[发明专利]一种混凝土用流变改性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及到混凝土外加剂技术领域，具体涉及到 一种混凝土用流变改性剂及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，混凝土技术不断推陈出新，从配合比设计方法、原材料组分 优化、制备技术各方面都在持续创新，所制备的混凝土无论是新拌状态的工作性能，还是到 最终硬化后的力学性能与耐久性能，其指标特性都在不断地提高。高性能混凝土是继高强 混凝土后的又一重大进步，是当今混凝土发展的主导方向，其中一个重要内容便是要求新 拌混凝土具有高工作性。改善混凝土的流变特性是提高新拌混凝土工作性的关键所在。新 拌混凝土是一种由粗细集料悬浮在水泥浆中的多相，多组分，非均匀的混合体系，屈服应力 和塑性粘度是决定混合料流变特性的主要因素。混凝土必须具备较低的屈服应力和塑性粘 度，才能具备高流动性，但会发生离析、泌水现象。因此，改善混凝土流变特性的方法关键就 在采取有效方法获取流动性和抗离析性的和谐统一，而使用流变调控外加剂是解决新拌混 凝土流动性和抗离析性之间矛盾的最有效、安全和简便的方法。

目前流变调控外加剂的使用种类丰富，但是性能上却难以满足现代高性能混凝土 对高工作性、高力学性及高耐久性的要求。天然流变调控外加剂与高效减水剂无法稳定共 存，对掺量较为敏感，低掺量时具有较好的流变改性作用，掺量较高时会明显引起混凝土粘 度增大，流动性下降，从而导致需水量的增加，影响混凝土的强度，且由于其昂贵的价格使 其在工程上的应用大打折扣；纤维素衍生物类是目前使用最为广泛的半人工合成类流变调 控外加剂，其温度敏感性强，当混凝土内部温度较高时，明显失效，且由于其三元环上羟基 的氢被烃基取代(醚化)，絮凝作用明显，小掺量时，具有一定的减水效果，掺量大时，引气量 高，缓凝作用明显。因此，一种好的流变调控材料应具有以下特性：(1)低掺量时能明显增加 新拌混凝土的粘度；(2)新拌混凝土在塑性状态下可减少沉降，不泌水，高耐盐，与其他外加 剂有良好的相容性，且无严重的缓凝或引气现象；(3)对混凝土流动度保留值影响小。人工 合成聚合物类流变调控材料由于具有原料来源广泛，合成手段多样，分子结构可控性强等 诸多优点，成为了许多科研工作者的重点研究方向。

专利CN102060481公开了“一种低胶材自密实混凝土”。该专利中采用羧甲基纤维 素、甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素的混合物作为混凝土流变改性剂，使混凝土具有明显 的增稠、保水作用，混凝土拌合物不离析、不泌水。但此类流变改性剂温度敏感性强，当混凝 土内部温度较高时，明显失效，且由于其三元环上羟基的氢被烃基取代(醚化)，絮凝作用明 显，小掺量时，具有一定的减水效果，掺量大时，引气量高，缓凝作用明显。

专利UK2380504采用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、马来酸酐和不饱和聚醚大单体或 (甲基)丙烯酸酯作为共聚单体，制备了一种以乙烯基磺酸为基础的聚合物保水剂。该专利 中使用的马来酸酐聚合活性较低，易得到2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的均聚物，因此得到的 聚合物在混凝土高盐、高碱的环境下稳定性较差。

因此，开发一种稳定性佳，温度敏感性低，保水作用好，且没有引气、缓凝等副作用 的流变改性剂成为了一大技术难点。

发明内容

针对现有流变改性剂存在掺量及温度敏感性强，絮凝及缓凝作用明显，引气量高， 耐盐碱性差等问题，基于混凝土浆体高盐、高碱和强剪切作用的特殊环境，本发明提供了一 种与高效减水剂相容性佳，对掺量不敏感，且无严重的缓凝或引气现象，能有效解决新拌混 凝土流动性和抗离析性之间矛盾，从而提高新拌混凝土工作性的聚合物类流变改性剂，并 提供了该流变改性剂的制备方法。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供一种混凝土用流变改性剂，所述流 变改性剂由单体A、单体B、单体C、单体D在中性条件下，通过自由基共聚反应而制得，各组分 摩尔比为A:B:C:D＝1:0.15～1:0.005～0.02:0.15～1；

所述单体A为通式(1)所表示物质：

式中R₁为H或—CH₃；R₂、R₃、R₄为H或碳原子数1～4的烷基；M为H、K⁺或Na⁺；

所述单体B为通式(2)或化学式(3)所表示物质：