[发明专利]一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和一种水泥掺混物

说明书

本发明提供了一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和一种水泥掺混物，其中早强型聚羧酸减水剂包括由A和B两种单体聚合形成的共聚物，两种单体按重量百分比计分别为75％‑90％和10％‑25％，单体A的结构式为：R₁、R₂为含3‑6个碳原子的链烯基，R₃O可以相同或不同，R₃O为含2‑18个碳原子的氧亚烷基，R₄为‑H或含1‑30个碳原子的烃基，p为1‑300的整数或分数；单体B为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、柠康酸和/或其盐、和/或其酯中的一种或多种。本发明通过引入新的聚合单体，得到减水率高、凝结时间短、早强效果好、性能稳定的早强型聚羧酸减水剂，当用于预制混凝土时，可以显著提高混凝土早期强度，从而提早脱模，提高生产效率，降低预制混凝土生产能耗。

技术领域

本发明涉及聚羧酸减水剂领域，特别涉及一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和一种水泥掺混物。

背景技术

为了提高混凝土的早期强度，加快模版周转，加快施工进度，目前一般采用降低混凝土水胶比、提高水泥标号或水泥用量以及添加早强剂等技术途径达到上述目的。

聚羧酸减水剂是以羧酸类接枝聚合物为主体的外加剂，一般由含有端烯基的聚醚大单体和不饱和羧酸(盐)小单体水溶液共聚合而成，具有掺量低、减水率高和坍落度保持性能良好等优点，且可有效提高混凝土中粉煤灰、矿粉等混合物的用量，有利于大幅度节约水泥，还可配置高强、超高强混凝土。因此，聚羧酸减水剂被广泛用于高速铁路、桥梁、水利等要求高强度、高耐久性和高水泥适应性混凝土的工程中。

但是，采用无机盐或有机早强剂与聚羧酸减水剂进行物理复配时，不但容易发生分层、胀气、贮存稳定性差问题，而且会降低聚羧酸减水剂的减水性能。而且，无机盐中的硫酸盐会大大提高碱含量，导致潜在碱骨料反应危害，且硫酸盐对混凝土后期强度有负面影响；氯盐由于易引发钢筋锈蚀而被限制使用；有机物中醇胺类早强剂单掺时的早强效果不太明显，价格昂贵且掺量不易控制。

因此，早强型聚羧酸系减水剂便得到了深入研究，早强型聚羧酸系减水剂具有加快水泥水化、缩短凝结时间和提高混凝土早期强度等特点，能够解决低温条件下混凝土早期强度偏低给施工带来的一系列影响，早强型聚羧酸系减水剂在低温条件下大掺量矿物掺合料混凝土的施工和混凝土预制构件的生产等方面将具有良好的应用前景。

目前，早强型聚羧酸系减水剂的品种还比较单一，真正从聚合物分子结构设计上实现聚羧酸系减水剂产品性能的多功能化研究还处于起步阶段，早强型聚羧酸系减水剂的合成开发还基本处于探索阶段，成熟的产品很少。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种减水率高、凝结时间短、早强效果好、性能稳定的早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，以及一种应用了该早强型聚羧酸减水剂的水泥掺混物。

为解决上述技术问题，本发明提供的了一种早强型聚羧酸减水剂，其包括由A和B两种单体聚合形成的共聚物，所述单体A和单体B按重量百分比计分别为75％-90％和10％-25％，其中，所述单体A的结构式为：其中，R₁、R₂为含3-6个碳原子的链烯基，R₃O可以相同或不同，R₃O为含2-18个碳原子的氧亚烷基，R₄为-H或含1-30个碳原子的烃基，p为1-300的整数或分数；所述单体B为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、柠康酸和/或其盐、和/或其酯中的一种或多种。

优选地，所述共聚物还包括单体C聚合形成，所述单体A、单体B和单体C按重量百分比计分别为5％-55％、10％-35％和35％-75％，所述单体C的结构式为：