一种低引气型清水混凝土外加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种清水混凝土外加剂，它由聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂和水经复配而成。本发明专利技术针对目前清水混凝土在制备和实际施工中存在的坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，提出了一种低引气型清水混凝土外加剂，该外加剂的引气作用显著降低，并具有较好的保塑性，用本发明专利技术配制的清水混凝土含气量可控制在1.0‑2.5％范围内，可有效解决坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，且涉及的制备方法简单，适合推广应用。

A Low Air-entraining Clear Water Concrete Admixture and Its Preparation Method

The invention discloses a fair-faced concrete admixture, which is composed of polycarboxylic acid water reducing component, plastic preserving component, air entraining agent, defoamer, tackifier and water. In view of the problems of excessive slump loss and large and unstable air content in the preparation and actual construction of fair-faced concrete, the present invention proposes a low-air-entraining admixture for fair-faced concrete, which has remarkably reduced air entrainment effect and good plasticity retention. The air content of clear-faced concrete prepared by the present invention can be controlled within 1.0 2.5% and can be effectively controlled. The method solves the problems of excessive slump loss, large gas content and instability, and the preparation method is simple, which is suitable for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种低引气型清水混凝土外加剂及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种低引气型清水混凝土外加剂及其制备方法。
技术介绍
国内外清水混凝土外加剂通常采用“先消后引”的方案，多采用聚羧酸减水剂、消泡剂及引气剂复配制备，但是普通聚羧酸减水剂减水率高含气量也高，为了达到清水混凝土低含气量的要求，需要掺入较多的消泡剂，消泡剂掺量过高，混凝土无“滚珠”效应，流动性差，包裹性差，易泌水，不易施工，为改善混凝土的工作性能，需加入一定量的引气剂，以改善混凝土的工作性能。但是这样复配出的外加剂对混凝土的水胶比非常敏感，容易巴底，水胶比在较小范围内波动都会对混凝土的含气量、流动性及包裹性造成较大的影响，水胶比略增大，则易导致含气量大幅上升，混凝土镜面效果差，水胶比略降低则易导致混凝土流动性、包裹性变差，不易施工。而实际工程中砂、石含水率存在波动，水胶比随之在较小范围内波动，因此，采用普通聚羧酸减水剂复配出的清水混凝土外加剂难以同时满足清水混凝土的施工和镜面效果要求。为此，需要开发一种低含气量，高减水率、高保塑性能的减水剂作为外加剂母液，用以复配少量消泡剂或引气剂，以降低外加剂对水的敏感性，从而制备出高减水率、低含气量、低水胶比敏感性清水混凝土专用外加剂。
技术实现思路
针对上述清水混凝土外加剂存在的问题，本专利技术提出了一种低引气型清水混凝土外加剂，该外加剂的引气作用显著降低，保塑性能显著提高，拌制的清水混凝土含气量控制在1.0-2.5％范围内，可有效解决坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，且涉及的制备方法简单，适合推广应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种低引气型清水混凝土外加剂，它由聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂和水经复配而成，其中聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂的质量比为100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)；其余为水，将所得低引气型清水混凝土外加剂稀释至固含量为20-25％。上述方案中，所述聚羧酸系减水组分的重均分子量在45000-75000的聚合物，其结构通式见式I：式中，a和aˊ的取值范围为22-36；b和bˊ的取值范围为2-7；c和cˊ的取值范围为15-45；d和dˊ的取值范围为2-6；R和Rˊ为脂肪醇基，其C原子数量为12-16个；-[EO-PO]-为EO(环氧乙烷)/PO(环氧丙烷)无规共聚段。上述方案中，所述聚羧酸系减水组分由马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体按12:(1.2-2.4):(6-24):(1-2)的摩尔比经共聚而成。上述方案中，所述EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体分子量为1000-1500，其中质量比EO/PO＝0.6-1.5。上述方案中，所述交联单体为单缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯、多缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯中的一种，结构通式见式Ⅱ，分子量控制在200-400：式中，m＝1-3。上述方案中，所述聚羧酸系减水组分的制备方法包括以下步骤：a)将EO/PO无规共聚醚、对苯二酚加入到反应釜中，在氮气保护下搅拌加热至60-80℃，滴加丙烯酸，反应3-5小时生成EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯，其中EO/PO无规共聚醚：丙烯酸＝1:1，对苯二酚占EO/PO无规共聚醚质量的0.1-0.5％；b)将EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯和马来酸二丁二醇酯、引发剂和链转移剂添加到反应釜中，在氮气保护气氛下搅拌加热反应釜，升温至70-90℃，滴加甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体，在3小时内滴加完毕，然后保温反应3-5小时；c)缓慢降温至40-45℃，加入NaOH溶液调节PH至中性得所述聚羧酸系减水组分，其有效固含量为40-45％；其中，链引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种，其添加量为反应物总质量的10-30％；链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、亚硫酸氢钠、甲酸钠、次亚磷酸钠中的一种，其添加量为反应物总质量的1-10％；所述反应物总质量为马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体的总质量，马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体的摩尔比为12:(1.2-2.4):(6-24):(1-2)。上述方案中，所述保塑组分的结构通式见式III，其分子量控制在20000-40000：式中，x＝1-4；y＝15-34；z＝2-5；s＝12-30；q＝1-3。上述方案中，所述保塑组分的制备方法包括以下步骤：a)将酒石酸酐和对苯二酚(阻聚剂)加入反应釜中进行酯化反应，反应温度75-90℃，反应时间5-10h，对苯二酚占酒石酸质量的0.1-0.5％，反应过程中滴加占酒石酸质量5-10％的2-丁烯酸，制得大单体酒石酸-2-丁烯酸酯；b)将马来酸、对苯二酚(阻聚剂)和两种聚环氧乙烷(聚合度分别为22和13)加入反应釜中进行酯化反应，反应温度为80-95℃，反应时间为5-10h，对苯二酚占马来酸和聚环氧乙烷总质量的0.1-0.5％，两种聚环氧乙烷(聚合度分别为22和13)的摩尔比为1:1，与马来酸的质量比分别为1:(3-3.5)和1:(5-6)，制得二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯；c)将制备的大单体酒石酸-2-丁烯酸酯和二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、引发剂、链转移剂加入反应釜中，然后升温至75-85℃，滴加苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸丁酯，滴加时间在4小时内，然后保温反应3-5小时；d)缓慢降温至40-45℃，加入NaOH溶液调节PH至中性得所述保塑组分，其有效固含量40-45％；其中，链引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种，其添加量为反应物总质量的10-30％；其中，链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、亚硫酸氢钠、甲酸钠、次亚磷酸钠中的一种，其添加量为反应物总质量的1-10％；所述反应物总质量为酒石酸-2-丁烯酸酯、二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸丁酯单体的总质量，酒石酸-2-丁烯酸酯、二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸丁酯单体的摩尔比为1:(0.5-1):(8-12):(5-15)。上述方案中，所述引气剂为引气剂为松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类引气剂中的一种或多种；消泡剂为有机硅类、聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种；所述增粘剂为羟甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、甲基羟乙基纤维素醚中的一种。上述一种低引气型清水混凝土外加剂的制备方法，包括如下步骤：1)原料的称取：将聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂按100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)的质量比进行称取；2)将聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂进行复配，然后加水稀释至所得混合乳液的固含量为20-25％。将上述方案，将所述低引气型清水混凝土外加剂应用于制备清水混凝土，其添加量占清水混凝土胶凝材料用量的0.5-2.0％。本专利技术的原理为：1)在聚羧酸系减水组分中引入环氧乙烷/环氧丙烷无规共聚和丙二醇支链，增加了减水组分支链的物理空间位阻层次性，延缓了混凝土中水分与水泥颗粒的接触，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低引气型清水混凝土外加剂，其特征在于，它由聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂和水经复配而成，其中聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂的质量比为100:(5‑25):(0.002‑0.005):(0.03‑0.07):(0.01‑0.10)；其余为水，将所得低引气型清水混凝土外加剂稀释至固含为20‑25％；所述保塑组分的结构通式见式III，其分子量控制在20000‑40000：

【技术特征摘要】
1.一种低引气型清水混凝土外加剂，其特征在于，它由聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂和水经复配而成，其中聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂的质量比为100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)；其余为水，将所得低引气型清水混凝土外加剂稀释至固含为20-25％；所述保塑组分的结构通式见式III，其分子量控制在20000-40000：式中，x＝1-4；y＝15-34；z＝2-5；s＝12-30；q＝1-3。2.根据权利要求1所述的低引气型清水混凝土外加剂，其特征在于，所述聚羧酸系减水组分的重均分子量为45000-75000，其结构通式见式I：式中，a和aˊ的取值范围为22-36；b和bˊ的取值范围为2-7；c和cˊ的取值范围为15-45；d和dˊ的取值范围为2-6；R和Rˊ为脂肪醇基，其C原子数量为12-16个；-[EO-PO]-为EO/PO无规共聚段。3.根据权利要求2所述的低引气型清水混凝土外加剂，其特征在于，所述聚羧酸系减水组分由马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体按12:(1.2-2.4):(6-24):(1-2)的摩尔比经共聚而成。4.根据权利要求2所述的低引气型清水...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄绍龙，黄修林，刘栋，卞周宏，李远，蔡晓娟，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42