[发明专利]一种高减水率的混凝土、所用减水剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土外加剂，具体涉及一种高减水率的混凝土、所用减水剂及其制备方法。

背景技术

水泥混凝土是现代建筑工业的最重要产品。减水剂是水泥混凝土的重要外加剂之一。减水剂是在保证混凝土拌合物和易性相同的条件下，减少用水量的外加剂，使用减水剂，可以降低水泥用量、提高混凝土的工作性和耐久性，是预拌混凝土的核心。目前以聚羧酸减水剂为代表第三代高性能减水剂是减水剂市场的主流。市场上现在的主流产品是丙烯酸与不饱和聚醚类大单体共聚合成聚羧酸减水剂，小单体为丙烯酸，通过自由基引发聚合反应制得。聚合出的聚羧酸减水剂产品性能较好，减水率高，保持效果好，与水泥的适应性好，但此类产品对混凝土材料要求较高，掺量敏感，对含泥的耐受力较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服聚羧酸减水剂的缺点，提供一种具有高减水率的混凝土，以及一种减水率高，保持效果好，与水泥的适应性好的憎水型聚合物混凝土减水剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种高减水率的混凝土，包括胶凝材料、粗骨料、细骨料和外加剂，胶凝材料为水泥、钢渣、矿渣、粉煤灰的一种或多种，粗骨料为碎石，细骨料为砂；其中，外加剂包括憎水型聚合物混凝土减水剂。

一种憎水型聚合物混凝土减水剂，由以下组分经共聚反应而成，各组分及其重量百分比为：

憎水型表面活性剂40-55％，丙烯酸单体25-40％，含3-8个碳原子的多羟基醇15-20％，氧化剂3-5％，链转移剂1-1.5％；其中，憎水型表面活性剂的结构式为

在本发明的憎水型聚合物混凝土减水剂中，在共聚反应之前，还加入了葡萄糖酸钠、维生素、决明胶的一种或多种，加入量为原料总量的5-10％重量百分比。

在本发明的憎水型聚合物混凝土减水剂中，共聚反应还使用了催化剂，催化剂为十二烷基苯磺酸钠，用量为原料总量的3-5％。

在本发明的憎水型聚合物混凝土减水剂中，氧化剂为双氧水、高锰酸钾的一种或多种。

在本发明的憎水型聚合物混凝土减水剂中，链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸的一种或多种。

在本发明的憎水型聚合物混凝土减水剂中，该聚合物是共聚物，具有500-20000的数均分子量，且重均分子量与数均分子量之比为1。

一种憎水型聚合物混凝土减水剂的制备方法，步骤包括：

(1)将含3-8个碳原子的多羟基醇加入丙烯酸单体中，再加入催化剂，加热溶解，然后在90～105℃下进行酯化反应4～7h，制得丙烯酸酯；其中，多羟基醇与丙烯酸单体的摩尔比为1:2-4；

(2)向步骤(1)的产物中加入去离子水，加热使之充分溶解，制成反应底液；再加入憎水型表面活性剂、链转移剂，在50-60℃下一边搅拌一边滴加双氧水进行共聚反应，反应时间为2～3h，然后在25～30℃下保温并继续搅拌1h；最后使用氢氧化钠水溶液调节pH值至7～8，制得固含量35–40％的憎水型聚合物混凝土减水剂。

在本发明的憎水型聚合物混凝土减水剂制备方法中，在步骤(2)的共聚反应之前，还加入了葡萄糖酸钠、维生素、决明胶的一种或多种，加入量为原料总量的5-10％重量百分比。

在本发明的憎水型聚合物混凝土减水剂制备方法中，该聚合物是共聚物，具有500-20000的数均分子量，且重均分子量与数均分子量之比为1。

本发明中，憎水型表面活性剂的减水率可达到30-35％，而且生产过程中不使用对环境有危害的甲醛，氯离子和硫酸根含量也很低。巯基乙醇、巯基乙酸可以对异戊烯醇聚氧乙烯醚与丙烯酸之间的反应进行引发，提高了两者反应的充分性，从而对整个减水剂的性能进行提升，而且反应充分使得混凝土抗压强度比更高，而且混凝土坍落度经时损失更小。

本发明中，维生素的加入降低了生产成本，同时可以发挥减水、增塑的复合效果。葡萄糖酸钠、决明胶可以起到非常好的缓凝效果，延长水泥的水化硬化时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，有效提高了水泥净浆流动度。

本发明中，氧化剂起到很好的活化组分效果。催化剂可以促进共聚反应的快速进行。

本发明中，还可以加入亚硝酸钠。亚硝酸钠不仅能作为混凝土的早强剂组分，而且亚硝酸钠的掺入还可以促使钢筋表面形成致密的保护膜，从而防止混凝土内部钢筋的锈蚀，起到了意想不到的技术效果。

与现有产品及生产技术对比，本发明的明显优势在于：