本發(fā)明涉及混凝土外加劑領(lǐng)域，特別涉及一種耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、混凝土減水劑是使用場(chǎng)合最多的混凝土外加劑之一，可以減少單位拌合用水量，改善混凝土工作性。而混凝土坍落度則是衡量混凝土工作性的重要指標(biāo)，包括了流動(dòng)性、粘聚性和保水性，主要用于評(píng)估混凝土塑化性能與可泵性能。

2、現(xiàn)代工程中普遍使用預(yù)拌混凝土，而預(yù)拌混凝土的生產(chǎn)企業(yè)與施工地點(diǎn)往往相距較遠(yuǎn)，特別是在高溫天氣施工時(shí)，又加之大體積混凝土、超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)以及超高層建筑施工時(shí)混凝土的泵送時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)混凝土流動(dòng)性保持時(shí)長(zhǎng)便有了較高要求，即要求混凝土在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸后仍然具有一定的坍落度以滿足現(xiàn)場(chǎng)泵送施工的要求。

3、與此同時(shí)，為了節(jié)約成本，預(yù)拌混凝土企業(yè)常使用含泥、含粉較高的砂石材料，這就需要使用大量的保坍型聚羧酸減水劑來(lái)維持混凝土良好的坍落度，以減緩長(zhǎng)時(shí)間施工等待期內(nèi)混凝土流動(dòng)性喪失程度。但大量使用保坍劑，其緩凝作用又極易導(dǎo)致預(yù)拌混凝土凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、早期強(qiáng)度不足等問(wèn)題，使混凝土性能下降、凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，施工安全性也將降低。

4、基于上述現(xiàn)代工程中對(duì)混凝土施工性能要求的提高，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)此技術(shù)困境進(jìn)行了研究與探索，如公開(kāi)號(hào)為cn117417542b的專(zhuān)利文件中所公開(kāi)的一種耐高溫降粘早強(qiáng)型分散劑，具體為一種耐高溫超支化磺化物，能夠提高混凝土熱穩(wěn)定性，并避免混凝土顆粒間發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，分散均勻，穩(wěn)定性高。

5、然而，諸如上述專(zhuān)利也并未解決預(yù)拌混凝土在高溫環(huán)境施工中流動(dòng)性差、坍落度損失過(guò)快，而大量使用保坍劑又導(dǎo)致混凝土凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度不足的問(wèn)題，如何使預(yù)拌混凝土同時(shí)兼具高溫環(huán)境下仍擁有良好的流動(dòng)性、坍落度保持性且凝結(jié)時(shí)間短、早強(qiáng)強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)依然是本領(lǐng)域技術(shù)人員難以解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述背景技術(shù)中提到的如何使預(yù)拌混凝土同時(shí)兼具高溫環(huán)境下仍擁有良好的流動(dòng)性、坍落度保持性且凝結(jié)時(shí)間短、早強(qiáng)強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一實(shí)施例提供一種耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑，包括：不飽和聚醚大單體、雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯、氧化劑、a液、b液；

2、所述a液由還原劑、鏈轉(zhuǎn)移劑按照0.15~1.5：1~5的重量比混合制得；

3、所述b液由丙烯酸、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺、耐高溫硅烷偶聯(lián)劑按照10~15：1~5：1~5的重量比混合制得；

4、其中，所述n,n-亞甲基雙丙烯酰胺與所述不飽和聚醚大單體、雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯和丙烯酸形成微交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

5、在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，其組分配比按照重量份數(shù)為：

6、不飽和聚醚大單體250~300份

7、雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯5~10份

8、氧化劑2~4份

9、還原劑0.5~1.5份

10、鏈轉(zhuǎn)移劑1~5份

11、丙烯酸10~15份

12、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺1~5份

13、耐高溫硅烷偶聯(lián)劑1~5份。

14、在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，所述不飽和聚醚大單體包括乙氧基乙烯基聚乙二醇醚和異戊烯基聚乙二醇醚中的至少一種，分子量為3000~5000?da。

15、在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，所述氧化劑包括過(guò)氧乙酸、過(guò)氧化氫、過(guò)硫酸銨中的至少一種。

16、在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，所述還原劑包括l-抗壞血酸-2-磷酸鈉鹽，5,6-異亞丙基-l-抗壞血酸中的至少一種。

17、在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，所述鏈轉(zhuǎn)移劑包括6-巰基-1-己醇，β-巰基乙醇，2,3-二巰基-1-丙醇中的至少一種。

18、在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，所述耐高溫硅烷偶聯(lián)劑具體為一種不飽和芳基酰亞胺硅烷。

19、在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的，所述耐高溫硅烷偶聯(lián)劑具體按下述步驟制備所得：

20、s100、按摩爾比0.8：1.2~2稱(chēng)取鄰苯二甲酸酰亞胺鉀鹽和二甲基乙烯基氯硅烷；

21、s101、在容器中加入s100中稱(chēng)取的鄰苯二甲酸酰亞胺鉀鹽，再加入30~60?ml的n,n-二甲基甲酰胺；

22、s102、120~140℃下油浴加熱；

23、s103、待容器中的鄰苯二甲酸酰亞胺鉀鹽全部溶解后，緩慢滴入二甲基乙烯基氯硅烷，滴加時(shí)間為1~2?h；

24、s104、滴加完成后，加熱回流24~30?h；

25、s105、過(guò)濾除去白色沉淀物，取濾液；

26、s106、減壓蒸餾s105所述濾液，除去n,n-二甲基甲酰胺及過(guò)量二甲基乙烯基氯硅烷，所得紅棕色透明液體，即為不飽和芳基酰亞胺硅烷。

27、本發(fā)明還提供如上任一所述的一種耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑的制備方法，包括以下步驟：

28、s200、在10~20℃下，用去離子水將所述不飽和聚醚大單體、所述雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯溶解并混合攪拌均勻；

29、s201、再加入所述氧化劑，攪拌均勻，獲得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60~70%的混合溶液；

30、s202、將所述a液勻速滴入所述混合溶液中，滴加時(shí)間為50~60?min；

31、s203、待所述a液滴加5?min后，再勻速滴入所述b液，滴加時(shí)間為70~80?min；

32、s204、滴加結(jié)束后，保溫30~60?min；

33、s205、保溫反應(yīng)結(jié)束后，逐滴加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)ph至5~7，即得所述耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑。

34、本發(fā)明還提供如上任一項(xiàng)所述的一種耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑及其制備方法在混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用。

35、本發(fā)明具有以下有益效果：

36、本發(fā)明提供的耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑，含有不飽和芳基酰亞胺硅烷，在保留硅烷偶聯(lián)劑對(duì)異種材料的偶聯(lián)作用與柔性變形層組織裂紋擴(kuò)張作用的基礎(chǔ)上，由于其芳基、酰亞胺的存在，協(xié)同提高了聚合物的耐熱性，即在具有抑制水化初期松散結(jié)果，加快水泥水化加速期從而提高混凝土早強(qiáng)強(qiáng)度這一優(yōu)勢(shì)之上，又具有良好耐熱性?xún)?yōu)勢(shì)，解決了復(fù)雜高溫環(huán)境中，混凝土凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度不足等問(wèn)題。

37、本發(fā)明提供的耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑，體系中還包括大量具有不飽和雙鍵的聚醚大單體、丙烯酸和硅烷磷酸酯等組分，而特別加入的n,n-亞甲基雙丙烯酰胺能依賴(lài)不飽和雙鍵產(chǎn)生微交聯(lián)作用，使聚合物具備微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，利用分子間化學(xué)鍵阻礙分子鏈的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步提高了聚合物的耐熱性。

38、本發(fā)明提供的耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑，其分子結(jié)構(gòu)中含有磷酸酯基、苯環(huán)等高親水性基團(tuán)和剛性基團(tuán)，能夠形成龐大的立體吸附結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生強(qiáng)大的空間位阻作用，提高減水劑的分散性與耐泥性，加入到混凝土中，能顯著提高混凝土的坍落度保持能力，解決了在高溫天氣施工時(shí)，預(yù)拌混凝土流動(dòng)性差的問(wèn)題，減少了因預(yù)拌混凝土坍落度損失過(guò)大而導(dǎo)致的混凝土泵送過(guò)程中阻力大、堵管及施工時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。

39、本發(fā)明提供的耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑，其分子結(jié)構(gòu)中還含有大量羧酸基團(tuán)、羥基等親水性基團(tuán)，可以與水分子結(jié)合形成氫鍵，從而抑制水分子向空氣中逸散，減少水分的蒸發(fā)，減少混凝土內(nèi)部干縮裂紋的產(chǎn)生，增強(qiáng)混凝土中水泥顆粒的水化作用程度，強(qiáng)化混凝土強(qiáng)度。

40、本發(fā)明還提供了一種耐高溫早強(qiáng)保坍型聚羧酸減水劑及其制備方法在混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用，綜合解決了預(yù)拌混凝土在高溫環(huán)境下流動(dòng)性差、坍落度損失過(guò)快，而大量使用保坍劑又導(dǎo)致混凝土凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度不足的問(wèn)題。

41、本發(fā)明的其它特征和有益效果將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分的技術(shù)特征和有益效果可以從說(shuō)明書(shū)中顯而易見(jiàn)地得出，或者是通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。