[发明专利]用于高含炭量混凝土的聚羧酸复合减水剂、制备方法及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料添加剂技术领域，尤其涉及一种用于高含炭量混凝土的聚羧酸复合减水剂，另外，还涉及此种聚羧酸复合减水剂、制备方法及其使用方法。

背景技术

聚羧酸减水剂是继木质减水剂和萘系减水剂之后的第三代混凝土减水剂，具有减水率高、保塑性好、磺酸根和氯离子含量低、生产过程中无需用到甲醛、废液排除量少、分子可设计性强等突出优点，因而，聚羧酸减水剂在大小建筑工程中均得到了广泛的应用。虽然聚羧酸减水剂的性能较为优异，但在实际应用过程中还是会出现一些问题，如混合后混凝土的流动性差、保坍性不佳、缓凝严重等，工程上将此类问题归结为聚羧酸减水剂与水泥的相容性差，聚羧酸减水剂与水泥之间的相容性问题已经引起业内人士的普遍关注，研究表明，水泥的含炭量对聚羧酸减水剂与水泥的相容性具有较大影响。

水泥在生产过程中，通常会掺入一定量混合材用以降低生产成本或是充分利用固体废弃物。出于相同的目的，在配制混凝土时也会大量使用掺和料。混合材及掺和料中应用最广泛的是粉煤灰，粉煤灰是燃煤发电厂煤粉燃烧后的高分散性固体废弃物，含有玻璃微珠、富铁微珠、富钙微珠及未燃尽的炭粒。粉煤灰中炭粒的含量不容忽视，据统计，国内有40%左右的燃煤发电场的粉煤灰含炭量超过8%。粉煤灰中的炭粒由于在高温中脱失了挥发分，炭粒内部形成了大量的孔隙，具有很大的比表面积，并且由于炭粒亲油疏水，有很好的吸附活性。

在高含炭量混凝土中应用聚羧酸减水剂时，为达到浇筑要求的流动强度，一般需要加大减水剂的掺量，由于减水剂的价格偏高，加大减水剂掺量会增大企业的成本。

现有的聚羧酸减水剂应用于高含炭量水泥、混凝土中时，聚羧酸减水剂分子优先吸附于炭粒上，导致水泥颗粒表面及液相中减水剂分子数量降低，起到的分散作用减弱。工程上反映，混凝土中粉煤灰掺量较高时，尤其是对于品质较低的粉煤灰，混凝土的流动性明显较差，粉煤灰中的炭粒影响了聚羧酸减水剂性能的发挥，使得聚羧酸减水剂与胶凝材料产生了相容性问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于高含炭量混凝土的聚羧酸复合减水剂、制备方法及其使用方法，有效解决了应用于高含炭量混凝土时聚羧酸复合减水剂与胶凝材料之间的相容性问题，可在不增加聚羧酸复合减水剂掺量的情况下取得混凝土的高流动度和高保坍性效果。

为了达到上述技术目的，本发明通过下述技术方案得以解决：

用于高含炭量混凝土的聚羧酸复合减水剂，按重量百分比计，由以下组分组成：

聚羧酸减水剂母液溶质         8～14%

引气剂                0.15～0.3%

消泡剂                0.2～0.5%

炭屏蔽剂                 3～7%

三乙醇胺                1～2.5%

无机早强剂               7～14%

其余为水，其总重量满足100%。

各组分按上述比例混合后，可制得一种适用于高含炭量混凝土的聚羧酸复合减水剂，此减水剂应用于高含炭量的混凝土中时，可有效消除或减弱炭对聚羧酸复合减水剂的影响，使混凝土达到预期流动度及坍落度，且其他性能不受损。

上述组合物中，聚羧酸减水剂母液溶质的主要作用为减水、保塑，消泡剂和引气剂配合使用，有效降低混凝土中的大气泡含量，有利于提高混凝土的流动性，且在一定程度上改善了混凝土的耐久性。炭屏蔽剂组分的分子量较小，对炭更具吸附活性，可以减弱混凝土中炭对聚羧酸复合减水剂的无效吸附。三乙醇胺和无机早强剂均可明显改善混凝土的早期强度，两者配合使用效果更佳。

上述各组分的组合及各组分的重量百分比范围，是通过大量实验确定的，上述组合及重量百分比范围使本发明的聚羧酸复合减水剂取得很好的高减水、高保坍效果。

本发明提供的聚羧酸复合减水剂中添加了炭屏蔽剂，用以降低粉煤灰中的炭对聚羧酸复合减水剂性能的影响，避免聚羧酸复合减水剂与胶凝材料之间的相容性问题。若炭屏蔽剂的含量超过7%，则会导致混凝土严重缓凝，影响正常施工；若炭屏蔽剂的含量小于3%，则对混凝土中炭的屏蔽作用不明显。

若引气剂的含量超过0.3%,使用后，混凝土的含气量过大，导致混凝土的强度降低；若引气剂的含量小于0.15%，则引气效果不明显，导致混凝土的流动性及耐久性相对较差。