[发明专利]一种混凝土减水剂

说明书

一种混凝土减水剂，使包括水、单体a、单体b、单体c、单体d、单体e在链转移剂存在的情况下，通过中温引发水溶液共聚或者氧化还原体系引发水溶液共聚制得。单体a和单体b均为含有葡萄糖单元的物质，单体c是聚氧烯烃单烯基醚单体，单体d为不饱和二元羧酸单酯，包括顺丁烯二酸单乙二醇酯、顺丁烯二酸单乙酯、顺丁烯二酸单甲酯、富马酸单甲酯等，单体e为带不饱和双键的一元羧酸及其衍生物，可用通式表示：R₃－CH＝CH－COR₄，R₃代表氢、甲基，R₄代表OM，M代表H，C_nH_2n+1（其中n=1,2），一价金属，二价金属，铵或胺。该混凝土减水剂，具有成本低、减水保塑效果好、制备简单等优点。

技术领域

本发明涉及一种混凝土减水剂，属于混凝土外加剂领域。

背景技术

为了使水泥混凝土节省水泥用量，增加其强度，在过去的几十年里专业技术人员采用了掺用具有高效添加剂的有效方法达到目的。从20世纪60年代之后，相继在该领域推广应用的添加剂有萘磺酸盐和三聚氰胺甲醛树脂等品种，上述产品的减水分散性能较好，起到了一定的作用。随着建筑工程的水泥混凝土的质量技术要求的提高，以及水泥混凝土在工程施工时需要运输、浇注等过程，历时较长，掺用萘磺酸盐系或三聚氰胺甲醛树脂减水剂减水率只能达到23％，配制高标号混凝土具有一定难度，且混凝土的流动性容易变小，经过水泥混凝土施工工序需要的30in～120min时间后，混凝土塌落度常常明显下降，影响到了正常浇筑施工，这一现象在夏季尤其突出，使商品混凝土的质量降低，可能会遇到施工方的退货或不得已废弃。

已知的萘磺酸盐系和三聚氰胺甲醛树脂系等高效减水剂的碱含量也比较高，不利于防止水泥混凝土的碱骨料活性危害反应。而且萘磺酸盐减水剂产品是采用工业萘、硫酸和甲醛进行化学反应进行加工，过程中会因为磺化、甲醛缩合反应挥发的有害气体而引起污染。从20世纪90年代，日本国发明了一种采用不同的单元有机化合物进行引发共聚合成的羧酸聚合物减水剂，这类产品的分子结构呈疏型，具有比萘磺酸盐更高的减水并使混凝土拌和物具有良好的维持性能，很快取代了传统的萘磺酸盐系及三聚氰胺甲醛树脂类减水剂。

我国近年来对聚羧酸类新型水泥混凝土添加剂进行了很多研究和推广。由于合成单元、合成方式、分子结构的多元化，这类添加剂能进行分子设计制成千变万化的产品。已报道的相关专利很多，主要是采用占主成分的重量份额约80%以上的聚氧烯烃单烯基醚大单体长侧链，与少量的丙烯酸及其酯类衍生物等小单体在水溶液中共聚合，由于大单体的原料主要是环氧乙烷，易燃易爆有毒，不易运输，生产复杂且危险性高，近年来价格越来越高，如何在保证合成产物性能的同时降低聚醚大单体的用量是一项有意义的技术工作。

在混凝土外加剂应用中，常用葡萄糖酸钠作为混凝土缓凝剂使用，葡萄糖酸钠是由单个葡萄糖单元发酵而来，只能作为外加剂复配使用，但减水分散效果不理想。

发明内容

本发明通过大量研究发现淀粉糖类物质（特别是含有两个以上葡萄糖单元麦芽糖类物质）和多个葡萄糖单元物质的磺化物，能参与聚羧酸共聚反应，其成本低、能部分替代聚氧烯烃单烯基醚，分子结构中的功能基团含有单元小分子链、羟基、磺酸基团等，可以发挥很好的减水分散和保塑作用。

本发明提供了一种混凝土减水剂，该减水剂同时能使水泥混凝土具备高效分散性能、优异的保塑性。

该混凝土减水剂，使包括水、单体a、单体b、单体c、单体d、单体e在链转移剂存在的情况下，通过中温引发水溶液共聚或者氧化还原体系引发水溶液共聚制得。

单体a和单体b均为含有葡萄糖单元的物质，优选为淀粉糖或含多个葡萄糖单元的生物质磺化物。其中，单体a优选为含2～5个葡萄糖单元的低聚糖，包括麦芽糖、异麦芽糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖、异麦芽五糖。单体b优选为含多个葡萄糖单元生物质的磺化物，包括磺化环糊精、磺化麦芽糊精、磺化纤维素等。