫酸盐，其具体步骤如下：

1）在反应器中加入单体A、B、C、D和水，搅拌加热至设定温度；其中单体A与水的质量比为0.1~1:1；

2）向步骤1）得到的反应体系内滴加引发剂的水溶液，滴加时间为1~4h；

3）滴加反应结束后保温2.5－3.5h降温至40～50℃，用液碱调节pH=5~7，即得所述的混凝土聚羧酸减水剂。

步骤3）所述的液碱优选为质量浓度30%的NaOH水溶液，所述的引发剂优选为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的一种，其加入的质量是单体A加入质量的1~10%。

与现有的聚羧酸减水剂相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明的聚羧酸减水剂由于将不饱和聚酯引入到聚羧酸减水剂分子的主链上，由于其酯键的水解作用，使混凝土流动性在一段时间（一般1h左右）后明显提高，具有优异的保坍效果。

2.本发明聚羧酸减水剂的制备方法简单、无污染，单体转化率高。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1