[发明专利]一种萘系聚羧酸保塌型减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土外加剂及其制备方法，尤其是一种混凝土减水剂及其制备方法。

背景技术

混凝土是指由水泥、砂、石和水拌合并经浇筑，养护和硬化而成的硬化体，广泛应用于土木工程，是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土具有原材料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，是一种充满生命力的建筑材料。

混凝土外加剂是混凝土中掺入的一种组分，它是混凝土原材料中除水泥、砂、石和水之外的第五种组分。在混凝土中使用外加剂已被公认为是提高混凝土强度，改善混凝土性能，扩展其各种使用功能，节省生产能耗，保护环境等方面的一项最有效措施。混凝土减水剂是外加剂中应用最广，使用量最大的一种外加剂，其主要功能是在不减少水泥用量的情况下，改善新拌混凝土的工作性能，提高流动度和工作性；在保持相同流动度下，减少水泥用量，提高混凝土强度；在保持一定强度的情况下，减少单位水泥用量，节约水泥。

近年来，混凝土材料性能大幅度地提高和建筑施工技术的迅速发展，主要依赖于化学外加剂性能的提高，特别是高效减水剂性能的提高和应用的普及。目前广泛应用于商品混凝土的高效减水剂主要是萘系高效减水剂和聚羧酸系高性能减水剂。

在混凝土的应用中，它们各自的优缺点如下：

1、聚萘磺酸盐系减水剂的优缺点：

优点：对水泥，沙石中的泥土不敏感是萘系高效减水剂最大的优点，此外，萘系高效减水剂还具有减水率高，增强，性能稳定等优点。

缺点：混凝土塌落度损失大。

聚萘磺酸盐系减水剂的结构式如下：

掺加萘系减水剂混凝土经时损失大，将给泵送，浇注等过程带来很大困难，而随着高性能混凝土对高效减水剂的减水性能，分散性能及塌落度保持性能的进一步提高，萘系减水剂的缺陷日益突出，难以满足市场的需求。

2、聚羧酸系减水剂的优缺点：

优点：聚羧酸系减水剂含有聚醚侧链，具有掺量低，保塌性能好，混凝土收缩率低，分子结构可调性强，高性能化潜力大等优点。

缺点：对砂，石的含泥量敏感。

掺加聚羧酸系减水剂时，由于其泥土敏感性，若砂石的含泥量高，将使其掺量提高，新拌混凝土的和易性变差，这也是聚羧酸系高性能减水剂在实际应用中，必须解决的技术难题。

我国目前商品混凝土行业的现实情况：

1、水泥品种多，性能差异大；

2、低质煤灰的使用；

3、沙源的枯竭，泥土含量大的机制砂大量使用。

兼具萘系和聚羧酸系高效减水剂的优异性能的减水剂是业内追求的目标。现实使用中，聚羧酸减水剂与聚萘系减水剂不兼容，二者混合使用形成的是1+1《2的效果。无法达到预期效果。聚萘减水剂与聚羧酸复配达到协同作用一直是减水剂研发的热点。

新的水泥标准的实施，使得水泥细度增加，加之环境温度及出厂水泥温度的影响，已掺加糖类等作为缓凝成分解决商品混凝土塌落度损失过快的传统作法，已远远不能满足工程需要，特别是当运程较长时，问题尤为突出。这就需要开发一种既能保持塌落度在较长时间内不损失，又与萘系高效减水剂相容性好，能与萘系减水剂复配使用的保塌剂。萘系减水剂具有减水率高、分散性好等性能，但存在塌落度损失过快的问题。聚羧酸减水剂具有良好的缓凝和良好的塌落度保持能力，但萘系减水剂与聚羧酸减水剂复配使用，存在不相容的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种与萘系减水剂有着非常优良的溶解性和相容性、复配时对混凝土的性能改善非常明显、尤其对塌落度的保持性能的改善非常显著的萘系聚羧酸保塌型减水剂；本发明的另一目的在于提供所述萘系聚羧酸保塌型减水剂的制备方法；本发明的再一目的在于提供所述萘系聚羧酸保塌型减水剂在混凝土中的用途。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种萘系聚羧酸保塌型减水剂，其分子结构式为：

其中，x=0～4、y=0～4、n=20～50。

塌落度是混凝土工业中一个主要问题，如何有效控制塌落度损失是进一步推广应用高效减水剂和开发混凝土新技术必须解决的一大难题。本发明所述萘系聚羧酸保塌型减水剂，分子中含有大量的羟基（-OH）和羧基（-COOH），羧基与水泥粒子表面的钙离子吸附形成膜，具有聚羧酸减水剂功能，而且羟基可与水形成氢键，形成保水保浆作用。

作为本发明所述萘系聚羧酸保塌型减水剂的优选实施方式，所述萘系聚羧酸保塌型减水剂采用以下方法制备而成：