[发明专利]一种预应力高强混凝土管桩用聚羧酸减水剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土外加剂的技术领域，更具体地是涉及一种聚羧酸系的减水剂和应用。

背景技术

混凝土是世界上用量最大、应用最广泛的建筑材料。而混凝土减水剂是用于混凝土拌合、施工时的一种外加剂，作用是增加混凝土的流动性和实现混凝土远距离和管道输送，减水剂是现代化混凝土施工过程中必须使用的一种外加剂。

减水剂作为混凝土中不可缺的重要组分，其性能更是对混凝土的品质有着重要的影响。目前，混凝土施工中所用聚羧酸减水剂属于第三代减水剂，聚羧酸减水剂在坍损控制、减水率可调、提升强度、节省水泥、管桩表面光洁度、提高劳动生产率、降低劳动强度、环保安全、功能可调、混凝土粘聚性等方面比萘系减水剂有着很好的优势，已经广泛应用于地铁、高速铁路公路、桥梁涵洞、高层建筑、水利大坝的建筑中，因此，聚羧酸减水剂也是 21 世纪最具应用前景的水泥外加剂之一。

但聚羧酸减水剂具有缓凝性，会导致生产管桩时，静停时间长、离心后挂浆严重、内壁不光滑、混凝土粘、离心脱水困难等缺陷。公开号为CN102010487，名称为《一种聚羧酸减水剂的制备方法》的中国发明专利申请公开了一种以聚乙二醇单甲醚（MPEG）和马来酸酐（MAH）为主要原料，通过酯化反应合成聚乙二醇单甲醚马来酸酐活性大单体（PAM），再以PAM、甲基丙烯磺酸钠、衣康酸为主要原料，在过氧化氢和维生素C 组成的引发体系中，30-50℃条件下三元共聚合成聚羧酸减水剂的方法，产品减水率高，保坍性好，但需要酯化步骤，工艺条件要求较高。以上方法虽然能够得到较为理想的产品，但是工艺复杂，要求较高，不利于工业生产。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种原料简单、高性能、成本低廉且制备简单的聚羧酸减水剂，通过本发明制得的减水剂可以应用于预应力高强混凝土管桩混凝土，得到的预应力高强混凝土管桩混凝土具有低引气、凝结时间短、强度高、粘聚性好、容易离心脱水、不易挂浆的优点，满足了现场对预应力高强混凝土管桩混凝土的施工要求。

本发明是通过以下的技术方案来实现的。

一种预应力高强混凝土管桩用聚羧酸减水剂，包括如下各组分：

甲基烯丙基聚氧乙烯醚2400、异戊二烯醇聚氧乙烯醚2400、丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠、N-羟甲基丙烯酰胺、30%的氢氧化钠溶液、链转移剂、氧化剂、还原剂以及用于调节溶液pH的30%的氢氧化钠溶液；

其中所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚2400：异戊二烯醇聚氧乙烯醚2400质量比为1：0.5～2；

所述丙烯酸：马来酸酐质量比为1：0～1。                

目前，常用的合成醚类减水剂的大单体是甲基烯丙基聚氧乙烯醚2400（HPEG2400）与异戊二烯醇聚氧乙烯醚2400（TPEG2400）。HPEG2400合成的醚类减水剂减水率要比TPEG2400的要高，而保持性要差。管桩生产过程中，要求高减水率的减水剂，但对混凝土保持性也有一定要求。因此，单独用一种单体合成的减水剂，或用一种单体合成的减水剂与其他小料复配，在生产中总有不满意的地方。基于此，在合成过程中，使用两种大单体，合成一种聚羧酸减水剂，然后应用于管桩生产中效果更佳。

作为该技术方案的优选，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚2400：异戊二烯醇聚氧乙烯醚2400质量比为1：0.5～2。HPEG2400合成的减水剂混凝土减水率高，但保持性差与TPEG2400的相比。所以两者比例适当时，两者的优点可完美结合起来，使管桩混凝土状态达到最佳，从而成品管桩达到使用要求

丙烯酸、马来酸酐作为主要的小单体，常用于醚类减水剂合成中，两者各有优缺。丙烯酸对混凝土初始减水率贡献大，而马来酸酐对混凝土保持性作用大，因此根据需要来选择需要使用的不饱和羧酸、酸酐类单体。因此，作为本发明技术方案的优选，所述丙烯酸：马来酸酐质量比为1：0～1。

作为该技术方案的优选，所述甲基丙烯磺酸钠质量百分比为0.6～0.7%。甲基丙烯磺酸钠含有磺酸基团，磺酸基团具有高分散性、高减水性，是强电解质阴离子，因其受pH值影响较小，所以含其的减水剂性能稳定。甲基丙烯磺酸钠含量较低时，混凝土凝结时间较长，而甲基丙烯磺酸钠含量较高时，混凝土扒底较严重。