[发明专利]一种低引气型钢管混凝土外加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种低引气型钢管混凝土外加剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国混凝土的发展使得混凝土的各方面性能在不断提高，并且对混凝土减水剂的依赖性越来越大。聚羧酸系高效减水剂是第三代高性能减水剂，具有减水率高、与水泥适应性强、保坍保塑性能优异等特点，可大幅度提高粉煤灰、硅灰、钢渣粉、矿粉等矿物掺和料的用量，节约水泥，广泛用于配制高强、超高强混凝土，特别适用于高速铁路、桥梁、海港码头、水利工程等高强度、高耐久性、高水泥适应性的混凝土工程中。

但对于钢管混凝土来说，混凝土含气量和坍落度经时损失大一直是困扰正常施工的问题。首先，当新拌混凝土长时间长距离运输后，应尽可能保持在初始的坍落度水平，以保证混凝土顺利地运输、泵送工作。坍落度损失过快会严重影响钢管混凝土的施工质量，甚至导致钢管混凝土泵送过程中堵管而引起施工事故。坍落度损失的主要原因在于，随着水泥水化的进行，提供润滑作用的水分不断减少，同时减水剂被水泥颗粒和水化产物不断吸附，使液相中减水剂的有效含量快速降低，体系的动电电位和分散作用下降。为减缓混凝土坍落度的损失，人们采取了后掺法、多次掺加法、复合缓凝剂等方法，但在工程实际中，由于操作的复杂性和搅拌设备的限制，适用性不强，并且复合缓凝剂与水泥相容的问题相反会发生坍落度损失过快和不正常凝结现象。其次，钢管核心混凝土的含气量对钢管内壁与混凝土的粘结性能有很大影响。传统的聚羧酸系减水剂由于主链和侧链疏水基团的作用易导致新拌混凝土含气量大且不稳定。若核心混凝土气体量过大，在进行钢管混凝土的泵送顶升施工过程中，这些气体极易在泵送压力和混凝土自身重力的作用下吸附于钢管内壁并富集而形成一层气体膜，抵消了核心混凝土的膨胀量，易造成钢管壁与混凝土脱粘。

发明内容

针对上述钢管混凝土在制备和实际施工中存在的坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，本发明提出了一种低引气型钢管混凝土外加剂，该外加剂的引气作用显著降低，保塑性能显著提高，拌制的钢管混凝土含气量控制在1.0-2.5％范围内，可有效解决坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，且涉及的制备方法简单，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低引气型钢管混凝土外加剂，它由聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂和水经复配而成，其中聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂的质量比为100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)；其余为水，将所得低引气型钢管混凝土外加剂稀释至固含量为20-25％。

上述方案中，所述聚羧酸系减水组分的重均分子量在45000-75000的聚合物，其结构通式见式I：

式中，a和aˊ的取值范围为22-36；b和bˊ的取值范围为2-7；c和cˊ的取值范围为15-45；d和dˊ的取值范围为2-6；R和Rˊ为脂肪醇基，其C原子数量为12-16个；-[EO-PO]-为EO(环氧乙烷)/PO(环氧丙烷)无规共聚段。

上述方案中，所述聚羧酸系减水组分由马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体按12:(1.2-2.4):(6-24):(1-2)的摩尔比经共聚而成。

上述方案中，所述EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体分子量为1000-1500，其中质量比EO/PO＝0.6-1.5。

上述方案中，所述交联单体为单缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯、多缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯中的一种，结构通式见式Ⅱ，分子量控制在200-400：

式中，m＝1-3。