[发明专利]一种保坍早强型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种保坍早强型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用，本发明采用具有保坍或高减水性、早强性的聚醚大单体，在合成过程中引入极性很强的不饱和小单体，根据自由基聚合原理，在氧化‑还原引发体系下作用，采用双滴加方式，制备得到一种保坍早强型聚羧酸减水剂。本发明显著提高了混凝土的早期强度，同时保坍型能突出，适应性好，不影响后期强度，又不含硫酸根离子和氯离子，可用于钢筋混凝土和预制构件。本发明的保坍早强型聚羧酸减水剂减水率高、凝结时间短，生产工艺简单易控制，最重要节能环保，无污染。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种保坍早强型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用。

背景技术

近些年，我国城市基础设施建设规模不断扩大，房地产行业高速发展，作为最常用建筑材料之一的混凝土在许多工程中得以广泛应用，且不同类型的工程对混凝土的各项性能有不同的要求。工业化建筑、装配式预制件生产、抢修加固工程等的发展对混凝土的早期强度要求较普通工程高，这促进了早强型混凝土的发展。

过去实际工程中提高混凝土早期强度的方法主要包括：提高拌制混凝土中使用水泥的强度等级或适当增加水泥用量；提高使用骨料的质量；采用蒸汽或微波养护。增加水泥用量和提高水泥的强度等级，增加了建造成本且不利于节约资源，不能普遍采用，而蒸汽养护和微波养护既提高了成本也不环保，要解决早强混凝土问题还需要发展新的技术。

聚羧酸减水剂具有掺量低、减水率高、新拌混凝土和易性好、混凝土收缩率低、绿色环保等特点，但普通的聚羧酸减水剂的缓凝作用会影响水泥的水化，使混凝土的早期强度发展缓慢。目前国内外对提高聚羧酸减水剂早强性能的研究主要集中在以下两方面：①在聚羧酸减水剂中添加早强剂，使得减水剂具有早强功能，但若只添加单一早强组分，其性能具有缺陷，故往往将各类早强组分进行复配(无机/无机、有机/无机)，不仅早强效果突出，还能弥补单一早强组分的不足，起到取长补短和降低成本的作用；②通过设计聚羧酸减水剂的分子结构，合成具有早强性能的早强型聚羧酸减水剂。方法一：通过调整聚羧酸减水剂主侧链长度、侧链密度等手段来优化减水剂分子的结构参数，提高减水剂的早强性能；方法二：将具有早强功能的单体接枝在聚羧酸减水剂分子中，合成早强型聚羧酸减水剂。设计分子结构虽然能使早强效果更佳，但生产成本较高。

专利201610186337.5公开了醚类早强型聚羧酸减水剂及其制备方法,其将分子量为6000-8000的甲基烯丙醇聚氧乙烯醚与去离子水在常温下混合溶解，再向其中加入催化剂，然后依次滴加由丙烯酸、磺酸盐类不饱和单体、去离子水混合成的溶液A和由引发剂、链转移剂、去离子水混合成的溶液B进行水性聚合反应，滴加完毕后进行搅拌,最后加入碱液进行中和，得到醚类早强型聚羧酸减水剂。该专利与本发明的主要区别在于其不具有保坍性。

中国专利CN102432776A报道了一种早强型聚按酸系减水剂的制备万法，将异戊烯基聚氧化烯基醚、(甲基)丙烯酸、不饱和双键的磺酸盐、丙烯酰胺四种单体在分子量调节剂存在条件下,通过自由基引发进行水溶液共聚而得到。首先，该专利使用的聚醚原料局限于异戊烯基聚氧化烯基醚，为了保证聚合过程中,各种单体具有良好的共聚效率,在引发剂、引发方式选择方面被限制于过硫酸盐系引发剂和热引发方式，生产工艺可调整性不强。其次，该专利优选使用的不饱和磺酸盐为丙烯基磺酸钠,该原料聚合活性较低，链转移效应明显，制得的聚羧酸减水剂分子量偏低,实际应用过程中容易出现保坍性能不足、综合性能失衡的问题。最后，该专利使用的酰胺类基团能够加快水泥水化,实现早期增强效果,但在碱性的水泥浆体中,酰胺基团将逐步水解,释放出氨气，环境污染较大。

发明内容

为满足现有技术的需要，在显著提高混凝土早期强度的同时保坍性能良好，还不影响其后期强度，本发明提供了一种保坍早强型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：