[发明专利]一种减缩型聚羧酸系减水剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种减缩型聚羧酸系减水剂及其制备方法和应用，该减水剂的原材料包括不饱和聚醚大单体、不饱和酸类单体和减缩型功能单体。还包括引发剂、链转移剂和去离子水，所述的不饱和聚醚大单体、不饱和酸类单体及减缩型功能单体的摩尔比为1:(4‑6):(2‑5)。采用异戊烯基聚氧乙烯醚、不饱和酸类单体、减缩型功能单体、链转移剂、引发剂和去离子水，通过分子结构设计，利用自由基共聚法制备兼具高减水率和优良减缩性能的聚羧酸系减水剂。该减水剂应用于降低胶凝材料收缩率，该减水剂在胶凝材料中的掺量为胶凝材料质量的0.1‑0.2％。与现有技术相比，本发明具有掺量低，减缩效果优良，合成工艺简单、节能、环保等优点。

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种减缩型聚羧酸系减水剂及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土由于体积收缩所引起的开裂严重影响着混凝土结构的安全性、耐久性和美观性。从桥梁、路面等交通设施到沿海的海港工程结构，从民用建筑、商业建筑到工业建筑，开裂问题的影响都十分广泛。因此减小混凝土体积收缩，控制混凝土内部缺陷的产生对改善混凝土的应用性能至关重要。

目前，工程上应对混凝土的收缩问题，除了采取增设构造钢筋、设置施工缝、降低混凝土内外温差、加强湿养护等结构设计和调整养护制度等措施外，主要通过掺加膨胀剂、纤维或者减缩剂等方式来解决混凝土收缩带来的不利影响，这些措施对控制混凝土体积收缩都有一定效果，但也都存在一定的局限性。如：膨胀剂通常掺量较大且难以把控，对混凝土养护条件要求比较严格；掺加纤维能够起到分散混凝土收缩应力分布的作用，但并不能从根本上减少混凝土的收缩，并且纤维的价格高，与混凝土的相容性也有待进一步提高；减缩剂虽然对混凝土的收缩可以起到较好的抑制效果，但同样存在掺量较大(其掺量通常为聚羧酸系减水剂的十倍左右)、售价较高的问题，并且减缩剂在应用时还需要与减水剂等其他外加剂复配使用，存在减缩剂与其他外加剂的适应性问题，当减缩剂掺量过高时还会对混凝土的强度产生不利影响。

近年来，聚羧酸系减水剂的发展给混凝土工程技术的提升注入了新的活力。作为继磺酸盐系减水剂和萘系减水剂之后的第三代减水剂，聚羧酸系减水剂因为具有掺量小、减水率高、保坍性能好、绿色环保以及可功能化设计等诸多优点，已成为混凝土减水剂中的主流产品。作为一种高分子共聚物，聚羧酸系减水剂在合成时所用的单体选择范围比较广泛、分子结构的可设计性也较强，科研工作者根据聚羧酸系减水剂这一特点，相应的研发了缓释减缩型聚羧酸系减水剂、抗泥型聚羧酸系减水剂、降黏型聚羧酸系减水剂、早强型聚羧酸系减水剂以及功能复合型聚羧酸系减水剂等除了具有减水功能外兼具其它一种或者多种功能的、适用于不同混凝土工程的系列减水剂。本发明也正是基于聚羧酸系减水剂也的分子结构可设计性强的特点，提出的一种兼具高减水率和减缩特性的减缩型聚羧酸系减水剂及其制备方法，与掺加减缩剂、膨胀剂或者纤维等减缩技术相比，其应用于混凝土中时掺量少、减缩性能优良、减水率高、成本低、因本身具有减水性能因而无需再复配减水剂使用；与普通聚羧酸系减水剂相比，其减水性能优良，兼具较高的减缩特性，并且其制备工艺简单、合成温度低、工艺节能环保。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种掺量低，减缩效果优良，合成工艺简单、节能、环保的减缩型聚羧酸系减水剂及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明采用异戊烯基聚氧乙烯醚、不饱和酸类单体、减缩型功能单体、链转移剂、引发剂和去离子水，通过分子结构设计，利用自由基共聚法制备兼具高减水率和优良减缩性能的聚羧酸系减水剂，具体方案如下：

一种减缩型聚羧酸系减水剂，该减水剂的原材料包括不饱和聚醚大单体、不饱和酸类单体和减缩型功能单体。

进一步地，所述的不饱和聚醚大单体、不饱和酸类单体及减缩型功能单体的摩尔比为1:(4-6):(2-5)，优选1:5:4。

进一步地，所述的不饱和聚醚大单体包括异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)，其数均分子量为2800；