[发明专利]一种高适应性混凝土超塑化剂、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种高适应性混凝土超塑化剂、其制备方法及其应用。本发明所述混凝土超塑化剂是由单体A、单体B、单体C和和单体D共缩聚得到；所述单体A为同时含有苯基和磷酸/亚磷酸基团的单体，所述单体B为含苯基的支化结构单体，所述单体C为含有芳环和羟基、氨基、羧基、磺酸四种基团中任意一种的单体，所述单体D为醛类单体。本发明制备成的超塑化剂具有良好的减水能力，对水泥和砂石材料敏感性低，抗粘土能力强，能够满足多种混凝土的性能需求。

技术领域

本发明涉及一种高适应性混凝土超塑化剂、其制备方法及其应用，属混凝土外加剂技术领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，大量的重点工程兴起，混凝土用量越来越多，天然的砂石材料被大量消耗，导致优质的材料越来越少，由于掺合料的使用，水泥的成分也越来越复杂，因此混凝土外加剂与材料的适应性问题日益严峻。

我国地区幅员广阔，材料地域性差异大，砂石材料以及水泥种类繁多，单一的减水剂很难满足不同种类材料的需求，加之砂石材料的匮乏，机制砂以及砂石材料含泥等都会对混凝土的性能产生严重的影响。常规聚羧酸减水剂对粘土比较敏感，通常认为聚羧酸减水剂的分散性能被粘土严重削弱的原因是粘土可以与水泥竞争吸附聚羧酸分子，使聚羧酸减水剂的分散性能严重下降，流动性变差，坍落度损失增大，可运输的时间大大缩短，难以满足混凝土运输、泵送和施工的需求，会降低水泥和骨料间的粘结强度，从而导致混凝土抗压、收缩、抗折及耐久性等性能下降，还有可能在混凝土形成薄弱区域，使强度降低。

目前缓解或改善泥对混凝土带来的不利影响，采用的方法有a)对砂石进行清洗，但这种方法耗时耗力，另外清洗的水如何处理也是问题；b)通过提高聚羧酸的掺量提高分散性能，不仅要增加混凝土的生产成本，而且有可能增加混凝土凝结时间或者产生离析泌水等问题；c)加入小分子的粘土改性剂，让小分子吸附到粘土表面，占据活性位点，使减水剂分子吸附在水泥颗粒表面，采用的有聚乙二醇，季铵盐、阳离子聚合物、乙酸盐，三聚磷酸钠和沸石等，这种会额外增加外加剂的成本；d)加入抗泥型的分散剂，通过对分散剂分子结构进行改性，调整吸附能力从而改善分散剂和粘土的适应性。

专利202010407729.6开发了一种酚醛改性耐泥聚羧酸减水剂，由不饱和羧酸、苯基不饱和酸酯、酚类和醛类进行自由基聚合与缩聚反应制得，该减水剂无传统聚羧酸减水剂的PEO侧链，侧链间由酚醛结构连接，形成独特棒状结构，具有一定的疏水性，可限制黏土对聚羧酸减水剂的吸附，但是聚合物的水溶性较差，进而导致侧链不能很好的发挥空间位阻作用，样品的减水能力受限。

专利201811610837.2开发了一种短侧链抗泥型聚羧酸减水剂，采用小分子不饱和乙烯基醚、不饱和多元酸、含磺酸基团的不饱和甜菜碱在水溶液中聚合而成。该减水剂采用短侧链的小分子不饱和乙烯基醚代替传统的聚醚大单体,来降低侧链在粘土硅氧层间的插层作用，提高了对黏土的抗吸附能力。但是侧链短且电荷密度高的聚羧酸分子结构，样品的分散性能较差，极限减水能力不足。

专利201611236904.X开发了一种低相对分子量抗粘土磷酸基超塑化剂，以多元胺为起始剂合成支化聚醚多元胺中间体，之后将端羟基进行磷酸酯化制的样品，具有优异的抗粘土性能，但是其减水能力非常低，不能单独使用在混凝土中，还需要与减水剂复配使用，因此就增加了外加剂的使用成本。

专利201511029555.X报道了一种含亚磷酸基团聚合物的制备方法，将特定结构的聚醚大单体、胺类单体和醛在催化剂和亚磷酸的作用下，进行缩聚反应和曼尼希反应合成含亚磷酸基团聚合物，由于有磷酸结构，其粘土适应性较好。单纯的磷酸结构确实可以比羧酸的吸附能力强，但是其聚合物侧链仍然为常规的线性长侧链结构，因此不可避免的会有插层作用的发生。

因此，对水泥适应性好，且能适应机制砂以及品质较差的砂石材料的混凝土超塑化剂，将有广泛的应用前景。

发明内容