[发明专利]早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用。本发明所提供的减水剂由不饱和聚醚单体等多种不同结构的单体共聚制得，能够有效提高水泥及其制品以及混凝土早期强度，同时还能够避免现有混合制剂中组分间相容性差的技术问题，并降低减水剂的配置难度，提高产品使用的灵活性；同时，本发明方法中，无需高温反应，能够显著降低生产能耗、有利于节能减排。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体而言，本发明涉及早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用。本发明产品可提高水泥及其制品、混凝土的早期强度，并提高模具周转效率、提高生产效率、节省工期，且制备过程能耗更低，有助于节能减排。

背景技术

高强、高性能混凝土技术不断发展主要得益于矿物掺合料和聚羧酸减水剂技术的发展，然而如何改善高掺矿物掺合料混凝土早期强度偏低的现实状况成为重要课题。冬季低温施工混凝土的强度发展缓慢，会受冻害的困扰，如何避免无机盐类早强剂对其工作性能、长期力学性能和耐久性能的影响，并有效提高其早期强度，减少冻害发生也是国内外学者持续关注的热点。预制构件混凝土需要经过长时间持续的高温蒸压养护，达到预期强度后方可脱模，如何减少蒸养时间、提高模具周转效率是预制构件混凝土生产面临的必然课题。

以上是三类重点关注混凝土早期强度的典型案例，由此可见，研究具有早强功能的聚羧酸减水剂能够提高混凝土施工效率、减少混凝土冬季施工冻害的发生，同时还能够节约能源、降低成本，具有显著的社会、经济和环境效益。

目前，国内市场上成熟的早强型聚羧酸系减水剂产品还很少，常见的技术途径是聚羧酸减水剂与常规早强剂复配，从而达到加快水泥水化、缩短凝结时间、提高混凝土早期强度的目的。

然而，由于需要首先将聚羧酸减水剂与常规早强剂混合，才能够进一步与水泥等混合使用，因而现有的复配试剂在实际施工过程使用过程中所需步骤较多，操作也较为复杂；同时，由于聚羧酸减水剂与常规早强剂之间存在相容性问题，从而导致了即使将二者复合使用，但也无法达到预期的提高早期强度的技术效果，同时还可能对混凝土长期抗压强度产生负面影响等问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种早强型聚羧酸减水剂，所述的减水剂能够有效提高水泥及其制品以及混凝土早期强度，同时还能够避免现有混合制剂中组分间相容性差的技术问题，降低减水剂的配置难度，提高产品使用的灵活性。

本发明的第二目的在于提供一种所述早强型聚羧酸减水剂的制备方法，本发明方法中，通过使用催化剂，并配合原料混合、滴加等加工工艺，从而使得本发明反应无需高温条件或者长时间进行，而这也能够明显降低生产能耗、有利于节能减排。

本发明第第三个目的在于提供一种所述早强型聚羧酸减水剂在低温施工制备水泥、砂浆、混凝土、高矿物掺合混凝土，或混预制构件凝土中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种早强型聚羧酸减水剂，所述减水剂由以下单体组分共聚制成：

(a)不饱和聚醚单体

其中，R₁、R₂、R₃分别独立的为氢或C₁-C₁₂的烷基，条件是R₁、R₂、R₃不同时为氢；R₄为氢、C₁-C₆的烷基或者酰胺基；X₁为C₁-C₁₂的饱和烃基或者酰亚胺基；n为50～200间任意整数，m为0～100间任意整数；

(b)不饱和一元羧酸及其衍生物