[发明专利]一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法，步骤1：将具有两个或两个以上伯胺基官能团的苯环化合物与环氧氯丙烷进行开环反应，得到化合物A；步骤2：化合物A和固体碱闭环反应得到缩水甘油胺化合物B₁；步骤3：将缩水甘油胺化合物B₁进行开环和闭环反应M次，得到化合物B_1+M，M≥0；步骤4：将缩水甘油胺化合物B_1+M、单甲醚和质量浓度为50wt％的氢氧化钠溶液反应即可得到所需超支化聚合物降粘剂；本发明依托超支化聚合物的低粘、高溶解和较大的空间体积特性，有效降低聚羧酸减水剂链间的缠绕和提升水泥颗粒表面未吸附位点的占据率，提升减水剂的分散性能和胶凝材料颗粒表面的吸附层厚度。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法。

背景技术

随着我国建筑业的发展，高层和超高层建筑日益增多。超高层泵送混凝土具有比强度高、负荷能力大、耐久性优异、节约资源和能源等特点。但实际生产中水胶比低、胶凝材料用量大、矿物掺合料种类多，导致混凝土拌合物粘度大，引发混凝土搅拌、运输、泵送等一系列施工问题。

低粘化和高流态化是现代混凝土的典型特征，也是高层和超高层建筑技术发展的关键保障。现阶段降低混凝土粘度最常用的方法包括：提高减水剂掺量、优化胶材颗粒级配、复配引气剂和降粘剂等。提高掺量能有效提高混凝土流动度，降低塑形粘度，但容易导致混凝土离析扒底、过分缓凝等新问题。优化胶材颗粒级配，可降低混凝土粘度，但现在原材料紧缺优质的矿物掺合料供不应求且对超高性能混凝土有一定的局限性。掺入引气剂是依靠气泡减少骨料间的摩擦力，从而降低混泥土粘度，但混凝土原材料的复杂性和多样性导致引气降粘的普适性较低且易对混凝土强度产生不利影响。近几年新出现的有机降粘剂能显著降低水泥浆体屈服应力，但不能有效降低水泥浆体粘度提升浆体流速。

目前降粘型聚羧酸减水剂收到普遍关注，通常采用引入特殊官能团和控制侧链长度，调节聚羧酸减水剂在水泥颗粒表面的吸附层厚度释放自由水，以降低混凝土粘度。针对超高强混凝土水胶比低，往往采用降粘型聚羧酸减水剂和无机掺合料两种技术手段复合，但是梳形结构的聚羧酸减水剂本征粘度大，浆体残留量多，致使浆体粘度大。超支化聚合物具有良好的分子可塑性、本征粘度低，能有效降低聚合物间的链缠绕效应，降低聚合物的粘度。超支化聚合物的使用能有效的降低聚合物间的链缠绕作用，提高减水剂的空间斥力，分散性能的提升，降低了减水剂掺量。超支化聚合物分子结构呈现类球状，在胶凝材料颗粒表面吸附层厚度较厚，能有效压缩溶剂化层厚度释放自由水，降低混凝土粘度。因此超支化聚合物降粘剂的开发迫在眉睫。

近年来，超支化聚合物具有高度支化的三维球状结构及众多活性端基表现出与其它分子截然不同的性质而受到研究人员的广泛关注。如CN201811088667.6和CN201811089263.9制备的端羧基超支化型缓凝剂具有缓凝时间与超支化代数可控，可有效提高混凝土流动性。但分子结构中的多羟基集团易形成分子间和分子内氢键，束缚自由水易增大混凝土粘度。Johann Plank报道的非吸附线型小分子改善了水泥颗粒界面作用力，加速了减水剂与水泥颗粒表面的润湿性能，提高混凝土流动性，降低体系粘度，但用量过多导致混凝土含气量变大。D.Hamada开发研究出一种多支链结构的新型聚合物(NHBP型)，通过引入两个亲阴离子作用化合物。增大聚合物在胶凝材料中不同表面特性颗粒的吸附量，打破水泥颗粒三维网状结构，改善流变性能，降低粘度。如CN201911179520.2公开了以不饱和酸、不饱和酸酐、交联剂、聚醚化合物制备的微交联型聚羧酸，提高在胶凝材料颗粒表面的吸附层厚度从而释放自由水降低其混凝土粘度。虽然现有的超支化聚合物被用做缓凝剂使用，但还没有用于超支化降粘剂。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种用于高强混凝土，降低减水剂掺量和降低混凝土粘度的高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂及制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种高强度混凝土用超支化聚合物降粘剂的制备方法，包括以下步骤：