本發(fā)明涉及一種超早強(qiáng)型聚羧酸減水劑及其制備方法，屬于混凝土外加劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：隨著混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，混凝土作為常用的建筑基礎(chǔ)材料之一，在越來越多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)混凝土性能也提出了越來越高的要求。早強(qiáng)、超早強(qiáng)混凝土(UHESC)在公路、橋梁、港口、地鐵、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁等工程的施工以及維修加固中具有廣泛的市場應(yīng)用前景。混凝土預(yù)制構(gòu)件需要較高的早期強(qiáng)度、較短的凝結(jié)時(shí)間，以便加快施工進(jìn)度，提高模板周轉(zhuǎn)率。與萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸鹽等減水劑相比，聚羧酸減水劑具有摻量低、減水率高、適應(yīng)性廣、功能可調(diào)性大和混凝土耐久性優(yōu)異的特點(diǎn)，因此研究和開發(fā)出超早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，具有非常廣泛的市場應(yīng)用前景。通常來說，提高聚羧酸減水劑的早期強(qiáng)度主要有以下兩種途徑：(1)在聚羧酸減水劑中復(fù)配一定的無機(jī)、有機(jī)的早強(qiáng)組分；(2)通過分子結(jié)構(gòu)修飾，引入具有早強(qiáng)功能的特征基團(tuán)，合成出超早強(qiáng)型聚羧酸減水劑。兩種途徑各有優(yōu)點(diǎn)和自身的不足，其作用原理也不盡相同，另外具體如何調(diào)整也沒有一個(gè)好的方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，旨在通過分子結(jié)構(gòu)修飾，引入具有早強(qiáng)功能的特征基團(tuán)，并使用鏈轉(zhuǎn)移劑來調(diào)節(jié)聚合物分子量,使之具有摻量低、減水率高、適應(yīng)性廣，在免蒸養(yǎng)的情況下使預(yù)制構(gòu)件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到脫模強(qiáng)度，并且外觀光潔美觀的優(yōu)異特性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種超早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，其特征在于：由以下重量份數(shù)的組分組成：分子量為5000的聚醚單體300～400份，去離子水450～590份，引發(fā)劑1.5～3份，單體C25～35份，單體D15～25份，鏈轉(zhuǎn)移劑1.5～2.5份，還原劑0.6～0.9份，無機(jī)堿適量。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述的聚醚單體為甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚，其分子量為5000。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述的引發(fā)劑是過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種或多種。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述的單體C是丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、馬來酸酐、富馬酸、烏頭酸中的一種或多種。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述的單體D是丙烯酰胺、N—異丙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一種或多種。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述的鏈轉(zhuǎn)移劑是巰基丙酸、巰基乙酸中的一種或兩種。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述的還原劑是維生素C、亞硫酸氫鈉中的一種或兩種。進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述的無機(jī)堿是氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種。進(jìn)一步的技術(shù)方案還在于，所述的一種超早強(qiáng)型聚羧酸減水劑的制備方法，其包括如下步驟：(1)將上述重量份數(shù)的單體C25～35份，單體D15～25份，鏈轉(zhuǎn)移劑1.5～2.5份，去離子水50～70份混合攪拌均勻作為小料A；(2)將上述重量份數(shù)的還原劑0.6～0.9份，去離子水100～120份；混合攪拌均勻作為小料B；(3)將上述重量份數(shù)的聚醚單體300～400份和去離子水300～400份放入四口瓶中，保持在溫度25～45℃下溶解，隨后加入引發(fā)劑1.5～3份并攪拌均勻；(4)向步驟(3)中的四口瓶中同時(shí)滴加小料A和小料B，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，待其冷卻至室溫后加入無機(jī)堿中和至PH5～7即得成品。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明通過分子結(jié)構(gòu)修飾，引入具有早強(qiáng)功能的特征基團(tuán)，并使用鏈轉(zhuǎn)移劑來調(diào)節(jié)聚合物分子量,使之具有摻量低、減水率高、適應(yīng)性廣，在免蒸養(yǎng)的情況下使預(yù)制構(gòu)件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到脫模強(qiáng)度，并且外觀光潔美觀的優(yōu)異特性。具體實(shí)施方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。本發(fā)明公開了一種超早強(qiáng)型聚羧酸減水劑，其制備方法包括如下步驟：(1)將上述重量份數(shù)的單體C25～35份，單體D15～25份，鏈轉(zhuǎn)移劑1.5～2.5份，去離子水50～70份混合攪拌均勻作為小料A；其中，單體C是丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、馬來酸酐、富馬酸、烏頭酸中的一種或多種；單體D是丙烯酰胺、N—異丙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一種或多種；鏈轉(zhuǎn)移劑是巰基丙酸、巰基乙酸中的一種或兩種。(2)將上述重量份數(shù)的還原劑0.6～0.9份，去離子水100～120份；混合攪拌均勻作為小料B；還原劑是維生素C、亞硫酸氫鈉中的一種或兩種。(3)將上述重量份數(shù)的聚醚單體300～400份和去離子水300～400份放入四口瓶中，保持在溫度25～45℃下溶解，隨后加入引發(fā)劑1.5～3 份并攪拌均勻；其中，聚醚單體為甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚，其分子量為5000。引發(fā)劑是過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鈉中的一種或多種。(4)向步驟(3)中的四口瓶中同時(shí)滴加小料A和小料B，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，待其冷卻至室溫后加入無機(jī)堿中和至PH5～7即得成品。具體實(shí)施例實(shí)施例1向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水400份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚400份，將四口瓶放入溫度為30℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在30℃，加入過氧化氫1.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸20份、甲基丙烯酸5份、丙烯酰胺15份、巰基丙酸1.5份加入去離子水50份攪拌均勻制成，小料B由維生素C0.6份加入去離子水120份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉12份,調(diào)節(jié)PH至5.45，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例2向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水350份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚350份，將四口瓶放入溫度為35℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在35℃，加入過氧化氫1.5份、過 硫酸銨0.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸15份、甲基丙烯酸3份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10份、丙烯酰胺10份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯10份、巰基丙酸1.5份加入去離子水60份攪拌均勻制成，小料B由維生素C0.6份加入去離子水120份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉10份，調(diào)節(jié)PH至5.31，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例3向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水400份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚400份，將四口瓶放入溫度為40℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在40℃，加入過氧化氫0.5份、過硫酸銨1.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由馬來酸酐10份、甲基丙烯酸3份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12份、丙烯酰胺10份、N—異丙基丙烯酰胺10份、巰基乙酸2.0份加入去離子水60份攪拌均勻制成，小料B由亞硫酸氫鈉0.9份加入去離子水100份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉12份，調(diào)節(jié)PH至6.21，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例4向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水400份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚400份，將四口瓶放入溫度為45℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在45℃，加入過氧化氫0.5份、過 硫酸鈉1.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由富馬酸10份、丙烯酸10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12份、丙烯酰胺12份、N，N-二甲基丙烯酰胺10份、巰基乙酸2.0份加入去離子水60份攪拌均勻制成，小料B由維生素C0.4份、亞硫酸氫鈉0.5份加入去離子水100份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉20份調(diào)節(jié)PH至6.05，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例5向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水300份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚300份，將四口瓶放入溫度為45℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在45℃，加入過氧化氫1.0份、過硫酸鈉0.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由烏頭酸8份、丙烯酸10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸7份、丙烯酰胺10份、N，N-二甲基丙烯酰胺5份、巰基乙酸1.5份加入去離子水60份攪拌均勻制成，小料B由維生素C0.4份、亞硫酸氫鈉0.2份加入去離子水100份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉15份，調(diào)節(jié)PH至6.12，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例6向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水400份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚400份，將四口瓶放入溫度為25℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在25℃，加入過硫酸銨1.5份、過 硫酸鈉1.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸20份、馬來酸酐8份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸7份、丙烯酰胺15份、N，N-二甲基丙烯酰胺10份、巰基乙酸1.5份、3-巰基丙酸丁酯1.0加入去離子水70份攪拌均勻制成，小料B由維生素C0.6份、亞硫酸氫鈉0.3份加入去離子水120份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉17份，調(diào)節(jié)PH至5.98，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例7向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水400份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚400份，將四口瓶放入溫度為45℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在45℃，加入過氧化氫2.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由富馬酸12份、丙烯酸12份、甲基丙烯酸8份、丙烯酰胺10份、N，N-二甲基丙烯酰胺5份、巰基乙酸1.5份加入去離子水60份攪拌均勻制成，小料B由亞硫酸氫鈉0.9份加入去離子水100份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉17份，調(diào)節(jié)PH至6.01，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例8向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水350份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚350份，將四口瓶放入溫度為45℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在45℃，加入過氧化氫0.8份、過硫酸銨1.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由烏 頭酸6份、丙烯酸10份、甲基丙烯酸5份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸8份、丙烯酰胺12份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯5份、巰基丙酸2.0份加入去離子水70份攪拌均勻制成，小料B由維生素C0.9份加入去離子水100份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉14份，調(diào)節(jié)PH至5.76，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例9向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水400份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚400份，將四口瓶放入溫度為25℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在25℃，加入過氧化氫1.5份、過硫酸銨1.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由丙烯酸20份、馬來酸酐8份、甲基丙烯酸5份、N—異丙基丙烯酰胺15份、巰基丙酸2.0份加入去離子水70份攪拌均勻制成，小料B由亞硫酸氫鈉0.9份加入去離子水120份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉13份，調(diào)節(jié)PH至5.63，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。實(shí)施例10向四口瓶中加入計(jì)量準(zhǔn)確的去離子水400份，甲基烯丙基聚氧乙烯-氧化丙烯多胺基聚醚400份，將四口瓶放入溫度為40℃的恒溫水浴鍋中，攪拌溶解后，待溫度穩(wěn)定在40℃，加入過氧化氫1.5份、過硫酸銨1.5份攪拌均勻，5分鐘后開始滴加小料A、B(小料A由馬來酸酐12份、丙烯酸10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12份、丙烯 酰胺10份、N，N-二甲基丙烯酰胺8份、巰基乙酸1.8份加入去離子水70份攪拌均勻制成，小料B由亞硫酸氫鈉0.9份加入去離子水120份攪拌均勻制成)，小料A滴加時(shí)間為3h，小料B滴加時(shí)間為4小時(shí)，滴加結(jié)束后保溫1小時(shí)，加入氫氧化鈉22份，調(diào)節(jié)PH至6.57，制得超早強(qiáng)聚羧酸減水劑。將實(shí)施例1-10中合成的超早強(qiáng)聚羧酸減水劑，采用石家莊某預(yù)制構(gòu)件有限公司現(xiàn)場用混凝土配合比及材料進(jìn)行檢測。比較樣為現(xiàn)場用國外某品牌早強(qiáng)型外加劑。混凝土配合比見表1表1水泥粉煤灰礦粉砂碎石水43050/6501157143水泥為贊皇金隅P·O42.5普通硅酸鹽水泥；粉煤灰為裕華電廠一級(jí)粉煤灰；砂為河沙，細(xì)度模數(shù)2.7，含泥量0.8％；碎石滿足連續(xù)級(jí)配要求。實(shí)施例1-10摻量為坍落度與比較例相同時(shí)的最小用量，其中比較例1為與實(shí)施例相同溫度下養(yǎng)護(hù)，比較例2為預(yù)養(yǎng)后蒸汽養(yǎng)護(hù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。表2從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，本發(fā)明的超早強(qiáng)型聚羧酸減水劑應(yīng)用于預(yù)制構(gòu)件混凝土，改進(jìn)了預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工藝，推動(dòng)了預(yù)制構(gòu)件低能耗和清潔化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，并大幅度提高了構(gòu)件的耐久性，促進(jìn)了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前第1頁1 2 3