[发明专利]早强防冻型聚羧酸盐高性能减水剂

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料中混凝土外加剂技术领域，更具体涉及一种早强防冻型聚羧酸盐减水剂，同时还涉及早强防冻型聚羧酸盐减水剂的制备方法，适用于冬季在负温下配制各种强度等级的混凝土及预拌砂浆。 

背景技术

我国广大的北方地区天气通常比较寒冷，冬季可长达4-6个月，对混凝土工程施工影响很大。为了确保混凝土施工的质量和进度，最经济有效的方法是使用混凝土外加剂——早强防冻剂。随着建筑工业的发展，混凝土逐步实现了高性能化(高强、高工作度、高耐久性)。为了满足冬季泵送施工混凝土的要求，早强防冻剂通常都要复合高效减水剂、引气剂。JC475-2004《混凝防冻剂》将防冻剂按照成分分为五大类：第一类是氯盐类；第二类是氯盐阻锈类；第三类是非氯盐类；第四类是有机化合物类，如：尿素、甲醇等；第五类是复合类防冻剂。其发展经历了氯盐型、氯盐阻锈型、无率高碱性、无氯低碱型几个阶段。以前使用的防冻剂中的减水剂通常是以萘系减水剂、三聚氰胺减水剂、脂肪族类减水剂等，早强组分为硫酸盐、碳酸盐等，其中大多数为钠盐；防冻组分为亚硝酸盐、氯盐、尿素、氨水等。这些防冻剂的减水剂组分中不但碱含量很高，而且还含有残留的甲醛，此外，它的减水率也不是很高，对水泥的适用性较差，难以满足当今高性能混凝土的要求；早强组分中的碱含量很高；防冻组分中氯离子含量、硫酸盐含量很高，有的在混凝土中还会释放氨气等，不利于混凝的耐久性和环保。 

专利CN92102097.5、专利CN92110542.8中提到的复合防冻剂钠盐含量均很高；专利CN94100148.2、专利CN96109810.4介绍的防冻剂中含有尿素；专利CN2003107019.8中含有丙酸钠、原明粉，碱含量很高。上述专利中减水组分均是萘系减水剂，含有较高的硫酸钠，碱含量较高，早强组分碱含量也很高，这会导致碱骨料反应的发生；有些防冻组分如尿素等，在混凝土中还释放出污染环境的气体，有的防冻组分含有剧毒的亚硝酸盐。 

专利CN101186462A和专利CN101289293A虽然均是以聚羧酸盐减水剂组分、早强防冻组分碱含量、氯离子含量也很低，但专利CN101186462A介绍的防冻减水剂中引气组分单独使用或简单复合使用，在混凝土中形成气孔的孔径大小、均匀性分布不够理想，并且引气剂中没有采用稳泡剂，这样会使混凝土中的气泡不稳定，易于破裂，达不到预期的含气量要求，会降低抗冻性能；专利CN101289293A介绍的防冻剂中没有引气组分，只是靠减水剂在混凝土中产生含气量，含气量偏低。混凝土封闭气孔的大小、分布的均匀性、稳定性和含气量的大小都会对防冻剂的抗冻性能产生影响。 

发明内容

针对当前早强防冻型减水剂存在的一些问题，本发明的目的是在于提供了一种早强防冻型聚羧酸盐减水剂。 

本发明一方面射击一种早强防冻型聚羧酸盐减水剂，其优先范围的各组分按下列质量百分比配制而成： 

在本发明的一个优选实施方式中，所述的聚羧酸盐高性能减水剂为以下通式的接枝共聚物，其结构式为： 

其中：R₁为-CH₃或H；R₂为H或1-4个碳原子的烷基；M为H、一价金属离子、二价金属离子、铵基或胺基；a、b为共聚物重复单元的链节数，其大小由共聚物的分子量确定；n为环氧乙烷加成平均摩尔数90-200，优选为120-180。 

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的早强防冻型聚羧酸盐减水剂通过如下方法制备得到：称取上述聚羧酸减水剂溶液，加入到反应釜中，在搅拌状态下，依次加入水，葡萄糖酸钠、硝酸钙、聚乙二醇、硫酸铜，得到pH值为8的浅黄色液体产品。 

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果： 

A、不含污染环境的残留甲醛和有毒物质，在混凝土中不会释放有害气体； 

B、氯离子、碱含量低，在混凝土中不含导致钢筋锈蚀和碱集料反应； 

C、减水率高、早期增强效果好、不缓凝； 

D、在混凝土中引入均匀、封闭、独立的微气孔，能提高混凝土的抗冻性能，改善混凝土的耐久性； 

E、对水泥的适应性好，经时损失小。 

具体实施方式

实施例1： 

一种早强防冻型聚羧酸盐减水剂，其优先范围的各组分按下列质量百分比配制而成： 

一种早强防冻型聚羧酸盐高性能减水剂，所述的聚羧酸盐高性能减水剂为以下通式的接枝共聚物，其结构式为：