[发明专利]水下不分散混凝土用改性天然甲壳素-丙烯酸共聚型多功能有机抗分散剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种水下不分散混凝土用改性天然甲壳素‑丙烯酸共聚型多功能有机抗分散剂制备方法。先在强碱条件下甲壳素高聚物进行脱酰基化反应；然后盐酸和高碘酸钠强氧化剂将羟甲基氧化成羧基；最后借助于复合无机链引发剂，壳聚糖链上胺环中连有羟基、氨基碳原子的碳键发生氧化反应而断裂，未氧化的含羟基或胺基的碳原子产生初级自由基，壳聚糖高聚物与丙稀酸发生接枝反应，制备出含有‑COOH、‑OH、‑NH₂基团的改性天然甲壳素‑丙烯酸共聚型多功能有机抗分散剂。掺加此种有机抗分散剂能显著提高混凝土的抗水分散性能，还兼有减水和改善混凝土流动度作用。有机抗分散剂制备过程中不使用有机溶剂，简化制备工艺，生产过程绿色环保，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及混凝土建筑材料制备技术领域，具体涉及水下不分散混凝土用改性天然甲壳素-丙烯酸共聚型多功能有机抗分散剂的制备方法。

背景技术

随着我国“海洋战略”稳步推进，水泥混凝土材料作为使用最广泛、用量最大的土木工程材料，已被广泛运用到港口码头、护岸、防波堤、桥梁、隧道、人工岛等水工结构物的建设中。但是值得注意的是，对于水工结构的水下部位施工来说，普通混凝土在水下直接浇筑时，由于受到水的冲洗会造成混凝土砂浆骨料分离、水泥部分流失、强度下降等问题。传统解决水下混凝土的浇筑问题的方法主要包括开底容器法、泵送法、导管法、挠性柔管法、预填骨料压浆法、袋装叠置等。采用以上方法进行水下混凝土浇筑会使施工工艺变得复杂，增加施工工期和工程成本。为克服上述水下混凝土施工过程中的缺陷，必须寻找新的建筑材料来解决水下混凝土施工的难题。

近三十年以来，一种水下抗分散混凝土技术因其具有施工工艺简单、混凝土性能优异等特点，越来越受到国内外土木工程专家的重视。水下抗分散混凝土主要是通过在混凝土中掺加特殊的抗水分散剂，实现水下混凝土浇筑时能抵抗水的分散和保证水泥浆体不流失。同时新拌混凝土还具有良好的和易性，能满足水下混凝土结构直接浇筑的需要。水下抗分散混凝土材料已被国内外研究人员称为“新一代水下工程材料”，水下抗分散混凝土技术是水下混凝土施工技术的一场革命。

制备水下抗分散混凝土时，有机抗分散剂是一个重要的组分。抗分散剂主要是由高比表面积、长链型的高分子化合物构成。长链型有机高分子材料在水泥颗粒分散体系中，受强电场的排斥作用，直接吸附在水泥水化产物表面，使混凝土拌合物粘度增大；并且带有亲水、憎水基团有机抗分散剂分子，具有良好的表面活性，可降低表面张力，有利于粒子分散稳定。同时各种粒子相互结合，形成稳定的架桥结构而使水泥浆体混和物中的自由水失去流动性，导致混凝土拌和物具有较强的粘稠性。目前常用的水下抗分散剂主要为聚丙烯类聚合物。聚丙烯类聚合物配制水下不分散混凝土时，抗分散剂使用量较大，需要搅拌的时间才能拌和均匀，并且新拌的抗分散混凝土宏观粘度高而微观粘度(抗水洗的能力)低。新拌的抗分散混凝土还具有流动性损失和硬化后混凝土的力学性能损失大的问题。聚丙烯类抗分散剂存在的这些缺点严重制约了其在水下混凝土中应用。开展新型有机抗分散剂开发和应用研究已成为国内外土木工程工程领域普遍关注的热点问题。