[发明专利]夹气控制超增塑剂

说明书

发明领域

本发明涉及水硬水泥掺混物，特别是涉及某种用于水硬水泥组合物的聚合物添加剂，它赋予湿水泥组合物以较大的塑性、较低的随时间的坍落度损失及减少掺水的能力，而不产生与先有技术的同类聚合物添加剂有关的种种空气夹带问题。

发明背景

各种类型的有机化合物已被用来改善湿水硬水泥的某些性能。这样的化合物中有一类，统称“超增塑剂”，使湿水泥组合物流态化或增塑，以便在给定水灰比的条件下得到流动性更大的组合物。希望流动性是可控的，这样，砂浆及混凝土中使用的骨料便不会与水泥浆分层。替代地，可使用超增塑剂，它允许采用较低水灰比调配水泥组合物使获得的组合物具有符合要求的均一性(通常可使硬化后的硬化水泥组合物具有较大的抗压强度)。

好的超增塑剂不仅应在其加入后使湿水泥组合物变得可流动，而且还应该在一段要求的时间内保持该流动度不变。这段时间应长到足以使湿水泥组合物在例如拌和料卡车中当车子开往现场的途中、车子停在现场期间以及水泥组合物被浇铸成要求的最终形状的过程中均保持为流态。然而，水泥混合物也不应过长地维持流动状态，即其凝固不得过分延迟，因为这将耽搁现场工作的进行。已知的超增塑剂种类通常包括：密胺磺酸盐-甲醛缩合物、萘磺酸盐-甲醛缩合物、木素磺酸盐、多糖类、羟基羧酸及其盐，以及碳水化合物。

因加入超增塑剂而引起的问题之一是它们常常影响到夹带在混合物中空气的性状和数量。夹带一定量的空气是不可避免的，而且能赋予结构混凝土以有利的性质，例如硬化水泥块的冻融稳定性；改善的湿水泥组合物可加工性；以及析水的迁移。实际上，在水泥组合物中恰当运用空气夹带剂能产生这些好的效果。然而，夹带空气过多和/或失控或者性状不良，则对混凝土及砂浆有害。这种问题当使用以聚氧亚烷基为基础的聚合物超增塑剂，例如美国专利4,814,014或4,946,904时，就变得尤其严重了。曾尝试以消泡剂、脱气剂与这类超增塑剂并用，但是由于种种原因这些尝试基本上未获成功。首先，这种作法会增加调配水泥组合物的成本及复杂性。其次，虽然能够制成将超增塑剂与脱气剂混合在一起的掺混物，但是它无法长时间维持稳定，就是说，这两种成分的混溶性不很好，故最终将出现相分离。有人曾提出对这种所谓的“两组分”掺混物作出修改，例如英国专利公开2 280 180 A，公开了一种聚合物溶液，其中一种消泡剂以特殊的形式溶解在该聚合物中或“稳定地分散于”其中(即一种两相体系)。但是，象上面所提到的体系终归是两相体系，具有相分离的潜在倾向，故而存放期限短。第三，以往所作的旨在解决上述空气夹带问题的各种尝试至多也只得到了喜忧掺半的结果。一项具体的困难就是要求加入的脱气剂种类和数量都应合适；加得过多，空气就无法再带入。要求在给定浓度的超增塑剂下不仅要预测出应加入多少脱气剂而且要保证该预测值对各种不同的水泥都一律适用，这也几乎是不可能的。

发明简述

本发明涉及一种含有夹气控制聚合物超增塑剂的水泥掺混物，该超增塑剂的主碳链系由烯键不饱和羧酸聚合生成的，其中所述主链包含羧酸接枝部位，在这些部位上以共价键连接着：a)脱气官能的侧链，其中所述脱气官能侧链是具有如下通式的第一聚氧亚烷基基团

R⁴-(OA²)_x-Q-

其中

Q＝O或NH；

A²＝C₁～C₁₀亚烷基；

x＝1～200；且

R⁴＝C₁～C₁₀烷基，以及

b)第二聚氧亚烷基基团，其通式为R⁵-O-(A³O)_y-(A³)_p-N＝，其中A³＝C₁～C₁₀亚烷基；y＝1～200；p＝1～50；R⁵＝C₁～C₁₀烷基。

本发明的夹气控制聚合物超增塑剂还包含具有如下通式的部分：