本發(fā)明屬于建筑外加劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于地鐵盾構(gòu)管片的促凝早強型聚羧酸減水劑。
背景技術(shù)：
：各種工業(yè)與民用建筑、公路鐵路橋梁、機場跑道、礦井建設(shè)、水工結(jié)構(gòu)、海洋開發(fā)、地熱工程以及軍事等許多工程的建設(shè)都離不開混凝土，與其它建筑材料相比，混凝土具有原材料易得、適用范圍廣、能量損耗低、使用壽命長等特點。隨著混凝土工程項目建設(shè)的加快，預(yù)制混凝土制品的用量也呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。相比于普通混凝土，預(yù)制混凝土要求混凝土具有較好的早期強度發(fā)展速率，以提高模板周轉(zhuǎn)率，或滿足低溫條件下的強度發(fā)展，將預(yù)制混凝土的生產(chǎn)期延長至深秋甚至冬季，并且對混凝土耐久性也有較高的要求。地鐵工程主要采用盾構(gòu)法施工，其中盾構(gòu)管片是盾構(gòu)施工的主要裝配構(gòu)件，是隧道的最外層屏障，承擔著抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用。盾構(gòu)管片質(zhì)量直接關(guān)系到隧道的整體質(zhì)量和安全，影響隧道的防水性能及耐久性能。盾構(gòu)管片每環(huán)由3塊標準塊、2塊鄰接塊和1塊封頂塊組成，環(huán)向管片間采用螺栓連接。管片混凝土要求為C50P10，設(shè)計使用壽命一般為100年。地鐵盾構(gòu)管片混凝土是一種特殊的預(yù)制混凝土，其特點是高膠凝材料、低水膠比、低塌落度，要求不易損失，易于澆筑和振搗。地鐵盾構(gòu)管片混凝土特點是高膠凝材料、低水膠比、低坍落度，要求不易損失，要有良好的觸變性，易于澆筑和振搗。其次，盾構(gòu)管片混凝土澆筑完成5～8min后需對管片進行光面修整，這就要求混凝土具有早強性。但在冬季施工時，由于氣溫低，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)時間延長，混凝土在澆筑后無法迅速硬化，大大增加了經(jīng)停時間，無法迅速脫模，如果混凝土早期強度不夠，在揭起壓板以后，混凝土會順著弧度模具往兩端流動，造成模具兩端混凝土增多，中間的混凝土減少。一般在混凝土澆搗結(jié)束后進行蒸汽養(yǎng)護，混凝土強度達到20MPa之后從模具中吊出，放置在車間降溫1h后吊入水池浸泡養(yǎng)護。通過使用混凝土外加劑實現(xiàn)早強的技術(shù)途徑有兩種：一種是合成手段，另一種是復(fù)配手段。1、合成手段，即使用的外加劑分子結(jié)構(gòu)中本身含有早強官能團，能加速水化進程，早強效果顯著，能從根本上分子結(jié)構(gòu)設(shè)計上達到所預(yù)期的功能，是較為理想的技術(shù)解決途徑。CN101357834B公開了一種早強型聚羧酸塑化劑，采用不同分子量的甲氧基聚乙二醇羧酸酯類大單體、(甲基)丙烯酸、2～丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和無規(guī)/嵌段醚在60℃～90℃的水溶液中共聚制備。CN101376576B公開了一種早強型聚羧酸系高性能減水劑及其制備工藝，該技術(shù)方案采用兩種不同鏈節(jié)數(shù)的聚乙二醇單醚丙烯酸酯類大單體、(甲基)丙烯酸、烯丙基磺酸鈉或甲基丙烯磺酸鈉、具有消泡功能的聚醚丙烯酸酯類單體在氮氣保護條件下，采取一次投料的方式進行共聚反應(yīng)。2、復(fù)配手段，即通過復(fù)配具有早強功能的無機物、有機物等，使混凝土達到早強效果，但早強效果一般較為有限。CN101024565A公開了一種通過復(fù)配無水氯化鈣、三乙醇胺、苯甲酸鈉等早強組分得到的早強復(fù)合減水劑，在一定程度上可提高抗壓強度，但含氯鹽，對鋼筋混凝土有銹蝕。在優(yōu)化地鐵盾構(gòu)管片生產(chǎn)工藝，提高管片生產(chǎn)效率是現(xiàn)盾構(gòu)管片廠的重要任務(wù)。為提高生產(chǎn)效率，需要混凝土構(gòu)件短時間內(nèi)能從模具中脫模，這就要求混凝土具有較高的早期強度及較短的凝結(jié)時間。目前尚未見到采用合成和復(fù)配技術(shù)手段提高早期強度及縮短的凝結(jié)時間的技術(shù)方案，以適應(yīng)不同材料的變化，獲得較好的應(yīng)用效果。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種用于地鐵盾構(gòu)管片的促凝早強型聚羧酸減水劑。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用于地鐵盾構(gòu)管片的促凝早強型聚羧酸減水劑，由原料由如下重量份的組分組成：減水型PCE母液5～30重量份、促凝早強型PCE母液10～40重量份、引氣劑0.02～0.05重量份、消泡劑0.02～0.05重量份、促凝劑0.5～5.0重量份、阻銹劑0.01～0.02重量份、防腐劑0.01～0.02重量份和適量水；減水型PCE母液的質(zhì)量濃度為45～55％，由2-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚與第一不飽和單體采用氧化還原引發(fā)體系，通過自由基溶液聚合得到；其有效成分的數(shù)均分子量為30000～50000，結(jié)構(gòu)式為其中，R1為-H或-CH3，R2為-CH3或-CH2CH3，R3為-H或-CH3，M為氫原子、鈉原子、鉀原子或銨離子，m1＝15～30，m2＝15～30，m3＝5～20，p1＝50～55；促凝早強型PCE母液的質(zhì)量濃度為45～55％，由枯烯基聚氧乙烯基醚、2-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚與第二不飽和單體采用氧化還原引發(fā)體系，通過自由基溶液聚合得到；其有效成分的數(shù)均分子量為30000～100000，結(jié)構(gòu)式為其中R4為-H或-CH3，M為表示為氫原子、鈉原子、鉀原子或銨離子，n1＝2～8，n2＝5～15，n3＝10～20，n4＝1～5，p2＝85～95，p3＝50～55。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，由原料由如下重量百分比的組分組成：減水型PCE母液5～30％、促凝早強型PCE母液10～40％、引氣劑0.02％～0.05％、消泡劑0.02％～0.05％、促凝劑0.5％～5.0％、阻銹劑0.01～0.02％和防腐劑0.01～0.02％，余量為水。進一步優(yōu)選的，所述第一不飽和單體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。進一步優(yōu)選的，所述第二不飽和單體為丙烯酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述引氣劑為EVONIKSitrenAirVoid601、BASFMasterAir303A和SANNOPCOAE-151中的一種或兩種。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述消泡劑為TAKEMOTOChupolAFK-2、BASFRHEOPLUS421和SANNOPCOHS-DEFOAMER567中的一種或兩種。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述促凝劑為硫氰酸鈉和/或硫氰酸鉀。。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述阻銹劑為苯并三唑、羧基苯并三唑和硫脲中的一種或兩種。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述防腐劑為尼泊金酯、卡松和異噻唑啉酮中的一種或兩種。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明依據(jù)混凝土外加劑的復(fù)配機理，提出以減水型、促凝早強型聚羧酸母液為主，輔之以具有良好相容性的引氣劑、消泡劑、促凝劑、阻銹劑、防腐劑等組份，經(jīng)混合、攪拌形成均勻的溶液，即可獲得合適的凝結(jié)時間和早期強度，從而獲得一種用于用于地鐵盾構(gòu)管片的聚羧酸高效減水劑。具體實施方式以下通過具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步的說明和描述。下述各實施例中，減水型PCE母液的質(zhì)量濃度為45～55％，由2-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚與第一不飽和單體采用氧化還原引發(fā)體系，通過自由基溶液聚合得到；其有效成分的數(shù)均分子量為30000～50000，結(jié)構(gòu)式為其中，R1為-H或-CH3，R2為-CH3或-CH2CH3，R3為-H或-CH3，M為氫原子、鈉原子、鉀原子或銨離子，m1＝15～30，m2＝15～30，m3＝5～20，p1＝50～55；具體制備方法包括如下：(1)按比例稱取各原料組分。(2)將第一不飽和單體溶于去離子水中配置成溶液A，將抗壞血酸溶于去離子水中配置成溶液B。(3)將2-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚和過氧化氫溶于去離子水中，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，按照一定的滴加速度滴加溶液A和溶液B，反應(yīng)結(jié)束后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至中性，即得減水型PCE母液。促凝早強型PCE母液的質(zhì)量濃度為45～55％，由枯烯基聚氧乙烯基醚、2-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚與第二不飽和單體采用氧化還原引發(fā)體系，通過自由基溶液聚合得到；其有效成分的數(shù)均分子量為30000～100000，結(jié)構(gòu)式為其中R4為-H或-CH3，M為表示為氫原子、鈉原子、鉀原子或銨離子，n1＝2～8，n2＝5～15，n3＝10～20，n4＝1～5，p2＝85～95，p3＝50～55；具體制備方法包括如下：(1)按比例稱取各原料組分。(2)將第二不飽和單體溶于去離子水中配置成溶液A，將抗壞血酸溶于去離子水中配置成溶液B。(3)將枯烯基聚氧乙烯基醚、2-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚和過氧化氫溶于去離子水中，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，按照一定的滴加速度滴加溶液A和溶液B，反應(yīng)結(jié)束后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至中性，即得減水型PCE母液。實施例1往1000L反應(yīng)釜內(nèi)先加入水887.09kg，后投料加入BASFMasterAir303A0.15kg，TAKEMOTOChupolAFK-20.20kg，硫氰酸鈉2.46kg，硫脲0.05kg，卡松0.10kg，攪拌30min后，再投料加入減水型PCE母液PCE-124.64kg和促凝早強型PCE母液PCE-5197.13kg，繼續(xù)攪拌至其溶解成均勻的溶液，質(zhì)量濃度為10％，即所述用于地鐵盾構(gòu)管片的促凝早強型聚羧酸減水劑。實施例2往1000L反應(yīng)釜內(nèi)先加入水897.48kg，后投料加入EVONIKSitrenAirVoid6010.10kg，BASFRHEOPLUS4210.2kg，硫氰酸鈉4.93kg，羧基苯并三唑0.10kg，卡松0.05kg，攪拌30min后，再投料加入減水型PCE母液PCE-273.97kg和促凝早強型PCE母液PCE-6147.94kg，繼續(xù)攪拌至其溶解成均勻的溶液，質(zhì)量濃度為10％，即所述用于地鐵盾構(gòu)管片的促凝早強型聚羧酸減水劑。實施例3往1000L反應(yīng)釜內(nèi)先加入水869.03kg，后投料加入SANNOPCOAE～1510.10kg，BASFRHEOPLUS4210.25kg，硫氰酸鈉15.34kg，硫脲0.10kg，尼泊金酯0.10kg，攪拌30min后，再投料加入減水型PCE母液PCE-3102.24kg和促凝早強型PCE母液PCE-7102.24kg，繼續(xù)攪拌至其溶解成均勻的溶液，質(zhì)量濃度為10％，即所述用于地鐵盾構(gòu)管片的促凝早強型聚羧酸減水劑。實施例4往1000L反應(yīng)釜內(nèi)先加入水788.73kg，后投料加入EVONIKSitrenAirVoid6010.22kg，SANNOPCOHS-DEFOAMER5670.09kg，硫氰酸鉀22.16kg，苯并三唑0.09kg，異噻唑啉酮0.04kg，攪拌30min后，再投料加入減水型PCE母液PCE-4132.93kg和促凝早強型PCE母液PCE-844.31kg，繼續(xù)攪拌至其溶解成均勻的溶液，質(zhì)量濃度為10％，即所述用于地鐵盾構(gòu)管片的促凝早強型聚羧酸減水劑。上述減水型PCE母液的質(zhì)量濃度為50％，由2-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚與第一不飽和單體采用氧化還原引發(fā)體系，通過自由基溶液聚合得到，第一不飽和單體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯；其有效成分的數(shù)均分子量為30000～50000，結(jié)構(gòu)式為其中，R1為-H或-CH3，R2為-CH3或-CH2CH3，R3為-H或-CH3，M為氫原子、鈉原子、鉀原子或銨離子，m1＝15～30，m2＝15～30，m3＝5～20，p1＝50～55；對應(yīng)上述各實施例，所用到的減水型PCE母液具體結(jié)構(gòu)信息如下：減水型PCER1R2R3Mm1m2m3p1PCE-1-CH3-CH3-H-Na2525550PCE-2-H-CH2CH3-CH3-NH430201555PCE-3-H-CH3-H-H15301051PCE-4-CH3-CH2CH3-CH3-K20152054上述促凝早強型PCE母液的質(zhì)量濃度為50％，由枯烯基聚氧乙烯基醚、2-甲基烯丙基聚氧乙烯基醚與第二不飽和單體采用氧化還原引發(fā)體系，通過自由基溶液聚合得到，第二不飽和單體為丙烯酸、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨；其有效成分的數(shù)均分子量為30000～100000，結(jié)構(gòu)式為其中R4為-H或-CH3，M為表示為氫原子、鈉原子、鉀原子或銨離子，n1＝2～8，n2＝5～15，n3＝10～20，n4＝1～5，p2＝85～95，p3＝50～55；對應(yīng)上述各實施例，所用到的降粘型PCE母液具體結(jié)構(gòu)信息如下：促凝早強型PCE母液R4Mn1n2n3n4p2p3PCE-5-H-K852018550PCE-6-H-H2102049055PCE-7-CH3-NH45151059551PCE-8-CH3-Na6101529554將實施例1～4合成得到的用于地鐵盾構(gòu)管片的促凝早強型聚羧酸減水劑采用閩福水泥P.O52.5，粉煤灰為嵩能I級灰，礦粉為三鋼S95級，砂(S)為細度模數(shù)2.6～2.8的河砂，小石子為粒徑5～10mm反擊破碎石，大石子為粒徑10～20mm反擊破碎石。混凝土配合比為：水泥330kg/m3；粉煤灰70kg/m3；礦粉40kg/m3；砂698kg/m3；小石子225kg/m3；大石子901kg/m3；水145kg/m3，根據(jù)GB8076-2008《混凝土外加劑》，測其坍落度和混凝土脫模強度。初始坍落度控制在60±10mm，外加劑摻量為膠材質(zhì)量的0.18％左右(折成固體份)，環(huán)境溫度10±2℃。所得結(jié)果如表1所示：以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3