一种减少混凝土过泵损失的外加剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种用于超高层和超高强混凝土泵送的减水剂及其制备方法。本发明通过不饱和单体A，(甲基)丙烯酸，不饱和醇B和不饱和保湿单体C作为单体进行水溶液自由基聚合，制备具有用于高层和高强度混凝土泵送的外加剂。本发明通过引入部分羟基，与水分子形成氢键，加强分子的结合水的能力，形成更稳定的水膜层。通过引入不饱和保湿单体C，加强了分子的保湿和润湿能力，并通过调节其疏水基团，加强疏水缔合能力，具有更强的增粘效果，使混凝土具有更好的包裹性和和易性。
【专利说明】
一种减少混凝土过泵损失的外加剂及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种减少混凝土过栗损失的外加剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 栗送混凝土技术作为建筑技术的重要手段，在高层以及超高层建筑施工中占据了 越来越重要的地位，越来越广泛的被施工单位所使用。特别是现在国家大力提倡和推导的 高性能绿色混凝土，超高强度的混凝土栗送也逐渐开始广泛应用。这样的趋势对混凝土外 加剂依赖越来越强，外加剂成为了高性能混凝土必不可少的组成部分。
[0003] 但是，在超高栗送施工研究与工程应用过程中发现，不同的原材料、不同的混凝土 配合比所配制的混凝土的栗送性能表现出了与以往大为不同的差异，突出的问题之一是混 凝土拌和物状态的栗送损失问题。这与传统的坍落度损失，有着本质的不同。常常会出现正 常坍落度的混凝土入栗后，出栗完全没有流动度，无法满足施工要求，混凝土无法正常浇筑 或振捣密实。
[0004] 针对坍落度损失的情况，目前有很多研究，比如CN104860572A，CN104672401A， CN104261722A等，通过引入酯类这样在水泥高碱环境中水解的官能团来解决聚羧酸减水剂 的坍落度损失问题。但是这样的保坍剂在高栗送工程中，并不能解决因为过栗带来的坍落 度损失问题。因为栗损失是在高压环境下，发生了水分迀移和气体压缩，混凝土的状态变化 带来的。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种解决高层和高强度混凝土栗送带来的坍 落度损失问题的用于超高层和超高强混凝土栗送的减水剂及其制备方法
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种用于超高层和超高强混凝 土栗送的减水剂，其特征在于:其原料包含不饱和单体A、不饱和醇B，所述不饱和单体A的结 构式如下：
[0007]
[0008] 式中，R1，R2和R3:表示氢原子或甲基；
[0009] 111:表示数值0或1或2;
[0010] 9:表示数值〇或1;
[0011] A0:表示含有2-3个碳的烷氧基；
[0012] n:表示烷氧基聚合度，n = 8-150;
[0013] R4:表不氢原子或含有1-12个碳的烷烃；
[0014] 所述不饱和醇B的结构式如下：
[0015]
[0016] 式中，R1和R2:表示氢原子或甲基；
[0017] R3:表不氢原子或含有0-12个碳的烷烃；
[0018] 进一步的技术方案在于，其原料还包括保湿不饱和单体C，所述保湿不饱和单体C 结构式如下：
[0019]
[0020] 式中，R1:表示氢原子或甲基 [0021] R2和R3:表示含有1-12个碳的烷烃、
[0022] 进一步的技术方案在于，所述的不饱和单体A的结构式，式中η:表示烷氧基聚合 度，η = 45-100。
[0023] 进一步的技术方案在于，所述的不饱和醇Β的结构式，式中，R3:表示丙烯醇和丁烯 醇。
[0024] 进一步的技术方案在于，所述的保湿不饱和单体C的结构式，式中R2和R3分别表示 Ν-异丙基丙烯酰胺，Ν-叔丁基丙烯酰胺，Ν，Ν-二甲基丙烯酰胺，Ν，Ν-二乙基丙烯酰胺，Ν，Ν-二丁基丙烯酰胺，Ν，Ν-二正辛基丙烯酰胺，Ν，Ν-正十二烷基丙烯酰胺中的一种。
[0025]进一步的技术方案在于，一种用于超高层和超高强混凝土栗送的减水剂的制备方 法，其包括如下步骤：
[0026] 将30-90份不饱和大单体Α和20-135份去离子水混合，置于反应釜中，升温至30-70 °C，使其完全溶解成均相;然后开始滴加 3-15份丙烯酸或甲基丙烯酸，1-10份不饱和醇单体 B、l-10份不饱和保湿单体C和5-40份去离子水配置的水溶液，引发剂以及链转移剂，同时在 1-4小时滴加完成。完成滴加后进行保温老化1-2小时。降低温度至室温后，调节PH到6-7,即 得减水剂。
[0027]进一步的技术方案在于，所述的引发剂采用了过氧化氢，过硫酸铵，过硫酸钾，偶 氮二异丁氰中的一种或任意二种的混合物。
[0028]进一步的技术方案在于，所述的链转移采用了巯基乙醇，巯基丙醇，巯基乙酸，巯 基丙酸，甲基烯丙基磺酸钠中的一种或任意二种的混合物。
[0029] 采用上述方案所具有的有益效果:本发明在普通的减水剂和保坍剂不能很好的解 决满足栗送损失的问题的情况下，通过引入增加水膜层厚度和稳定度的羟基类官能图，和 增加分子保湿和湿润能力的N-甲基酰胺类官能团，复配普通的保坍剂能很好的解决混凝土 高层栗送和高强度混凝土高层栗送的问题。
【具体实施方式】
[0030] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0031] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0032] 本发明阐述了一种用于超高层和超高强混凝土栗送的减水剂，其特征在于:其原 料包含不饱和单体A、不饱和醇B，所述不饱和单体A的结构式如下：
[0033]
[0034] 式中，R1，R2和R3:表示氢原子或甲基；
[0035] 111:表示数值0或1或2;
[0036] q:表示数值0或l;
[0037] A0:表示含有2-3个碳的烷氧基；
[0038] η:表示烷氧基聚合度，n = 8-150;
[0039] R4:表不氢原子或含有1-12个碳的烷烃；
[0040] 所述不饱和醇B的结构式如下：
[0041]
[0042] 式中，R1和R2:表示氢原子或甲基；
[0043] R3:表不氢原子或含有0-12个碳的烷烃；
[0044] 其中，其原料还包括保湿不饱和单体C，所述保湿不饱和单体C结构式如下：
[0045]
[0046] 式干，K1:衣不虱保卞谀中垂
[0047] R2和R3:表示含有1-12个碳的烷烃、
[0048] 其中，所述的不饱和单体A的结构式，式中η:表示烷氧基聚合度，n = 45-100。
[0049] 其中，所述的不饱和醇B的结构式，式中，R3:表示丙烯醇和丁烯醇。
[0050] 其中，所述的保湿不饱和单体C的结构式，式中R2和R3分别表示N-异丙基丙烯酰 胺，N-叔丁基丙烯酰胺，N，N-二甲基丙烯酰胺，N，N-二乙基丙烯酰胺，N，N-二丁基丙烯酰胺， N，N-二正辛基丙烯酰胺，N，N-正十二烷基丙烯酰胺中的一种。
[0051] 本发明还阐述了一种用于超高层和超高强混凝土栗送的减水剂的制备方法，其特 征在于:其包括如下步骤：
[0052] 将30-90份不饱和大单体A和20-135份去离子水混合，置于反应釜中，升温至30-70 °C，使其完全溶解成均相;然后开始滴加3-15份丙烯酸或甲基丙烯酸，1-10份不饱和醇单体 B、l-10份不饱和保湿单体C和5-40份去离子水配置的水溶液，引发剂以及链转移剂，同时在 1-4小时滴加完成。完成滴加后进行保温老化1-2小时。降低温度至室温后，调节PH到6-7,即 得减水剂。
[0053] 优选的，所述的引发剂采用了过氧化氢，过硫酸铵，过硫酸钾，偶氮二异丁氰中的 一种或任意二种的混合物。
[0054]优选的，所述的链转移采用了巯基乙醇，巯基丙醇，巯基乙酸，巯基丙酸，甲基烯丙 基磺酸钠中的一种或任意二种的混合物。
[0055]例子 1
[0056]在带有磁力搅拌的烧瓶中加入30份异戊烯醇聚氧乙烯醚(0.03mol，分子量2400) 以及适量的去离子水，将温度升至60°C搅拌至异戊烯醇聚氧乙烯醚完全溶解。然后开始滴 加 A料(3.4份丙烯酸，1份丙烯醇，1.2份N，N-二甲基丙烯酰胺和适量的去离子水)和B料(0.4 份过硫酸酸铵和1份甲基丙烯磺酸钠）<=Α料在2小时滴加完成，B料在2.5小时滴加完成。当所 有小料投放完成后，保温1.5小时。将产品降至室温，加入液碱调节至PH=6-7。
[0057]例子2
[0058]在5带有磁力搅拌三口烧瓶中加入90份异戊烯醇聚氧乙烯醚（0.03mol，分子量 3000)以及适量的去离子水，将温度升至60°C搅拌至异戊烯醇聚氧乙烯醚完全溶解。然后开 始滴加 A料(7.8份丙烯酸，1份丙烯醇，1.2份N，N-二甲基丙烯酰胺和适量的去离子水)和B料 (0.8份过硫酸酸铵和1.4份甲基丙烯磺酸钠）^料在2小时滴加完成，B料在2.5小时滴加完 成。当所有小料投放完成后，保温1.5小时。将产品降至室温，加入液碱调节至PH=6-7。
[0059]例子3
[0060]在带有磁力搅拌三口烧瓶中加入60份异戊烯醇聚氧乙烯醚（0.024mol，分子量 3000)，19份异丁烯醇聚氧乙烯醚以及适量的去离子水，将温度升至60°C搅拌至异戊烯醇聚 氧乙烯醚完全溶解。然后开始滴加 A料(8份丙烯酸，1份异戊烯醇，1.2份N，N-二丁基丙烯酰 胺和适量的去离子水)和B料(0.6份过硫酸酸铵和1.4份甲基丙烯磺酸钠 hA料在2小时滴加 完成，B料在2.5小时滴加完成。当所有小料投放完成后，保温1.5小时。将产品降至室温，加 入液碱调节至PH=6-7。
[0061 ] 混凝土性能测试
[0062] 按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》及GB/T50081 - 2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行混凝土性能测试，分为正常经时损失，和栗 送后的经时损失变化。
[0063] 混凝土配合比见下表，水泥采用峨胜水泥P · 042.5;砂:Mx = 2.2~1.6细砂(粉含 量>17% );;小石子:粒径为5~10mm的碎石;大石子:粒径为10~25mm的碎石。
[0064]
[0065] 正常情况下的混凝土经时间损失变化，空白样选用长安育才公司的减水剂P2以及 P2和保坍剂C7复配。
[0066]
[0067] 栗送混凝土 C30到建筑10层，入栗前的坍落度和出栗后的坍落度变化情况，见下 表：
[0068]
[0069] 在实际使用中，发现通过改性的减水剂对混凝土状态有明显的改善，在细砂高粉 含量(>17%)下，混凝土粘度较普通减水剂小，同时无露石，和浆体沉底情况。将混凝土状态 分为以下4个等级进行评定混凝土工作性。
[0070] A:很好
[0071] B:好
[0072] C:满意
[0073] D:不合格
[0074]
[0075] 由上表可以看出，在普通的减水剂和保坍剂不能很好的解决满足栗送损失的问 题，但是通过引入增加水膜层厚度和稳定度的羟基类官能图，和增加分子保湿和湿润能力 的N-甲基酰胺类官能团，复配普通的保坍剂能很好的解决混凝土高层栗送和高强度混凝土 高层栗送的问题。
【主权项】
1. 一种减少混凝±过累损失的外加剂，其特征在于:其原料包含不饱和单体A、不饱和 醇B，所述不饱和单体A的结构式如下：式中，R1，R2和R3:表示氨原子或甲基； m:表示数值0或1或2; 9:表示数值〇或1; A0:表示含有2-3个碳的烷氧基； η:表示烷氧基聚合度，n = 8-150; R4:表示氨原子或含有1-12个碳的烧控； 所述不饱和醇B的结构式如下：式中，R1和R2:表示氨原子或甲基； R3:表示氨原子或含有0-12个碳的烧控。2. 根据权利要求1所述的一种减少混凝±过累损失的外加剂，其特征在于：其原料还 包括保湿不饱和单体C，所述保湿不饱和单体C结构式如下：式中，R1:表示氨原子或甲基 R2和R3:表示含有1-12个碳的烧控。3. 根据权利要求1所述的一种减少混凝±过累损失的外加剂，其特征在于:所述的不饱 和单体A的结构式，式中η:表示烷氧基聚合度，n = 45-100。4. 根据权利要求1所述的一种减少混凝±过累损失的外加剂，其特征在于:所述的不饱 和醇B的结构式，式中，R3:表示丙締醇和下締醇。5. 根据权利要求2所述的一种减少混凝±过累损失的外加剂，其特征在于:所述的保湿 不饱和单体C的结构式，式中R2和R3分别表示N-异丙基丙締酷胺，N-叔下基丙締酷胺，N，N- 二甲基丙締酷胺，N，N-二乙基丙締酷胺，N，N-二下基丙締酷胺，N，N-二正辛基丙締酷胺，N, N-正十二烷基丙締酷胺中的一种。6. 根据权利要求1-5任一项权利要求所述的一种减少混凝±过累损失的外加剂的制备 方法，其特征在于:其包括如下步骤： 将30-90份不饱和大单体A和20-135份去离子水混合，置于反应蓋中，升溫至30-70°C， 使其完全溶解成均相;然后开始滴加3-15份丙締酸或甲基丙締酸，1-10份不饱和醇单体B、 1-10份不饱和保湿单体C和5-40份去离子水配置的水溶液，引发剂W及链转移剂，同时在Ι? α 小时滴加完成 。完成滴加后进行保溫老化 1-2 小时 。降低溫度至室溫后 ，调节 PH 到6-7 ， 即得 减水剂。7. 根据权利要求6所述的一种减少混凝±过累损失的外加剂的制备方法，其特征在于： 所述的引发剂采用了过氧化氨，过硫酸锭，过硫酸钟，偶氮二异下氯中的一种或任意二种的 混合物。8. 根据权利要求6所述的一种减少混凝±过累损失的外加剂的制备方法，其特征在于： 所述的链转移采用了琉基乙醇，琉基丙醇，琉基乙酸，琉基丙酸，甲基締丙基横酸钢中的一 种或任意二种的混合物。
【文档编号】C08F220/54GK106084146SQ201610394871
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月4日 公开号201610394871.5, CN 106084146 A, CN 106084146A, CN 201610394871, CN-A-106084146, CN106084146 A, CN106084146A, CN201610394871, CN201610394871.5
【发明人】吴伟, 刘昭洋, 叶子, 汪咏梅, 王进春, 刘江涛, 刘杰
【申请人】石家庄市长安育才建材有限公司