[发明专利]一种缓凝水泥混合料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种缓凝水泥混合料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述水泥混合料包括以下原料：硅酸盐水泥熟料、粉煤灰、煤矸石、磷石膏、缓凝剂、减水剂。所述缓凝剂以衣康酸衍生物和三元醇为底物反应形成的超支化聚酯，且衣康酸衍生物中引入了苯磺酸基，三元醇中引入了三苯基鏻结构，引入的苯磺酸基增加分子链刚度和对外界高价阳离子进攻的不敏感度，提高了缓凝剂的耐温抗盐能力，引入的三苯基鏻结构也增加了分子链刚度，也提高了缓凝剂的耐温能力；该缓凝剂含有大量的羧基、羟基和席夫碱结构，赋予了缓凝剂优异的缓凝作用；同时其含有的超支化结构，具有较大的空间位阻，提高水泥混料的分散性。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体地，涉及一种缓凝水泥混合料及其制备方法。

背景技术

普通硅酸盐水泥由于收缩大，易产生反射裂缝，导致水泥基破坏；同时由于普通水泥凝结时间过快，水泥适应性变差，混凝土坍损大，很快失去流动性，给施工造成困难，并且过早凝结使基层在碾压成型时造成强度损失。因此，普通硅酸盐水泥无法满足长距混凝土的运输和大体积混凝土施工的应用要求。在此背景下，缓凝水泥应运而生，一般通过外加缓凝剂，使得水泥混合料具有较长的凝结时间和较低的早期水化热等特性，使得水泥混合料满足长距混凝土的运输和大体积混凝土施工的应用要求。

现有的缓凝剂通常分为无机和有机两大类。无机混凝剂如磷酸盐、锌盐、硫酸铜、硼酸盐、氟硅酸盐等，有机缓凝剂如糖类、羟基羧酸类和多元醇类。就缓凝延时效果来说，有机物缓凝效果要优于无机缓凝剂的缓凝延时效果。但是，现有的有机缓凝剂的耐温能力不超过200℃，无法满足高温混凝土的施工(如循环温度200℃以上的固井施工)需求，国内的超高温缓凝剂仍主要依赖进口。

因此，研究一种耐高温且缓凝效果好的水泥混合料是目前缓凝水泥需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓凝水泥混合料及其制备方法，以解决背景技术中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种缓凝水泥混合料，包括以下重量百分比的原料：45-75％硅酸盐水泥熟料、8-25％粉煤灰、5-20％煤矸石、6-10％磷石膏、1-3％缓凝剂、1-2％减水剂。

进一步地，所述缓凝剂包括以下步骤制成：

A1、将4-氨基苯磺酸钠和二甲基乙酰胺混合均匀后，避光条件、氮气保护下，用冷凝水控制反应体系温度为140-150℃，缓慢滴加含有衣康酸的二甲基乙酰胺，加毕后，继续搅拌反应2-4h，降至60℃减压旋蒸，得衣康酸衍生物，其中，衣康酸、4-氨基苯磺酸钠的摩尔比为1:1；

在上述反应中利用衣康酸中的双键和4-氨基苯磺酸钠中的氨基反应，使得衣康酸中接入苯基和磺酸基；

A2、将衣康酸衍生物和二甲基乙酰胺混合均匀后，避光、氮气保护下，用冷凝水控制反应温度为80-90℃，加入三元醇、对甲苯磺酸和阻聚剂，搅拌反应3-6h，停止反应，降至60℃，减压旋蒸，得自缩合单体，其中，衣康酸衍生物、三元醇的质量比为46:55，对甲苯磺酸的加入质量为衣康酸衍生物和三元醇质量的1-3％，阻聚剂的加入质量为衣康酸衍生物和三乙醇胺质量的2-4％，阻聚剂为甲基氢醌；

在上述反应中利用衣康酸衍生物中的羧基和三元醇中的羟基反应，获得AB2型自缩合单体(A为羧基，B为羟基)；

A3、将自缩合单体和对甲苯磺酸混合后，加热至110-120℃，搅拌反应3-4h，然后加入二甲基乙酰胺，继续升温至130-140℃，搅拌反应2-3h，然后降压反应1-2h，90-100℃减压旋蒸，得固体，再将固体研磨，得缓凝剂，其中，对甲苯磺酸的加入质量为自缩合单体质量的1-3％。