[发明专利]一种减缩型聚羧酸系超塑化剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公布了一种减缩型聚羧酸系超塑化剂、制备方法及其应用，将单体A(5～50份)、单体B(1～60份)、单体C(20～100)、单体D(10～60份)和单体E(1～20份)，在引发剂和链转移剂存在的条件下进行自由基共聚反应，最后加碱中和使PH＝7～8；单体A为丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸盐或丙烯酸酯盐；单体B为甲基丙烯磺酸或甲基丙烯磺酸盐；单体C为聚醚单丙烯酸酯或烷氧基聚醚单丙烯酸酯；单体D为马来酸酐聚醚酯、马来酸酐半酯、马来酸酐聚醚酯盐或马来酸酐半酯盐；单体E为聚硅氧烷与丙烯酸改性聚醚共聚物。本发明原料来源广，生产技术成熟，减水率高，增强效果明显，引气效果优良，保坍性能好，抗收缩抗干裂。

技术领域

本发明属混凝土结构与混凝土工程技术领域，涉及到混凝土外加剂合成技术领域，属于聚羧酸系高效减水剂活性有机单体的合成以及聚羧酸系超塑化剂的合成技术领域，具体涉及到一种减缩型聚羧酸系超塑化剂、制备方法及其应用。

背景技术

近几十年来，混凝土已经发展为当代最重要的结构工程材料，根据国家统计局公布的数据显示，2016年全国水泥产量24亿吨，同比增长2.5％，其基本建设所消耗的的水泥和混凝土用量都处于世界领先地位。随着我国城镇化的快速推进，亚洲基础建设投资银行的设立，势必推进基础建设工程的现代化发展。由于不同环境、不同的基础建设工程大多以混凝土作为工程结构材料，这势必将加快混凝土技术的进步。

混凝土作为建筑工程的基础材料，混凝土开裂现已成为土木建设工程的通病。在相对湿度(RH)＜65％时裂缝宽度小于0.5mm，在RH＞65％时裂缝宽度小于0.3mm，尽管这对混凝土结构不会带来大的危害，但混凝土结构受到载荷作用后，裂缝将会变宽，无害或少害裂缝将会变成有害裂缝。有害裂缝不仅影响到混凝土结构的使用安全，同时也会缩短混凝土构筑物的服役寿命，带来巨大的经济损失。

提高混凝土耐久性并保证其使用寿命的主要措施可分为两个方面：第一，保证混凝土足够密实，降低渗透并延缓钢筋锈蚀；第二：减少各种裂缝，尤其是早期裂缝。混凝土一旦出现裂缝，就大大增加了混凝土的渗透性，加剧钢筋的锈蚀和混凝土的冻融破坏程度，如何采取有效的措施减小甚至消除各种收缩，一直是工程师努力探索的问题。最为常用的是采用钙矾石类的膨胀剂来补偿收缩，但是掺量大(水泥用量的10—15％)，生产时污染环境；而且养护难度大；此外，在高水胶比的混凝土中掺加膨胀剂能减小早期膨胀越大，混凝土后期收缩却更大，而在低水胶比混凝土中膨胀效果差，基本上不能补偿收缩。BENTZ D P,HANSEN K K和ENGSTRAND J.研制的新型减缩剂能有效降低混凝土的收缩，但其掺量较高(胶凝材料质量的2％～3％)，成本高，无减水功能，很难在大用量的中低强混凝土中推广。此外，由于聚羧酸系减水剂的减水率相比传统的萘系减水剂高得多、并且流动保持性能更好，并具有一定的减缩功能，适用于配制大掺量粉煤灰或大掺量矿渣混凝土、喷射超塑化混凝土、纤维增强流动性混凝土及高强高流动性混凝土，新型特种混凝土的相继开发应用，使聚羧酸系减水剂很受到欢迎，变得格外引人注目。同时，许多新型混凝土在高层建筑物、大跨度桥梁、海洋钻井平台、隧道等工程得到大量推广应用。聚羧酸系减水剂的研究开发越来越受到国内外重视，研究聚羧酸系高性能减水剂已经代表了混凝土化学外加剂研究的主要方向。

CN200510037872.6报道了一种具有多功能型羧酸类梳形接枝共聚物缓凝土超塑化剂，具有分散、保坍、增强、减缩功能，但是效果远远不够。

JP8268741报道了一种以烯丙醇醚–马来酸酐共聚物为主成分的多功能型外加剂，具有减水和减缩功能，掺0.2％时，减水率为18％，28d干燥收缩比基准水泥降低了35％左右，同减缩剂的效果相比还有一定的差距。此外这类共聚物价格较高且对水泥的分散性能较差。

US2005/0096413报道了一种多功能型外加剂，主要成分α-烯丙醇-ω-甲基聚醚-马来酸酐的共聚物，采用普通硅酸盐水泥(W/C＝0.3)，24h干燥收缩比普通聚羧酸系减水剂Chupol HP-11相比降低了15％-25％，同减缩剂的效果相比还有一定的差异。