[发明专利]一种大体积混凝土用聚羧酸减水剂及其制备方法

说明书

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种大体积混凝土用聚羧酸减水剂及其制备方法。该大体积混凝土用聚羧酸减水剂,其由聚醚大单体、丙烯酸、水化热调控功能材料共聚制得；其中，所述水化热调控功能材料包含纳米材料和不饱和酯类单体；所述不饱和酯类单体由马来酸酐与降解处理后的降解淀粉经酯化反应制得；所述纳米材料由烷氧基硅烷水溶液于乙醇钙溶液中经熟化制得。该聚羧酸减水剂能够有效降低混凝土水化热，同时对混凝土凝结时间和早期强度影响较小，可控制大体积混凝土缺陷裂缝的产生，提高其结构的服役寿命，减少其结构的维护成本；通过掺加该聚羧酸减水剂的方式来抑制热裂缝，具有简单高效、经济性强等优点。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种大体积混凝土用聚羧酸减水剂及其制备方法。

背景技术

随着我国建筑行业的持续快速发展，大体积混凝土的需求量和应用量逐年递增。但是，大体积混凝土浇筑后会产生大量的水化热，由于混凝土材料低导热性导致散热不及时，产生的水化热会使内部温度会一直升高。当温度达到峰值再降低后，混凝土会产生热收缩和收缩应力。收缩应力大于拉应力时，便会形成裂缝，从而破坏构件的使用性能、承载能力、安全性和耐久性等。因此，大体积混凝土工程对其核心技术-混凝土热裂缝控制提出了更高的挑战和要求。

传统抑制热裂缝的措施包括分块浇筑、预埋冷却水管和表面铺设保温层等，但是上述措施存在能耗大、成本高和施工难度大等问题，限制了其应用。

近年来，有学者提出通过掺加水化热调控材料的方式来抑制热裂缝，水化热调控材料能够降低水泥水化的第2放热峰值和累积放热量，或者能够吸收部分水化热降低温度梯度，从而降低混凝土收缩致裂的风险，具有简单高效、经济性强等优点，逐渐成为国内外的研究热点。

目前水化热调控材料种类繁多，尿素和糖类(衍生物)均具备优良的水化热调控效果，近年来淀粉糊精类和相变材料不断涌现，能够减少对混凝土安全性的影响，发展潜力巨大。此外，中低热水泥、粉煤灰、磷渣和钢渣作为早先使用的材料已被大量研究，还有其他类型材料也逐渐受到关注。

水化热调控材料是控制混凝土水化温升的一种新方法，具有简单有效、经济性强等优点，逐渐成为国内外的研究热点。但水化热调控材料存在降低混凝土早期强度、推迟混凝土凝结时间等问题，限制了其在工程现浇结构混凝土中的应用。因此，市场上亟待开发一种既具有良好分散功能，还可以显著降低水泥水化放热速率，对混凝土凝结时间和早期强度影响较小的减水剂。

申请号为201910904317.0，公开日为2019年12月24日的中国专利申请，公开了一种具有水化热调控作用的聚羧酸减水剂的制备方法，通过引入取代度为0.3～0.5，水溶性更好的羧甲基淀粉，并将其进行热解、酸解、酶解等系列处理后，再将其与不饱和羟酯类单体进行酯化反应得到改性CMS单体用于合成聚羧酸减水剂；该减水剂可使水泥的水化反应逐步平稳的进行，有效降低水泥的水化放热速率，降低混凝土的温峰，延缓温峰值的出现，降低了混凝土开裂的风险。该发明制备的聚羧酸减水剂不仅可以使混凝土温峰延迟20小时以上，降低混凝土的温峰温度6℃以上，混凝土28d抗压强度提升不低于10％，而且水泥适应性好，能够改善混凝土的和易性，制备工艺简单，利于大规模工业化生产，但本发明混凝土温峰延迟及混凝土温峰温度的降低会降低混凝土的早期强度，延长混凝土凝结时间。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的问题：传统的分块浇筑、预埋冷却水管和表面铺设保温层等抑制热裂缝的措施存在能耗大、成本高和施工难度大等问题；现有的水化热调控材料能够控制混凝土水化温升，但其存在降低混凝土早期强度、推迟混凝土凝结时间等问题。本发明提供一种能够大规模应用于大体积混凝土工程中的聚羧酸减水剂,其能够有效降低水化热，同时对混凝土凝结时间和早期强度影响较小，可控制大体积混凝土缺陷裂缝的产生，提高其结构的服役寿命，减少其结构的维护成本。