本發(fā)明涉及水泥混凝土的制備領(lǐng)域，特別涉及一種普適性聚羧酸減水劑及其制備方法和混凝土。

背景技術(shù)：

1、隨著混凝土行業(yè)的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)的礫石資源逐漸被消耗殆盡，各地的砂石資源趨于劣化，越來越多的含粘土砂和機(jī)制砂被投入使用。然而粘土可以大量吸附聚羧酸減水劑，使其減水率大大降低；機(jī)制砂與天然砂相比，存在粒形、級配、表面質(zhì)構(gòu)及石粉等方面的差異，導(dǎo)致其與減水劑的適配性下降。目前尚沒有一種對普通水泥、含粘土水泥和含機(jī)制砂水泥均有良好減水效果的減水劑。因此，面對水泥骨料來源復(fù)雜、成份不一等問題，開發(fā)出一種普適性的水泥混凝土減水劑就顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種普適性聚羧酸減水劑的制備方法，在引入多種活性基團(tuán)的基礎(chǔ)上通過水解纖維素或β環(huán)糊精對聚醚大單體進(jìn)行端基改性，側(cè)鏈大單體提供了多親水官能團(tuán)以及空間位阻，使得減水劑在普通水泥、含粘土水泥和含機(jī)制砂水泥三種體系中的拓展度都得到明顯提升，展現(xiàn)出出色的減水效果。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制備得到的普適性聚羧酸減水劑。

3、本發(fā)明的再一目的在于提供一種混凝土。

4、本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

5、本發(fā)明提供一種普適性聚羧酸減水劑的制備方法，包括以下步驟：

6、制備改性聚醚大單體：將水解纖維素或β環(huán)糊精與分子量為1200～2400的聚醚大單體按照1：(2.8～3.2)的摩爾比混合均勻，加入2.5～3.5wt％的對甲苯磺酸作為催化劑，加熱到65℃～75℃后，攪拌2h～3h，冷卻至室溫后得到端基改性聚醚粗產(chǎn)物，采用鹽析法對粗產(chǎn)物進(jìn)行提純，得到改性聚醚大單體；所述聚醚大單體為甲基烯丙基聚氧乙烯醚或烯丙基聚氧乙烯醚；

7、制備聚羧酸減水劑：按質(zhì)量份計，將改性聚醚大單體60-70份，含羧基的烯類衍生物15-25份，含酰胺基的烯類衍生物9～12份，含磺酸基的烯類衍生物3～5份加入去離子水中，加入引發(fā)劑，加熱回流反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)體系冷卻至室溫后，調(diào)節(jié)ph至中性，得到普適性聚羧酸減水劑。

8、優(yōu)選的，所述含羧基的烯類衍生物為甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸鈉、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、檸檬酸、衣康酸中的至少一種。

9、優(yōu)選的，所述含酰胺基的烯類衍生物為丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-叔丁基磺酸中的一種。

10、優(yōu)選的，所述含磺酸基的烯類衍生物為烯丙基磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、甲基苯磺酸、對苯乙烯磺酸鈉中的一種。

11、優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀，加入量為改性聚醚大單體、含羧基的烯類衍生物、含酰胺基的烯類衍生物、含磺酸基的烯類衍生物總質(zhì)量的1wt％～3wt％。

12、優(yōu)選的，所述加熱回流反應(yīng)，具體為：反應(yīng)恒溫溫度為70℃～80℃，反應(yīng)時間為4h～6h。

13、優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)ph至中性，具體為：

14、用堿液將ph調(diào)節(jié)至6～8；所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀的水溶液中的一種，質(zhì)量濃度為20％～40％。

15、本發(fā)明還提供一種普適性聚羧酸減水劑，由所述的普適性聚羧酸減水劑的制備方法制備得到。

16、優(yōu)選的，所述的普適性聚羧酸減水劑，具有以下結(jié)構(gòu)：

17、

18、其中，n表示聚合度。

19、本發(fā)明還提供一種水泥混凝土，包括所述的普適性聚羧酸減水劑。

20、優(yōu)選的，所述混凝土中，普適性聚羧酸減水劑的折固摻量為0.1～0.4％。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

22、(1)本發(fā)明的普適性聚羧酸減水劑的制備方法，通過纖維素或β環(huán)糊精對聚醚大單體進(jìn)行改性，長側(cè)鏈在具有更大的空間位阻的同時，親水性也顯著提高。同時，磺酸基團(tuán)的引入在減水劑表面產(chǎn)生了更強(qiáng)的靜電斥力，增強(qiáng)了減水劑的分散效果；而酰胺基團(tuán)作為兩性基團(tuán)，可以降低聚羧酸減水劑對無機(jī)離子的敏感度，使減水劑分子的構(gòu)象保持舒展，有效改善了在含泥量較高的情況下減水劑的分散性。

23、(2)本發(fā)明的普適性聚羧酸減水劑，多種活性及位阻基團(tuán)的引入使該減水劑在普通水泥、含粘土水泥、含機(jī)制砂水泥中均能保持良好的減水分散能力，具有普適性。

技術(shù)特征：

1.一種普適性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普適性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，所述含羧基的烯類衍生物為甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸鈉、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、檸檬酸、衣康酸中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普適性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，所述含酰胺基的烯類衍生物為丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-叔丁基磺酸中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普適性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，所述含磺酸基的烯類衍生物為烯丙基磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、甲基苯磺酸、對苯乙烯磺酸鈉中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普適性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸銨或過硫酸鉀，加入量為改性聚醚大單體、含羧基的烯類衍生物、含酰胺基的烯類衍生物、含磺酸基的烯類衍生物總質(zhì)量的1wt％～3wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普適性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，所述加熱回流反應(yīng)，具體為：反應(yīng)恒溫溫度為70℃～80℃，反應(yīng)時間為4h～6h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的普適性聚羧酸減水劑的制備方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)ph至中性，具體為：

8.一種普適性聚羧酸減水劑，其特征在于，由權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的普適性聚羧酸減水劑的制備方法制備得到。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的普適性聚羧酸減水劑，其特征在于，具有以下結(jié)構(gòu)：

10.一種水泥混凝土，其特征在于，包括權(quán)利要求8或9所述的普適性聚羧酸減水劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種普適性聚羧酸減水劑及其制備方法和混凝土。制備方法包括：制備改性聚醚大單體：將水解纖維素或β環(huán)糊精與聚醚大單體混合均勻，加入對甲苯磺酸作為催化劑，反應(yīng)后得到端基改性聚醚粗產(chǎn)物，采用鹽析法對粗產(chǎn)物進(jìn)行提純，得到改性聚醚大單體；將改性聚醚大單體，含羧基的烯類衍生物，含酰胺基的烯類衍生物，含磺酸基的烯類衍生物加入去離子水中，加入引發(fā)劑，加熱回流反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)體系冷卻至室溫后，調(diào)節(jié)pH至中性，得到普適性聚羧酸減水劑。本發(fā)明在引入多種活性基團(tuán)的基礎(chǔ)上通過水解纖維素對聚醚大單體進(jìn)行端基改性，使得減水劑在普通水泥、含粘土水泥和含機(jī)制砂水泥三種體系中展現(xiàn)出出色的減水效果。

技術(shù)研發(fā)人員：郭熙桃,李淑怡,韋江雄,嚴(yán)玉蓉,邱志明,李萌洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26