[发明专利]一种多功能水泥水化热调控材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多功能水泥水化热调控材料及其制备方法。本发明所述水泥水化热调控材料为具有三种侧链结构的梳型聚合物，所述三种侧链结构分别为羧基、糖醇基团及聚醚结构，所述聚合物主链为双键化合物单体中双键经由自由基聚合形成的碳链结构。本发明制备的多功能水泥水化热调控材料可以实现水泥水化热调控性能、减水性能和减缩性能在同一个分子中的集合，通过结构调整可以实现性能的侧重调控，使用中无需多组分复配，更加方便。本发明所述调控材料无毒，且为水溶性，可以做成适当的浓度，使用方便。

技术领域

本发明涉及一种多功能水泥水化热调控材料及其制备方法，属于化学建筑材料领域外加剂范畴。

背景技术

水泥混凝土是当今世界用量最大的建筑材料，广泛用于市政、桥梁、铁路、水利水电等领域。作为一种人造石，水泥混凝土具有强度高、可塑性强、价格便宜等优点，同时作为一种多孔材料，水泥混凝土具有保温性能好、导热性差等特点。随大体积、超高层、超长等建筑物的发展，高强度等级水泥混凝土需求增加，水胶比持续降低，水泥水化放热量大，在满足混凝土强度的同时，由于温升导致的温度收缩问题加剧。

为满足施工低水胶比的需要并减少温度收缩，除在生产混凝土时使用减水剂外，实际工程中通常采用降低水泥用量、使用大掺量矿物掺合料、埋设冷却水管等措施减少温度裂缝的产生。在减水剂方面，聚羧酸减水剂由于减水率高、结构可调空间大、价格便宜，是目前研究和使用的重点。

CN101475339A公开了一种聚羧酸类减水剂，由(甲基)丙烯酸、醚键不饱和聚醚单体和酯键不饱和聚醚单体共聚形成，具有掺量低、分散性好、适应性强等特点。CN101659530A公开了由不饱和膦酸盐单体等不饱和化合物共聚而成的聚羧酸，具有耐SO₄^2-和温度等特点。在降低水泥水化方面，混凝土水化热调控材料可以调节水泥水化历程，降低水化放热速率，减少温度开裂。JP3729340B2和JP4905977B2公开了一种糊精为主体的产品技术，通过控制其冷水中的溶解度，实现水泥水化放热的调控。CN104098288B、CN104628296B、CN105039461B、CN105060762B公开了利用酶或酸催化水解制备水化热调控材料的方法。聚羧酸减水剂通常以溶液的形式使用，水化热调控材料普遍为粉剂形式。实际工程应用中，为满足强度和温度方面的要求，需同时添加减水剂和水化热调控材料降低水胶比和结构温升值。常规的混凝土生产系统并不具备同时添加除砂、石、胶凝材料以外的液体和粉体设备，需要额外增加设备，给混凝土的生产带来了不便，同时增加了设备和场地的投入。

发明内容

本发明针对混凝土需求的多样化，提供了一种多功能水泥水化热调控材料及其制备方法，将降低水泥水化速率、减水及减缩等功能集中于一类化合物结构中，提高使用的便捷性。本发明所述水泥水化热调控材料除具有降低水泥水化加速期水化速率的作用外，还有具有减水、减缩的功能，具有广泛的适用性，尤其适用于抗裂需求的大体积、超长、强约束等结构混凝土的浇筑。

本发明提供一种多功能水泥水化热调控材料，所述水泥水化热调控材料为具有三种侧链结构的梳型聚合物，所述三种侧链结构分别为羧基、糖醇基团及聚醚结构，所述聚合物主链为双键化合物单体中双键经由自由基聚合形成的碳链结构。

本发明所述多功能水泥水化热调控材料由单体A、B、C经自由基聚合而成；所述单体A为(甲基)丙烯酸(盐)单体，所述单体B为带有一个糖醇基团的双键化合物，所述单体C为不饱和聚醚；且所述水泥水化调控材料的重均分子量为10000～100000。

所述单体A为通式(1)所示结构：

通式(1)中R₁为甲基或H，M为H或碱金属；

所述单体B为通式(2)所示结构：