[发明专利]一种堆石坝C15自密实混凝土专用聚羧酸减水剂

说明书

本发明公开了一种堆石坝C15自密实混凝土专用聚羧酸减水剂。本发明所述所述减水剂由单体A、B、C、D、E、F六种单体制得，所述单体A和B在聚羧酸主链和侧链上分别引入磷酸基团、磺酸基团，所述单体C为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐或α‑烯基磺酸钠，所述单体D为聚丙烯酸钠，所述单体E为三乙醇胺，所述单体F为硫酸钠。本发明所述减水剂使混凝土稳定性好、流动性大，施工速度快、效率高，且混凝土早期强度和后期强度均有所提高；在堆石坝混凝土中，可以大量降低水泥用量，降低能耗，充分利用粉煤灰等工业废渣，混凝土成本降低30%以上，经济效益显著。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，涉及一种堆石坝C15自密实混凝土专用聚羧酸减水剂、其制备方法及应用。

背景技术

近年来国家对各种类型水利工程的不断重视，水利工程数量越来越多，新技术堆石坝C15自密实混凝土开始得到运用，其拥有水泥用量少(粉煤灰掺量＞ 70％)、成本低、施工速度快、效率高等诸多优点，但是堆石坝C15自密实混凝土使用现有的自密实聚羧酸减水剂稳定性和流动性差，影响施工进度，降低工程质量，填充不密实、留下空洞、石子粘结不牢固等还会给堆石坝体留下很多安全隐患，尤其部分地区由于砂石原材料比较差，更给施工增加难度和风险。主要原因是目前现有的自密实聚羧酸减水剂主要是针对房建市政或填充模板的中高标号自密实混凝土，水泥用量多，浆体足，而且主要是填充钢筋空隙或者模板，而水利工程坝体自密实混凝土设计强度低(C15)，浆体少；堆石坝C15自密实混凝土使用大量粉煤灰等掺合料，导致现有的普通水工自密实混凝土专用聚羧酸减水剂也不能在大掺量低标号堆石坝自密实混凝土中使用，而且自密实混凝土填充的是不规则而且弯曲不连续的石子空隙，所以迫切需要开发一种满足低标号、大掺量粉煤灰的堆石坝C15自密实混凝土专用聚羧酸减水剂。

堆石坝C15自密实混凝土采用先机械随机堆石整平(一般每层堆石高度 2m～3m)，后用自密实混凝土填充石料空隙，然后往上逐层堆石浇筑的施工方案，由于石料存在级配，在运输、机械堆积、整平过程中又会造成一部分石料破碎，最终堆积起来的堆石内部空隙网络不均匀，部分最近通路的孔道容易被堵塞，需要混凝土从其他通路绕道来填充密实，而且路径都是随机组成的，粒径小的石块很容易增加阻力或者堵塞孔道，使得孔道蜿蜒弯曲，这就要求混凝土具有很高的流动性和稳定性，能够在弯曲不规则存在较大阻力的孔道里保持很好的流动性，填充满石料空隙。然而堆石坝C15自密实混凝土由于强度等级低，胶凝材料有限，而又由于孔道特殊，施工要求堆石坝C15自密实混凝土需要具有比普通自密实混凝土更高的流动性和稳定性，目前房建或者水工的自密实聚羧酸减水剂拌制的自密实混凝土很难满足这一要求。

堆石坝C15自密实混凝土粉煤灰掺量大，混凝土早期强度低，但是早期强度低不能满足连续施工的要求，影响施工进度，就需要通过设计独特的聚羧酸减水剂来解决这一问题；而且粉煤灰掺量大的混凝土，后期如果没有碱性条件推动掺合料反应，后期强度就比较低，所以也需要在减水剂中设计相应成分来推动和激发掺合料的中后期活性。堆石坝C15自密实混凝土专用聚羧酸减水剂就需要解决早期强度、大流动性保持和稳定性的问题，同时需要保证后期强度。

CN100545120C中公布了一种自密实混凝土外加剂的制备方法，但混凝土稳定性不好，当泵送距离较远时，流动性变差，不能满足施工要求，而且仍然使用萘系，污染环境，减水率低。

CN104829159A中公布了一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂的制备方法，流动性保持和混凝土稳定性很好，但是该减水剂是运用于高铁CRTSⅢ型板式无砟轨道，和堆石坝C15自密实混凝土存在配合比、施工工艺等各方面的很大差距，无法在堆石坝C15自密实混凝土工程中运用。

CN105293987A中公布了一种水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂及其制备方法，但是如果运用于大掺量粉煤灰堆石坝C15自密实混凝土，该减水剂早期强度低，影响施工进度，而且后期强度也低，影响工程质量。

CN102936112A公布了一种适应于高强自密实混凝土的聚羧酸减水剂，但是该减水剂针对低标号堆石坝C15自密实混凝土稳定性差，流动性不易控制。