本发明涉及混凝土领域,具体涉及一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术:
1、在混凝土的实际生产应用中发现,随着国内基建工程量剧增,大量优质的混凝土原材料被消耗,加之环保压力日趋提升,原材料的开采量逐渐减少,价格逐年攀升,因此,越来越多的混凝土建筑工程被迫使用质量较差的含泥量较大的砂石料。
2、聚羧酸减水剂(pce)对混凝土中砂石含泥量十分敏感,主要表现为含泥量会影响新拌混凝土的和易性。在砂石料不含泥或低含泥情况下,聚羧酸减水剂具有非常优越的使用性能,可是一旦砂石中含泥量上升,聚羧酸减水剂的使用性能就会大幅下降。砂石中的泥成分并不都对聚羧酸减水剂有抑制作用,大量研究发现,泥中的粘土类矿物对聚羧酸减水剂的影响是主因。粘土多是层状的硅酸盐矿物,这类矿物的特点是构成单位结构的片层间存在层间域,吸水后容胀,尺寸会变大,并将水分子和聚羧酸分子吸入其中,导致体系中水量的进一步减少,以及用于分散水泥颗粒的聚羧酸减水剂分子被粘土占据,而影响整个混凝土体系的和易性。
3、随着砂石中含泥量的增大,聚羧酸减水剂在使用时被大量的吸附,使得聚羧酸减水剂的分散性和分散保持性下降,导致混凝土的工作性能下降。因此,缺少一种适配高含泥量砂石的聚羧酸减水剂。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本发明提出一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法,以解决目前缺少一种适配高含泥量砂石的聚羧酸减水剂的问题。
2、为实现上述目的,本发明提出一种抗泥型聚羧酸减水剂,所述抗泥型聚羧酸减水剂的制备原料以摩尔百分比计,包括:不饱和聚醚大单体15%~25%,丙烯酸60%~80%,不饱和亚磷酸酯两性单体1%~10%,引发剂0.5%~5%,链转移剂0.01%~0.5%,余量为水。
3、可选地,所述不饱和亚磷酸酯两性单体的结构如式(i)所示:(i)。
4、可选地,所述的不饱和聚醚大分子单体的分子量为1000~3000。
5、可选地,所述的不饱和聚醚大单体包括烯丙基聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯聚氧乙烯醚中的至少一种。
6、可选地,所述的引发剂包括过氧化氢、过硫酸铵或过硫酸钾中的至少一种。
7、可选地,所述的链转移剂选自巯基丙酸、巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠或丙烯磺酸钠中的至少一种。
8、可选地,所述抗泥型聚羧酸减水剂的化学结构式为如式(ii)所示:
9、(ii),其中,r1为-h或-ch3;r2为-ch2-或-ch2ch2-;y、z、m、n均为非0整数。
10、为了实现上述目的,本发明还提出一种上述的抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法,包括以下步骤:s1:取所述的不饱和聚醚大单体、丙烯酸、不饱和亚磷酸酯两性单体、引发剂和链转移剂与水共聚反应,得到共聚物溶液;s2:将所述共聚物溶液降温,然后用碱性物质调整ph值,得到澄清溶液即为所述抗泥型聚羧酸减水剂。
11、可选地,所述共聚反应为在50℃~70℃反应3小时~5小时。
12、可选地,所述降温为降温至40℃以下。
13、本发明的有益效果:本发明提供的抗泥型聚羧酸减水剂分子侧链上既含有亚磷酸根又含有季铵盐基团,比现有聚羧酸减水剂具有更强的吸附能力,可以有效抵抗水泥中的硫酸盐,同时季铵盐基团所带的正电荷基团产生对泥土的吸附,减少了泥土对水泥颗粒的影响,大大提高聚羧酸减水剂的分散能力和流动性,亚磷酸盐结构还可改变钙矾石初期形成的晶体形貌进而提高保坍性能;同时该减水剂分子链上含有的羧基、亚磷酸根、羟基和季铵盐基团的协同作用有利于其对水泥和泥土颗粒表面的润湿、吸附以及骨料颗粒间的相对润滑,从而使抗泥型聚羧酸减水剂具有良好的分散性及分散保持性,表现出较好的抗泥性。
1.一种抗泥型聚羧酸减水剂,其特征在于,所述抗泥型聚羧酸减水剂的制备原料以摩尔百分比计,包括:不饱和聚醚大单体15%~25%,丙烯酸60%~80%,不饱和亚磷酸酯两性单体1%~10%,引发剂0.5%~5%,链转移剂0.01%~0.5%,余量为水。
2.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂,其特征在于,所述不饱和亚磷酸酯两性单体的结构如式(i)所示:(i)。
3.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂,其特征在于,所述的不饱和聚醚大分子单体的分子量为1000~3000。
4.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂,其特征在于,所述的不饱和聚醚大单体包括烯丙基聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯聚氧乙烯醚中的至少一种。
5.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂,其特征在于,所述的引发剂包括过氧化氢、过硫酸铵或过硫酸钾中的至少一种。
6.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂,其特征在于,所述的链转移剂选自巯基丙酸、巯基乙酸、甲基丙烯磺酸钠或丙烯磺酸钠中的至少一种。
7.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸减水剂,其特征在于,所述抗泥型聚羧酸减水剂的化学结构式为如式(ii)所示:
8.一种抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.如权利要求8所述的抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法,其特征在于,所述共聚反应为在50℃~70℃反应3小时~5小时。
10.如权利要求8所述的抗泥型聚羧酸减水剂的制备方法,其特征在于,所述降温为降温至40℃以下。
