[发明专利]一种保坍型混凝土防冻减水剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种保坍型混凝土防冻减水剂及其制备方法，涉及保坍、防冻技术领域。一种保坍型混凝土防冻减水剂，包括水和如下重量份计的各组分：保坍型减水剂8～12份，水溶性有机化合物为8～16份，强电解质无机盐为2～5份，引气剂0.02～0.08份，调节剂1～5份。本发明保坍型混凝土防冻减水剂的制备方法：将水加入1000mL四口烧瓶中，依次加入亚硝酸钠、氯化钙、乙二醇、三乙醇胺、保坍型减水剂、引气剂和调节剂，搅拌均匀，即得保坍型混凝土防冻减水剂。采用本发明方法制备的保坍型混凝土防冻减水剂可提高混凝土的初始减水率和保坍性能，还可提高混凝土的早期强度和防冻效果，同时节约环保，不会造成环境污染。

技术领域

本发明涉及保坍、防冻技术领域，具体涉及一种保坍型混凝土防冻减水剂及其制备方法。

背景技术

保坍型混凝土防冻减水剂是一种能在低温下防止混凝土中水分结冰的物质，它能使混凝土在负温下硬化，在长时间施工状态下保持混凝土坍落度稳定，保证混凝土施工性能，并在规定养护条件下达到预期性能。当外界平均气温低于0℃或连续3d低于5℃，我们判定工程进入冬季施工。工程进入冬季施工后，现浇混凝土会存在早期冻害问题，平面结构混凝土受早期冻害会出现表面粉化、缺棱掉角、结构酥松，甚至还会出现钢筋外露现象，严重影响工程质量。

为解决工程冬期受害问题，工程上常采用加热法，主要有暖棚加热、电加热、蒸汽加热等，但是各加热方法的工艺都较为复杂，且成本较高，对于铁路等条状工程也不适应，目前最有效控制早期冻害的方法为在混凝土中掺加防冻剂。为解决工程冬期混凝土施工问题，通常在拌合时加入缓凝剂。但目前使用的防冻剂、缓凝剂都存在氯离子和碱金属离子过高的问题，同时防冻剂中存在对人体和环境有污染的物质，且防冻效果在超低温环境并不明显。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种保坍型混凝土防冻减水剂及其制备方法，该保坍型混凝土防冻减水剂中氯离子含量低，不含硫酸根离子、碱金属离子和甲醛，不会造成环境污染，同时可改善混凝土的施工性能，解决了混凝土早期冻害的问题。

本发明技术方案如下：

一种保坍型混凝土防冻减水剂，包括水和按照如下重量份计的各组分：保坍型减水剂8~12份，水溶性有机化合物8~16份，强电解质无机盐2~5份，引气剂0.02~0.08份，调节剂1~5份。

加入保坍型减水剂，可提高混凝土的初始减水率和保坍性能；加入水溶性有机化合物和强电解质无机盐，可提高混凝土的早期强度和防冻效果；加入引气剂可在混凝土中引入密集的微小气泡，改善混凝土和易性的同时缓解低温下混凝土结冰产生的膨胀压力，显著改善保坍型混凝土防冻剂的防冻效果；加入混凝土调节剂可降低混凝土粘度，改善和易性，提高混凝土泵送、施工性能以及防冻性能。

进一步，水溶性有机化合物包括乙二醇和三乙醇胺，乙二醇和三乙醇的质量比为1:1。

进一步，强电解质无机盐包括亚硝酸钠和氯化钙或氯化钠。

进一步，保坍型减水剂包括：2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚、丙烯酸（AA）、甲基丙烯磺酸钠、合成酯P、丙烯酸羟乙酯和过硫酸铵。

保坍型减水剂中两种酯协同作用，与不饱和酸共聚得到具有双重酯基的反应活性剂的共聚物，达到很好的分散、缓凝、保坍的目的；甲基丙烯磺酸钠一方面作为高效分散产生高减水率，提高水泥流动性，另一方面作为链转移剂控制聚合物分子量。

进一步，合成酯P的原料为邻苯二甲酸酐和丁烯酸甲酯及催化剂TiO₂-Fe₂O₃，丁烯酸甲酯、邻苯二甲酸酐及催化剂TiO₂-Fe₂O₃的摩尔比为（2.5~4.5）:1:（0.03~0.04）。

进一步，2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚与丙烯酸的摩尔比为（5.0~10.0）：1，2-甲基丙-2-烯基聚乙二醇醚的分子量为800~3000。