[发明专利]一种硫铝酸盐水泥基注浆材料用聚羧酸减水剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种硫铝酸盐水泥基注浆材料用聚羧酸减水剂的制备方法。

背景技术

注浆技术广泛应用于抢修、加固等工程。水泥基注浆材料具有价格低、材料来源广泛、耐久性好等优点，硫铝酸盐水泥由于其早期强度高，凝结时间快，抗腐蚀性能好等特点在注浆材料中具有广泛应用。实际工程中，注浆材料要具有良好的稳定性及流动性，以保证浆液不发生析水回浓并能扩散有效距离。为了达到上述目的，工程中添加钠基膨润土来提高体系的稳定性，添加减水剂来提高浆液的流动性。聚羧酸减水剂是一种梳形的高分子化合物，具有对环境无污染、结构和性能可调性好、减水率高、保塑性好等诸多优点，是目前国内外研究的重点。然而有许多学者的研究表明在有水泥(高岭土、膨润土等)存在时，聚羧酸减水剂可与水泥发生相互作用，从而造成泥土与水泥颗粒或其水化产物发生竞争吸附，导致水泥的工作性能下降。

目前国内外有很多抗泥型减水剂的研究。Xu H,Sun S,Wei J.et al.β-Cyclodextrin as Pendant Groups of a Polycarboxylate Superplasticizer for Enhancing Clay Tolerance[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2015,54(37):150901161553000一文中在聚羧酸减水剂的侧链中引入一种新的单体β-环糊精(β-CD)，由于β-CD基团的三维空心截锥结构，空间位阻增大，妨碍了聚羧酸减水剂在钙基膨润土上的吸附，从而提高了聚羧酸减水剂的抗泥性。Xing G,Wang W,Xu J.Grafting tertiary amine groups into the molecular structures of polycarboxylate superplasticizers lowers their clay sensitivity[J].RSC Advances,2016,6(108):106921-106927.以及Lei L,Plank J.Synthesis and properties of a vinyl ether-based polycarboxylate superplasticizer for concrete possessing clay tolerance[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2014,53(3):1048-1055.一文中分别用其他单体取代大单体合成不含长侧链的聚羧酸减水剂，避免了泥土与聚羧酸分子的化学吸附。Qian S,Jiang H,Ding B,et al.Synthesis and performances of polycarboxylate superplaticizer with clay-inerting and high slump retention capability[C]Conference Series:Materials Science and Engineering.IOP Publishing,2017,182(1):012033.一文中在聚羧酸减水剂的侧链引入磷酸盐，其水解得到的磷酸根离子与羧酸根离子相比对泥土有更好的吸附性，占据了泥土表面的吸附活性点，因此减少了减水剂在泥土表面的吸附。可见，调整和改变聚羧酸减水剂的分子结构是解决其与泥土适应性问题的根本方法。

肉桂酸(CINN)是一种苯环上带有丙烯酸基团的多酚类化合物，其制备方法简单，价格便宜，广泛应用于医药领域。本发明将CINN通过自由基共聚引入聚羧酸减水剂的分子结构中，利用苯环的结构增强其空间位阻，从而合成性能优异的聚羧酸减水剂。

发明内容

为解决现有部分聚羧酸减水剂在硫铝酸盐水泥中应用时发生离心泌水现象，在钠基膨润土存在时流动度迅速损失的情况，本发明提供一种硫铝酸盐水泥基注浆材料用聚羧酸减水剂及其制备方法。

本发明的制备方法将肉桂酸(CINN)通过自由基共聚引入聚羧酸减水剂分子结构中，改变聚羧酸减水剂的分子结构，利用苯环的结构增强其空间位阻，减弱了聚羧酸减水剂与泥土的表面吸附，进一步提高了聚羧酸减水剂的性能，显著增强了水泥的工作性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种硫铝酸盐水泥基注浆材料用聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：