[发明专利]一种早强抗裂型机制砂用聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明提供的一种早强抗裂型机制砂用聚羧酸减水剂，由下述重量份的原料制成：聚胺醚大单体30‑50份、聚醇醚大单体265‑315份、丙烯酸45‑50份、烯酸酯0.5‑4份、酰胺类小单体1‑4.5份、不饱和苯基单体0.1‑3份、双氧水2‑5份、不饱和磺酸盐1‑5份、多羟基烯化合物0.1‑2.5份、还原剂1.5‑4.5份、链转移剂0.4‑1.5份、中和剂5‑9份、余量为水，总质量为1000份，其中丙烯酸与聚胺醚大单体、聚醇醚大单体的摩尔比为4.5‑5.5：1；制备后成品质量分数为40%。本发明从分子结构设计方面着手，合成一种在机制砂混凝土中能持续分散的减水剂，同时引入多种基团，提高亲水保水能力，改善混凝土拌合物的坍落度/扩展度，大幅提升混凝土早期强度，满足高要求的施工需求。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种早强抗裂型机制砂用聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的快速发展，对资源和环境压力也日益增大，同时伴随着环境保护力度的加强，作为自然资源的建筑用河砂产量不断降低，正在被机制砂迅速取代。但机制砂在投入使用后，表现出许多问题，如与减水剂匹配性不佳，混凝土和易性不良，易离析泌水等。与河砂相比，机制砂表面织构凹凸不平，比表面积较大；同时机制砂在制备过程中易产生大量石粉，过量石粉大量吸附聚羧酸减水剂，不仅造成混凝土和易性变差，还会导致硬化后的水泥混凝土内部缺陷增加，混凝土强度劣化明显，从而使得混凝土后期强度发展受限。

现阶段，为应对机制砂混凝土存在的问题，普遍采取多掺减水剂及加入多种辅料调控的办法，这又导致成本提高的问题，亦会造成混凝土状态调控敏感，较难控制。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种早强抗裂型机制砂用聚羧酸减水剂以及其制备方法，本发明从分子结构设计方面着手，合成一种在机制砂混凝土中能持续分散的减水剂，同时引入多种基团，提高亲水保水能力，改善混凝土拌合物的坍落度/扩展度，大幅提升混凝土早期强度，满足高要求的施工需求。

本发明通过以下技术方案来实现上述技术目的：

本发明所提供的一种早强抗裂型机制砂用聚羧酸减水剂，由下述重量份的原料制成：聚胺醚大单体 30-50份、聚醇醚大单体 265-315份、丙烯酸45-50份、烯酸酯 0.5-4份、酰胺类小单体 1-4.5份、不饱和苯基单体 0.1-3份、双氧水 2-5份、不饱和磺酸盐 1-5份、多羟基烯化合物 0.1-2.5份、还原剂 1.5-4.5份、链转移剂 0.4-1.5份、中和剂 5-9份、余量为水，总质量为1000份，其中丙烯酸与聚胺醚大单体、聚醇醚大单体的摩尔比为4.5-5.5：1；制备后成品质量分数为40%。

优选地，所述聚胺醚大单体为3000-4000分子量的聚氧乙烯胺醚，所述聚醇醚大单体为2400分子量的甲基丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。胺醚提供的氨基能促进石膏完全溶解，加快C3A的水化过程的进行，促进钙矾石的形成，提高早期强度；醇醚大单体亲水性好，大量接枝到减水剂分子上使其羟基数量增加，能够将水泥颗粒分散开来，具有非常好的亲水效果，减少离析泌水情况的发生。

优选地，所述烯酸酯为甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸苄基酯、正庚基丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、2-萘基丙烯酸酯、丙烯酸苯乙烯酯中的一种或几种。利用酯基水解释放，提高减水剂保坍能力。

优选地，所述酰胺类小单体为N-[(4-磺酰胺)苯基]丙烯酰胺、N-叔丁基异丁烯酰胺、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺、3-丙烯酰胺-3-甲基丁酸、（4-乙烯基苯）磺酰胺、2-丙烯酰胺苯硼酸中的一种或几种。酰胺基团有良好的粘聚性，能够牢固地吸附于水泥颗粒表面，同时其水解时间较长，有助于提高保坍能力