[发明专利]一种早强型减水剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种早强型减水剂及其制备方法和应用。其中，早强型减水剂为改性纳米氧化铝修饰的聚羧酸减水剂；改性纳米氧化铝的重量占早强型减水剂重量的0.36％‑1.5％；其中改性纳米氧化铝为不饱和酯改性的纳米氧化铝。本发明提供的早强型减水剂，由于聚羧酸减水剂分子链和改性纳米氧化铝之间协同作用，其同时具有减水和早强两种作用。本发明还提供了上述早强型减水剂的制备方法和应用。

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种早强型减水剂及其制备方法和应用。

背景技术

在混凝土领域，减水剂有利于减少混凝土用水量、提高工作性能、提升力学性能和提升耐久性的综合作用。在建筑材料的发展过程中，具有减水作用的外加剂主要包括：木质素磺酸盐类物质、萘系磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛缩聚物、丙酮磺酸盐甲醛缩合物、氨基磺酸盐甲醛缩合物，以及第三代的聚羧酸外加剂。

其中聚羧酸外加剂是一系列具有特定分子结构和性能聚合物的总称，一般由含有不饱和双键的单体及其衍生物经自由基反应聚合而成的线型主链联结多个支链的梳形共聚物，主链上联结羧基、羟基、磺酸基、氨基等亲水性官能团，同时接枝不同聚合度的聚氧乙烯(聚氧丙烯)作为侧链。与其他种类的外加剂相比，聚羧酸外加剂具有掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、耐久性高、分子结构上可调性强、高性能化的潜力大、生产过程中环保等突出优点，因此在混凝土外加剂中的占比越来越高。

虽然聚羧酸减水剂与传统混凝土体系相容性、匹配性良好，但是随着河砂、卵石被的供应紧张，建筑行业基本上都只能使用机制砂石料，聚羧酸减水剂对包含机制砂石料等的新型混凝土的适应性不够，致使其应用受到极大的限制。

此外，随着建筑行业技术的革新，装配式建筑逐步发展，这就要求混凝土具有早强性能。传统技术中，混凝土的早期强度只能使用复配无机盐早强剂、复配有机物早强剂、纳米晶核型早强剂，或通过蒸汽养护等方法提升，但是上述方法存在诸多实用性问题。例如，无机盐早强剂掺入量过多还会对混凝土造成不良影响，特别是当引入了氯离子时，容易造成建筑物中钢筋生锈，当引入了硫酸盐时可能会引起碱集料反应。再例如，复配醇胺类有机早强剂与水泥的匹配性低，且其提高早强强度的效果有限。又例如，纳米晶核型早强剂会使混凝土的后期强度损失明显增大，因此也并未得到大规模的推广应用。

由于混凝土制备过程中通常需要添加减水剂，若能使减水剂兼具早强性能，则可避免传统早强剂对混凝土性能的影响，还能减少投入早强剂的步骤，进而节约混凝土的制备流程。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种早强型减水剂，其同时具有减水和早强两种作用。

本发明还提出一种上述早强型减水剂的制备方法。

本发明还提出一种上述早强型减水剂的应用。

根据本发明的一个方面，提出了一种早强型减水剂，所述早强型减水剂为改性纳米氧化铝修饰的聚羧酸减水剂；

所述改性纳米氧化铝的重量占所述早强型减水剂重量的0.36％-1.5％；

所述改性纳米氧化铝为不饱和酯改性的纳米氧化铝。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的早强型减水剂中，含有改性纳米氧化铝，因此增加了早强型减水剂的空间位阻作用、静电斥力分散作用、润滑作用(改性纳米氧化铝带来的滚珠作用)和填充作用，大大提高了上述早强型减水剂对各种材质混凝土的适应性。

(2)水泥(混凝土的主要成分之一)水化过程中会生成六方片状氢氧化钙，其会在混凝土微观界面过渡薄弱区中富集，进而混凝土的综合性能，特别是强度产生一定的负面影响。