[发明专利]一种免蒸养预制混凝土构件用早强型外加剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种免蒸养预制混凝土构件用早强型外加剂及其制备方法，该早强型外加剂为一种壳聚糖类聚合物，由羧甲基壳聚糖单体、不饱和羧酸单体、不饱和聚氧化烯基醚单体、引发剂和链转移剂发生自由基共聚反应制得，该壳聚糖聚合物重均分子量为100～150kDa，PDI为2～3。该壳聚糖类聚合物以羧甲基壳聚糖为主链，侧链接枝不饱和羧酸和不饱和聚氧化烯基醚，主链及侧链上分布的羧基基团形成双重吸附位点，充分发挥其减水作用。羧甲基壳聚糖所形成的网络结构效应及其功能性官能团，诱导水化产物，构筑局部塑化区，显著提升加快水化进程。通过减水和早强双重功能的发挥，最终实现加速预制混凝土构件早期强度的增长，达到缩短工期和免蒸养的目的。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及一种免蒸养预制混凝土构件用早强型外加剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着国家关于预制装配式混凝土建筑相应规划政策的发布，已明确将“推动建筑工业化”作为重点任务，走绿色、循环、低碳的科学发展道路，推广适合工业化生产的预制装配式混凝土结构。伴随各地装配式预制混凝土大力发展的同时，对相应装配式建筑标准化设计和生产体系都提出了更高的升级改造要求，其中将推动生产和施工智能化升级提到了首位需求。长久以来为提高生产效率，加快模板周转周期，要求预制混凝土构件早期具有较高的强度。因此在预制混凝土构件生产过程中，通常采用蒸汽养护的方式来提高混凝土的早期强度以达到脱模要求，但蒸汽养护会消耗大量能源的同时会产生大量废气极大毁坏生态环境。因此为了减少能耗缩短蒸养过程，以至于达到免蒸养的目的，在预制混凝土构件的生产过程中需添加相应具有可提高早期混凝土强度的早强剂，加速预制混凝土构件早期强度的增长，达到缩短或者免蒸养的目的。

目前早强剂主要分为无机类、有机类和高分子聚合物类，其中无机类早强剂大多数为无机盐，易引起钢筋锈蚀等问题，有机类早强剂以醇胺类分子为主，施工中极易导致混凝土后期强度下降等问题，而高分子聚合物类外加剂对混凝土性能的提升已得到一致的认可，由于其分子结构可设计，结构单元可优化组合等特点，可获得更多功能性能，因此通过相应高分子聚合物类外加剂提升预制混凝土构件的早期强度已经引起了相关混凝土技术研究人员的广泛关注。

专利号CN112661434A“一种免蒸养混凝土用减水剂组合物及其制备方法”公开了一种免蒸养混凝土用减水剂组合物及制备方法，其包括早强型聚羧酸减水剂、C-S-H晶核、锂盐、纳米颗粒和通用早强剂。其制备方法中先将硅酸三钙和无机早强剂、有机早强剂和水混合得含C-S-H晶核的凝胶体系再加入减水剂，得含C-S-H晶核的分散液，随后将纳米颗粒和锂盐加入减水剂，搅拌得到含纳米颗粒和锂盐的分散液进而得到免蒸养混凝土用减水剂组合物。该发明中C-S-H晶核保证了早强效果，但由于该专利中仅将C-S-H晶核与早强型聚羧酸减水剂进行简单物理共混，物理共混将会影响聚羧酸减水剂自身分散及减弱与水泥基材料之间的吸附作用，其相应工作性能将会受到负面影响。

专利号CN109293267A“一种晶核早强型聚羧酸减水剂及其制备方法”公开了一种晶核早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，通过将硅酸三钙、羧酸乙烯基共聚物和去离子水按比例加入球磨机中，加入氧化锆研磨球，球磨得到中值粒径≤500nm的晶核早强型聚羧酸减水剂。该专利仍然通过将聚羧酸外加剂和硅酸三钙球磨方式共混复配的方式来提高混凝土早期强度，并未在聚合物结构上做任何改变，且其工艺复杂且条件较为苛刻繁琐，这对其广泛应用造成了一定的限制。

专利号CN111847977A“一种纳米PCE/CSH晶核早强剂及其制备方法”公开了一种PCE/CSH晶核早强剂及其制备方法，通过在分散剂结构中引入能与C-S-H晶核发生化学键合作用的烷氧基硅烷，实现了化学键合分散代替电荷吸附分散，分散体系稳定，且大幅度提高了C-S-H晶核的分散程度，有效抑制了C-S-H晶核的长大，制备出了粒径分布60nm左右的C-S-H晶核，由此获得相应早强效果。该专利中聚羧酸减水剂结构中引入结构单元会改变原有功能性基团的接枝密度进而影响聚羧酸减水剂的固有工作性能，会导致在实际应用中聚羧酸减水剂掺量不足造成的混凝土工作性能下降等问题。