[发明专利]低引气减缩型聚羧酸混凝土减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚羧酸混凝土减水剂领域，具体地说，涉及一种低引气减缩型聚羧酸混凝土减水剂及其制备方法。

背景技术

混凝土因收缩而引起的开裂会导致混凝土的强度和耐久性大打折扣，从而进一步缩短混凝土的使用寿命。混凝土尤其是高性能混凝土的收缩开裂问题已经引起了工程界的高度重视，聚羧酸减水剂虽在一定程度上降低了混凝土的收缩，但仍难以满足工程的需求，同时聚羧酸减水剂高的含气量也严重影响了混凝土的强度，因此减小混凝土的收缩和降低聚羧酸减水剂的含气量是目前急需解决的问题。

目前，人们主要通过以下几种措施来控制或减小混凝土早期收缩开裂：（1）通过综合优化配合比来降低收缩；（2）掺用减缩剂、纤维或膨胀剂来改善混凝土的塑性收缩抗裂性能或补偿混凝土的塑性收缩；（3）通过喷涂表面养护剂或早期湿养护来降低混凝土表面水份蒸发速率从而降低塑性收缩。目前国内研究合成的减缩剂主要有：以多羟基化合物为主要成分的NA－SP系列混凝土减缩剂；烷基聚氧乙烯醚为减缩成分的JM－SRA系列混凝土减缩剂；冶金部建筑研究总院研制的有效成分为聚醚和脂肪族类有机物的JSJ型减缩剂；以及浙江大学建筑工程学院研制的ZZD－A型减缩剂，其主要成分是甲醚基聚合物与乙二醇系聚合物。这些减缩剂的使用虽在一定程度上降低了混凝土的收缩，但工程成本大大增加，且合成工艺复杂。

对于聚羧酸减水剂含气量高的问题，主要是通过加入一定量的消泡剂如硅氧烷聚合物来解决，消泡剂虽可显著降低聚羧酸减水剂的含气量，但存在着相容性难的问题，随着放置时间的延长，复配于聚羧酸减水剂中的消泡剂会以油滴的形式析出，在聚羧酸减水剂合成过程中引入消泡基团虽不存在相容性的问题，但价格昂贵，而且与复配相比消泡能力下降。

发明内容

本发明目的在于提供一种集减水、减缩、低引气于一体的聚羧酸混凝土减水剂。

本发明还提供了上述低引气减缩型聚羧酸混凝土减水剂的制备方法。

本发明所述的一种低引气减缩型聚羧酸混凝土减水剂，由单体A、单体B按摩尔比1：3~3.5共聚而成，其中：

单体A为改性聚醚TPEG；

单体B为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺中的任意一种或几种任意比例的混合物。

其中，

所述改性聚醚TPEG平均分子量为2400。

还加有“H₂O₂-抗坏血酸”氧化—还原引发剂，其中，H₂O₂用量为单体总质量的0.35~0.45%，抗坏血酸为单体总质量的0.10~0.16%。

还加有链转移剂，所述链转移剂为烯丙基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠、巯基乙酸、巯基丙酸中的一种或两种任意比例的混合物，其用量为单体总质量的0.17~0.22%。

制备方法包括步骤：

1）将改性聚醚TPEG加入水中搅拌溶解，升温并保持在50~55℃；

2）向步骤1）得到的溶液中加入引发剂H₂O₂，搅拌10~15min；

3）向步骤2）得到的溶液中同时分别滴加抗坏血酸、链转移剂混合水溶液和单体B水溶液；

4）滴加完毕在上述温度下保温聚合0.5~1.0h，然后降温至25~30℃；

5）用碱溶液调节溶液pH值至6.0~8.0，得到聚羧酸减水剂。

其中：

所述步骤1）溶液浓度为65~70%。

所述步骤3）中引发剂、链转移剂混合水溶液滴加时间为2.5~3.0h。

所述步骤3）中单体B水溶液滴加时间为2.0~2.5h。

所述步骤4）中聚合反应后，补加水至固含量为38~42%。

所述碱溶液为47%的氢氧化钠溶液。

本发明制备的聚羧酸混凝土减水剂的使用方法为：净浆中该减水剂掺量为水泥质量的0.35%~0.40%，混凝土中该减水剂掺入量为胶凝材料重量的0.6%~1.0%。