具有优异的保坍性、较高的减水率、改善混凝土性能的聚羧酸减水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种具有优异的保坍性(水泥净浆流动度初 始到60min从260-255mm)，较高的减水率(30％)，改善混凝土性能的聚羧酸减 水剂及其制备方法。

背景技术

随着建设发展的需要，混凝土技术和用量要求越来越高，混凝土在使用过程要严 格控制其收缩开裂率，防止出现安全隐患；为了解决上述技术问题目前采用添加外加剂 的形式如减水剂来克服混凝土坍落度损造成的收缩开裂率高的问题；减水剂的发展经历 了木质磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸系减水剂等。

聚羧酸类减水剂具有掺量低、减水率高，与水泥等其他原料相容性好，分散保持 性能和坍落度保持性能好的优点。但是，这些传统的减水剂如聚酯型和聚醚型减水剂仍 然存在水灰比高，混凝土流动度低，密实程度小、水泥用量大、混凝土的强度和耐久性 差的不足。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能够降低水灰比，增加流动度，改善混 凝土的密实程度、节约水泥、改善混凝土工作性能，提高混凝土的强度和耐久性的具有 优异的保坍性，较高的减水率，改善混凝土性能的聚羧酸减水剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有优异的保坍性，较高 的减水率，改善混凝土性能的聚羧酸减水剂，该减水剂由以下重量份的各组分制备而成：

作为优选，具有优异的保坍性，较高的减水率，改善混凝土性能的聚羧酸减水剂， 该减水剂由以下重量份的各组分制备而成：

本发明的所述的自制助剂成分和用量为：

本发明还公开一种上述具有优异的保坍性，较高的减水率，改善混凝土性能的聚羧 酸减水剂的制备方法，制备步骤包括：

(1)称取配方比例的各组分原料；

(2)将配方比例一半的水升温到25-35℃，然后加入甲基烯基聚氧乙烯醚和自制 助剂，边搅拌边升温到48-52℃；

(3)将步骤(2)的物料在48-52℃搅拌反应0.5-1.5小时后，向反应体系中滴加 甲基丙烯酸、巯基乙酸与配方比例另一半的水配制的溶液，上述溶液的滴加时间在 3.5-4.5小时内完成；

(4)将步骤(3)的反应体系维持48-52℃保温0.5-2小时，然后降温到25-35℃ 加入片碱搅拌均匀，得到一种白色液体即为本发明的聚羧酸减水剂。

本发明的优点和有益效果：

1.本发明采用在配方中添加甲基烯基聚氧乙烯醚、自制助剂等原料，可以实现能 够降低水灰比，增加流动度，改善混凝土的密实程度、节约水泥、改善混凝土工作性能， 提高混凝土的强度和耐久性的优点。本发明其中的巯基乙酸的添加量非常关键，本发明 采用1-5重量份，与30-40重量份的甲基烯基聚氧乙烯醚配合，从而有效控制制备出 的减水剂的分子相对质量，本发明选择特定的巯基乙酸重量和用量，正是基于控制分子 相对质量过大造成的分子量分布过宽，防止交联；如果加入量过多会造成分子量偏低， 从而使得聚羧酸减水剂效果变差，净浆流动度变小，如果加入量过少，会造成分子量偏 高造成交联；本发明选用自制的助剂，其能与甲基烯基聚氧乙烯醚等原料充分溶解接触、 使得反应更加充分、彻底，收率高，且能提供稳定的羧基、酸基等阴离子集团，基团中 的负电荷就会与水泥颗粒表面的正电荷相互作用，使得减水剂分子牢固的吸附在水泥颗 粒表面形成一层双电子层，从而水泥表面带有相同的电荷，必然彼此之间相互排斥，水 泥颗粒就会分散开来，其絮凝结构皮坏，里面包裹的自由水分子被释放出来参与流通， 从而有效增加混凝土拌合物得流动性，从而有效降低混凝土的收缩开裂率，延迟其塌损 速度，并能后期增加保坍功能的优点。

2.本发明的方法，通过严格控制各种物料的添加顺序和添加时间和反应温度，来实 现有效降低混凝土的收缩开裂率、降低水灰比，增加流动度，改善混凝土的密实程度、 节约水泥、改善混凝土工作性能，提高混凝土的强度和耐久性的优点；比如严格控制滴 加时间和滴加顺序的控制方式，这是因为减水剂在聚合过程理想的状态为各单体均匀的 发生聚合反应，但是每种单体的反应活性及参与聚合反应的速率均不同，为了避免不均 匀聚合，采用逐步滴加的方式和滴加时间的控制，最大可能的控制理想聚合状态从而保 证水泥具有更好的净浆流动度，因此本发明采用“向反应体系中滴加甲基丙烯酸、巯基 乙酸与配方比例另一半的水配制的溶液，上述溶液的滴加时间在3.5-4.5小时内完成” 的滴加方式，实现了更好的技术效果；比如本发明的温度控制也非常关键，其对链引发 起到非常关键的作用，温度低反应活性低，则聚合反应速率低，反应物分子量小且反应 不完全，造成原料浪费；如果温度过高、聚合反应的速率剧增，不利于均匀聚合，所以 针对本发明特定配方的原料，严格控制反应温度48-52℃和反应时间。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。

实施例1

原料配比：

甲基烯基聚氧乙烯醚35份，自制助剂15份，甲基丙烯酸15份，巯基乙酸2份， 片碱2份，水45份。

自制助剂：丙烯酸15％，过硫酸铵5％，水80％。

制备步骤包括：(1)称取配方比例的各组分原料；(2)将配方比例一半的水升 温到25-35℃，然后加入甲基烯基聚氧乙烯醚和自制助剂，边搅拌边升温到50℃；(3) 将步骤(2)的物料在50℃搅拌反应1小时后，向反应体系中滴加甲基丙烯酸、巯基乙 酸与配方比例另一半的水配制的溶液，上述溶液的滴加时间在4小时内完成；(4)将 步骤(3)的反应体系维持50℃保温1小时，然后降温到30℃加入片碱搅拌均匀，得到 一种白色液体即为聚羧酸减水剂。

实施例2

原料配比：甲基烯基聚氧乙烯醚40份，自制助剂10份，甲基丙烯酸20份，巯基 乙酸5份，片碱5份，水50份。

制助剂：丙烯酸20％，过硫酸铵：10％，水70％。

制备方法同实施例1。

实施例3

甲基烯基聚氧乙烯醚32份，自制助剂20份，甲基丙烯酸20份，巯基乙酸4份，

片碱2份，水55份。

自制助剂：丙烯酸16％，过硫酸铵8％，水76％。

制备方法同实施例1。

制备的减水剂的性能检测

参照GB8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》测定水泥的净浆流动度，水灰 比为0.25，减水剂的掺量为0.15％(以水泥用量质量计，折固)；水泥为P.042.5。

混凝土保坍能力

以表1配比混凝土为例：

表1

减水剂对混凝土性能影响，具体见表2：

从上表可知，在掺量为0.3％，水灰比为0.25时，水泥净浆流动度从初始到30min 略有增加，到60min下降也不明显，表面本发明的减水剂具有两哈的分散性能，且减 缓率高的特定，同时混凝土的机械性能好，强度稳定。

本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明，与本发明的权利要 求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。