[发明专利]聚羧酸减水剂、其制备方法及减水组合物及混凝土

说明书

技术领域

本领域属于管桩生产领域，尤其是一种用于高性能管桩的新型聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

近年来，管桩用混凝土添加剂已经朝着低掺量、高性能和无污染的方向发展，相关省市还制定了生产标准和行业标准。

与普通混凝土制品不同的是，当前高强度管桩生产还需要蒸养过程，普通的减水剂不能使用，会出现各种问题。为此，尽管高性能减水剂的价格较高，其在管桩生产中的比例逐渐攀升。在实际应用中，申请人发现现有高性能混凝土添加剂还存在不少的缺点，有待进一步的提高，这些缺点包括：现有减水剂的效果还不能满足工业需求；不同型号的混凝土，其掺量不同，添加量的偏差会导致出现沉降问题，拌合物发粘，从而影响产品的质量；同时该类型的减水剂与某些添加剂进行复配时，会产生沉淀，从而弱化其塑化效果。

发明内容

发明目的：一个目的是提供一种新型聚羧酸减水剂，以解决现有技术存在的至少一个问题。本发明进一步的目的是提供一种聚羧酸减水剂的生产方法。

技术方案：新型聚羧酸减水剂，其结构式如下：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄和R₅均选自H或CH₃，n为25～40，m为35～55，a、b、c和d为正整数，M为一价阳离子。

上述新型聚羧酸减水剂的制备方法，步骤如下：

步骤1：制备或购买大分子单体，按照预定的配比称取原料；

步骤2：将烷基聚醚、丙烯酸单体、阻聚剂、催化剂和协水剂加入到反应釜中升温至80～180℃，回流状态进行酯化反应3～8小时，得到中间产物；

步骤3：分离出中间产物并加热至40～100℃进行溶解，同时滴加其他单体和引发剂溶液，滴加时间为0.5～1.5小时，滴加完毕后保温4～8小时，反应完成后，冷却至30～45℃，用氢氧化钠溶液调节pH为6.5～8，即获得目标产物。

在进一步的实施例中，所述步骤2中，搅拌速度为1500～2000r/min；所述步骤3中，滴加时，搅拌速度为4000～5500r/min，保温时，搅拌速度为1800～2500r/min。

在进一步的实施例中，在步骤2中，所说催化剂选自硫酸、甲苯磺酸、固体酸ZrO₂的一种或几种，所说阻聚剂选自羟基苯甲醚、苯二酚、硫化二苯胺中的一种的或几种，所述协水剂选自乙酸乙酯、异戊醇中的一种或两种。

在进一步的实施例中该减水剂与辅助剂复配使用，所述辅助剂由海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素醚和聚氧乙烯醚按照摩尔比1：(2～4)：(1～3)：(1～1.5)组成；辅助剂与聚羧酸减水剂的摩尔比为(0.02～0.05)：1。

一种包含上述新型聚羧酸减水剂的高性能管桩用混凝土，每立方米的混凝土浆料中含有以下组分：水120～170kg，水泥390～425kg，纳米级SiO₂14～30kg，硅灰24～55kg，粉煤灰35～60kg，沙子660～750kg，碎石1120～1200kg，聚羧酸减水剂与凝胶材料的质量比为0.008～0.025，辅助剂与聚羧酸减水剂的摩尔比为0.015～0.05。

在进一步的实施例中，所述纳米SiO₂的参数为，纯度不低于99.9％，粒径为10～20纳米，比表面积为550m²/g以上，摇实密度为0.20g/cm³。

在进一步的实施例中，所述粉煤灰为I级粉煤灰，其物理参数为需水率95～98％，密度2.2～2.5g/cm³，烧失量为3.0～3.5％。

在进一步的实施例中，所述硅灰的参数为SiO₂含量不低于93wt％，三氧化二铝的含量为0.3～0.35wt％，三氧化二铁的含量为0.8～0.85wt％，氧化镁的含量为0.25～0.35wt％，氧化钾的含量为0.85～0.9wt％，氧化钙的含量为0.4～0.5wt％，氧化钠的含量为0.15～0.24wt％。

在进一步的实施例中，所述碎石的含泥量小于1wt％，最大公称粒径为20mm。

有益效果：首先，本发明的聚羧酸减水剂比一般的聚羧酸系减水剂的减水效果更好，可以降低使用量，从而降低生产成本；其次，在进一步的实施例中，在制备混凝土时， 本发明的减水剂的掺量可以在较大的范围内调整，而不会导致质量问题，从而便于生产操作；而且，在复配使用时，不会产生沉淀。