[发明专利]一种混凝土粘度调节剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种混凝土粘度调节剂及其制备方法。

背景技术

随着建筑结构设计及超高层建筑的不断发展，建筑施工对混凝土性能也提出了更高的要求。混凝土构件的不断复杂化和建筑构件中钢筋密度的不断增大，往往要求混凝土具有大流态，但若拌合物过稀，混凝土易发生分层离析现象，容易造成堵泵、施工部位漏浇和固化体强度不达标等事故，影响混凝土工程的质量和使用寿命。特别是随着混凝土原材料的不断劣化，这一问题更为突出。

目前，解决上述问题的有效途径是掺加合适的具有保水调粘作用的增稠剂以降低聚羧酸减水剂敏感性带来的泌水离析所产生的一系列问题。但绝大多数的增稠剂，如：纤维素、温轮胶、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰、EVA胶粉、聚丙烯酸钠等均与聚羧酸减水剂存在着不相容的问题，同时上述增稠剂的引气作用，还会导致混凝土后期强度偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土粘度调节剂及其制备方法，所述粘度调节剂与聚羧酸减水剂等混凝土外加剂相容性好，不引气，可显著改善混凝土的粘度，有效抑制混凝土的离析泌水。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种混凝土粘度调节剂，它是由阳离子单体、阴离子羧基单体和内交联剂通过自由基共聚得到的两性聚合物，所述阳离子单体、阴离子单体、内交联剂的摩尔比为1：(0.5～5)：(0.01～0.1)。

根据上述方案所述阳离子单体结构通式如式1，

其中式1中R₁选自氢、甲基、乙基、丙基；R₂选自甲基、乙基、丙基；R₃选自卤素。

根据上述方案所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三乙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三乙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基溴化铵、丙烯酰氧乙基三乙基溴化铵、丙烯酰氧乙基三丙基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基三乙基溴化铵、甲基丙烯酰氧乙基三丙基溴化铵、和甲基丙烯酰氧乙基三甲基溴化铵中的一种或几种。

根据上述方案，所述阴离子羧基单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸及它们的一价碱金属盐、二价碱金属盐、铵盐中的一种或几种按任意比例混合。

根据上述方案，为降低聚合反应温度，所述阴离子羧基单体优选为丙烯酸及其一价碱金属盐、铵盐；若单独使用顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐或反丁烯二酸，或选用反丁烯二酸与顺丁烯二酸或顺丁烯二酸酐的混合物，需适当的提高聚合反应温度以降低顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸的单体残留。

根据上述方案，所述内交联剂为含有两个及两个以上不饱和双键的交联剂，如：N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、二烯丙基丙二酸二乙酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯中的一种或几种按任意配比混合。内交联剂优选为含两个不饱和双键的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵。

根据上述方案，所述混凝土粘度调节剂两性聚合物重均分子量范围为60万～500万。优选重均分子量范围为80万～200万的聚合物。

上述一种混凝土粘度调节剂的制备方法，包括以下步骤：将阳离子单体、阴离子羧基单体以及内交联剂按摩尔比为1：(0.5～5)：(0.01～0.1)溶于去离子水中，在排除空气的条件下，加入引发剂引发聚合，反应温度为20～80℃，反应时间为2～5h，反应结束后用浓度为30wt％的氢氧化钠水溶液调节pH至5～8，得所述凝土粘度调节剂。

根据上述方案，氧化还原型引发剂由氧化剂组分和还原剂组分组成，氧化剂组分为所述热分解引发剂，还原剂组分为亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、抗坏血酸、代硫酸盐、焦亚硫酸盐和亚铁盐中的一种或几种，氧化剂组分和还原剂组分的摩尔比>1:1。

采用所述氧化还原型引发剂进行自由基聚合时，可以在较低温度下产生自由基引发聚合，并随着反应的进行释放出大量的热量而使温度升高，温度到达热分解型引发剂的分解温度时，会引发第二段热分解型引发剂的分解，使整个聚合反应更完全。

根据上述方案，所述引发剂的用量为0.01～10wt％(占阳离子单体和阴离子单体总质量的质量百分比)，优选用量为0.1～2wt％。