[发明专利]一种耐高温膦酸基混凝土缓凝剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐高温磷酸基混凝土缓凝剂及其制备方法，所述磷酸基混凝土缓凝剂具有耐高温、缓凝效果优、且能提升聚羧酸减水剂对机制砂和低活性掺合料的适应性，降低对水泥、温度和用水量的敏感性，增强抗硫酸盐和粘土能力。协同聚羧酸减水剂，显著改善混凝土和易性，适用于砂石材料品质低下、高温环境、长时间运输等苛刻工况下的混凝土制备。且制备工艺简单，工业化生产可行性强，市场应用空间广阔。对于推进聚羧酸减水剂市场应用和提升混凝土流变、力学和耐久性性能具有重要的技术支撑作用。

技术领域

本发明涉及建筑材料中混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种耐高温膦酸基混凝土缓凝剂及其制备方法。

背景技术

混凝土外加剂是指为改善和调节混凝土的性能而掺加的物质，可以调控混凝土的流变性能、改善力学性能和提高耐久性，混凝土外加剂技术已经成为现代混凝土的核心技术。针对高温环境下混凝土坍落度损失快、低品质骨料使用地区(机制砂)混凝土聚羧酸减水剂适应性差等市场应用缺陷，开发耐高温、缓凝能力强、与聚羧酸减水剂适应性良好的水泥缓凝剂具有重要的意义。

围绕缓凝剂的分子设计、工艺研发与应用研究，已有大量的文献和专利资料报道。

专利CN102153711B公开了一种缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法，创新之处在于将具有缓凝功能的β-环糊精侧链引入到聚羧酸分子骨架中，制备的减水剂具有缓凝性能、微引气性能及更好的流动性能，但制备工艺复杂，实用性不强，仅仅停留在实验室净浆测试水平。

专利CN102276182B公开了一种水泥缓凝剂，主要将氨水、十二烷基磺酸钠和聚乙二醇以一定的配比混合，应用到硅酸盐水泥中，可以显著改善缓凝效果，流动度提高5-6％，初凝时间差延长40-100分钟，7天抗压强度比相差不大，但是所开发缓凝剂没有减水性能，只能复配使用，复配使用时需要考虑与减水剂的相容性，存在应用风险。

专利CN104119017A公开了一种高温型缓凝减水剂，主要采用复配技术手段，将糖钙、磷酸化合物及其它无机或有机聚合物与传统脂肪族减水剂简单混合制备，但存在物料较多，制备工艺复杂，性能不稳定，仅局限在高压固井施工。

美国专利US5879445公开了一种小分子减水剂，采用单链的氨基聚醚，对末端进行一步曼尼希反应，引入亚磷酸官能团，具有减水、缓凝效果，但是原料需要采用价格昂贵的氨基聚醚，从原料成本考虑，可工业化的操作性不强，市场至今未见相关产品。

关于缓凝剂的研发，目前技术手段主要有两种：接枝改性和物料复配，在油井水泥领域，高温缓凝剂取得了一定的进展，设计合成了一系列不同结构的单体，通过相对成熟的聚合技术结合在一起，分子链的长短和相对分子质量的大小与分布均能得到有效控制，特别是AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)是一种很好的共聚单体，具有高活性和耐温耐盐性能好的特点，常用于合成多元共聚物缓凝剂，并此以连接羧酸、磷酸等起缓凝作用的单体，起到骨架作用，国外已有相应的产品问世。但在混凝土技术领域，耐高温且能与聚羧酸减水剂相适应的缓凝剂却鲜有研究，市场应用产品更少。

而现代混凝土的原材料状况却日趋严峻，工业副产石膏作为水泥调凝剂的使用导致胶凝材料SO₄^2-含量偏高；粉煤灰、矿渣粉、煤矸石等大宗工业固体废弃物的广泛应用，使得胶凝材料的组份更加复杂；特别是优质砂、石资源日益匮乏，骨料含泥量和吸水率增大，直接影响混凝土外加剂与材料之间的适应性，导致混凝土初始流动度和流动度保持能力大幅降低，极大限制了高性能减水剂的推广应用。

发明内容