[发明专利]一种阻锈型淀粉基减水剂及其制备方法

说明书

本发明属于建筑工程材料混凝土减水剂领域，具体涉及到一种具有抑制钢筋腐蚀功能的淀粉基减水剂，该减水剂以淀粉基减水剂为基础，添加巯基乙酸进行接枝反应制得，且该减水剂的掺量可为水泥重量的0.2~1%。该方法制备的减水剂减水率高，水泥净浆流动度好，粘聚性好，在混凝土模拟液盐溶液中添加制备的物质，具有优良的阻锈功能。

技术领域

本发明属于建筑工程材料混凝土减水剂领域，具体涉及到一种具有抑制钢筋腐蚀功能的淀粉基减水剂及其制备方法。

背景技术

混凝土减水剂可改善新拌混凝土的工作性、提高混凝土的强度及其他物理力学性能，减水剂已成为混凝土材料的第五组分。在建筑工业中，减水剂被广泛应用于大体积，碾压及泵送混凝土中来维持较长时间内的可操作性。早期的木质素磺酸盐普通减水剂、磺化芳香族聚合物高效减水剂生产过程中用到了甲醛、萘、苯酚等石油化工产品，会造成一定的环境污染。目前应用最为广泛的聚羧酸系减水剂于20世纪90年代在日本开发成功，该类减水剂虽具有低掺量高减水率、保坍性好等优点，但是其成本高、抗泥性差，同时其主要原料丙烯酸和聚醚大单体也是石油化工产品，随着石油资源的日益匾乏，同样面临着资源短缺和价格波动的问题。随着世界范围内对环境保护的日益重视，为了减少环境污染，人们对环境友好型材料的需求也越来越高，大众追求的也不再仅仅是材料的实用性能，而是更关心在实现实用功能的同时又不危害环境及人身安全。淀粉具有来源广，可降解再生，绿色无污染等优点。淀粉分子结构上的糖苷键和羟基化学性质比较活泼，通过淀粉的化学改性，可以在淀粉分子结构上引入多用作用基团。国内外研究人员多采用烷基磺酸化、醚化、酯化等手段，使淀粉产生化学改性，可研制无毒可降解的新型绿色高效混凝土减水剂。

混凝土材料应用广泛，但其在环境作用下会发生破坏导致工程事故。早在 1981年Mehta教授就指出钢筋腐蚀是混凝土结构破坏的最主要原因。钢筋腐蚀不仅造成了巨大的直接和间接经济损失，还使得能源、资源大量耗费。在我国，由于钢筋腐蚀引起混凝土结构破坏的情况遍及海港、水利、路桥，建筑等各种设施。就市场发展前景来看，减水剂正朝着高性能化、功能化和绿色环保方向发展；另外，我国沿海地区对混凝土的耐久性要求较高，海水海砂中的含氯化合物等会加快混凝土中钢筋锈蚀，因此，提高钢筋防锈蚀能力尤为重要。可见，开发具有抑制钢筋腐蚀功能的减水剂具有积极的现实意义。

针对运用于混凝土中钢筋的阻锈产品，主要是复合型或者聚羧酸系产品。如专利申请号为CN200910243126.0名称为“一种有机钢筋混凝土阻锈剂”，采用阻锈成分60～200份，减水有效成分20～30份，缓凝组分5～15份，引气成分0.2～1.0 份以及水330～580份复合而成。所用复配减水剂为聚羧酸系减水剂，该发明虽具有缓蚀、减水等功能，但生产成本过高使其在工程应用中会存在一定困难。专利申请号CN200910008272.5名称为“混凝土防腐阻锈抗渗剂”，采用聚烯丙基醇甲氧基大单体与丙烯酸、马来酸得到接枝聚合物，掺入适量的有机胺和有机醇胺，通过在钢筋表面形成阴离子膜阻止游离氯离子与金属的接触，从而抑制钢筋的腐蚀。专利申请号CN201010551834.3名称为“防海水腐蚀高效萘系减水剂”，采用磺化、水解、缩合、中和、过滤、离子交换后与YYN型防海水腐蚀添加剂通过特殊复配技术得到成品。该发明虽减少了污染物的排放，提升了钢筋防腐蚀能力，但减水功能有限。专利申请号CN201101123378.7名称为“混凝土阻锈剂”，采用亚甲基萘磺酸钠减水组分，松香皂稳泡剂，亚硝酸盐类作为阻锈成分，掺入抗渗组分，复配得到混凝土防腐阻锈抗渗剂，然而其本身并没有多少减水功能，运用有限。专利申请号CN201110029497.6，名称为“具有抑制钢筋腐蚀功能的聚羧酸减水剂及其制备方法”，采用改性聚醚类聚羧酸系减水剂70～90份，醇胺类有机单体5～25份，羟基羟酸盐0.01～0.2份。先将改性聚醚与丙烯酸进行自由基聚合，再掺入醇胺有机单体进行pH调节，最后加入羟基羟酸盐搅拌即得成品。