高保坍高强度的保坍剂及其制备方法

摘要

本发明公开一种高保坍高强度的保坍剂，其特征在于，该保坍剂由以下重量百分比的各组分制备而成：丙烯酸聚氧乙烯醚30-40％，自制助剂10-20％，丙烯酸1-10％，甲基丙烯酸羧丙基磺酸钠1-5％，片碱1-5％，水40-60％；上述各组分重量百分比之和为100％。本发明具有坍落度损失慢，有效防止混凝土收缩开裂的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种混凝土高保坍(90min的坍落度/扩展度 /mm210/380)高强度(28天强度可达36.50MPa)的保坍剂及其制备方法。

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 的形式如保坍剂(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；由于混 凝土坍落度损失的根本原因在于水泥的水化反应，水泥遇水发生水化反应，随着水化反 应的进行，一部分自由水在水泥颗粒凝聚的过程中被包裹，另外一部分自由水被蒸发掉 造成了混凝土浆料中的自由水逐渐减少。

针对上述原理，目前市场上也出现了多种保坍剂如萘系高效减水剂，三聚氰胺高 效减水剂，糖钙类减水剂等，但是仍然存在混凝土坍落度损失过快的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种坍落度损失慢，有效防止混凝土收缩开 裂的高保坍高强度的保坍剂。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高保坍高强度的保坍剂， 该保坍剂由以下重量百分比的各组分制备而成：

作为进一步优选，该保坍剂由以下重量百分比的各组分制备而成：

本发明上述自制助剂成分和各成分用量为：质量百分比

丙烯酸：                10－20％

过硫酸铵：              1－10％

水：                    70－80％。

本发明还提供一种上述高保坍高强度的保坍剂的制备方法，制备步骤包括：

(1)首先，按照配方比例称取各组分原料；

(2)将配方比例一半的水升温到38-42℃，然后向水中添加丙烯酸聚氧乙烯醚和自 制助剂搅拌混合均匀；然后将混合料的温度升温到48-52℃，加入丙烯酸(不是自制助剂 中的丙烯酸)搅拌混合均匀，然后将反应体系的温度升到58-62℃；

(3)将步骤(2)升温后的物料保温并混合搅拌搅拌反应1.5-2.5小时，然后滴加 甲基丙烯酸羧丙基磺酸钠和配方比例另一半的水混合后的溶液到反应体系中，滴加 3.5-4.5小时；然后在58-62℃保温反应0.5-1.5小时，再将反应体系的温度降温到25-35 ℃，向反应体系中加入片碱搅拌均匀得到纯白色的液体即为高保坍高强度的保坍剂。

本发明的优点和有益效果：

1.本发明的配方采用丙烯酸聚氧乙烯醚、丙烯酸和甲基丙烯酸羧丙基磺酸钠以及 自制的助剂作为主要原料，通过工艺控制使得改性聚醚和不饱和羧酸共聚，制备出有磺 酸基、羧基和羟基等阴离子活性基团的保坍剂，上述基团中的负电荷就会与水泥颗粒表 面的正电荷相互作用，使得保坍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；此外自制助剂的加入可以使得丙烯酸聚氧乙烯醚的分子结构充份溶解、反应 彻底提供稳定的羧基和酸基等阴离子活性基团。

2.本发明的方法，通过严格控制反应体系温度(三段升温，并严格控制温度范围) 和各种原料的加入顺序，使用改性聚醚和不饱和羧酸共聚充分工具，提供更多磺酸基、 羧基和羟基等阴离子活性基团，来实现有效降低混凝土的收缩开裂率，延迟其塌损速度 的效果；特别是采用将具有后期增加保坍功能的聚羧酸的聚合物分次滴加的方式，更是 进一步保证了本发明的产品具有延迟其塌损速度的效果。

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：

丙烯酸聚氧乙烯醚35％，自制助剂15％，丙烯酸5％，甲基丙烯酸羧丙基磺酸钠2％， 片碱3％，水40％。

自制助剂：丙烯酸15％，过硫酸铵5％，水80％。

制备步骤包括：首先，按照配方比例称取各组分原料；将配方比例一半的水升温 到40℃，然后向水中添加丙烯酸聚氧乙烯醚和自制助剂搅拌混合均匀；然后将混合料的 温度升温到50℃，加入丙烯酸搅拌混合均匀，然后将反应体系的温度升到60℃；将步 骤(2)升温后的物料保温并混合搅拌搅拌反应2小时，然后滴加甲基丙烯酸羧丙基磺 酸钠和配方比例另一半的水混合后的溶液到反应体系中，滴加4小时；然后在60℃保温 反应1小时，再将反应体系的温度降温到30℃，向反应体系中加入片碱搅拌均匀得到纯 白色的液体即为高保坍高强度的保坍剂。

实施例2

原料配比：

丙烯酸聚氧乙烯醚40％，自制助剂10％，丙烯酸8％，甲基丙烯酸羧丙基磺酸钠1％， 片碱1％，水40％。

自制助剂：丙烯酸18％，过硫酸铵8％，水74％。

制备方法同实施例1。

实施例3

丙烯酸聚氧乙烯醚32％，自制助剂18％，丙烯酸5％，甲基丙烯酸羧丙基磺酸钠1％， 片碱1％，水43％。

自制助剂：丙烯酸20％，过硫酸铵2％，水78％。

制备方法同实施例1。

制备的保坍剂的性能检测

混凝土保坍能力

以c30混凝土为例，配比如表1：

表1

分散性及保坍能力具体见表2：

表2

样品1-3为减水剂+实施例1-3(样品1对应实施例1，其中减水剂添加量为0.2％， 本发明的保坍剂替换掉15％的减水剂)；对比例为单纯的减水剂(市售常规聚羧酸减水 剂)；从上表可以看出，添加本发明制备的保坍剂能有效降低坍落度，实现缓释坍落的 效果。

混凝土抗压强度(MPa)见表3

表3

上表表格中加入本发明的保坍剂，混凝土强度不受太大影响，且略有提高，且能有 效防止坍落度降低。

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。