本发明涉及建筑材料技术领域，具体是一种保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用。
背景技术：
随着科学技术的发展和建筑工程的需要，混凝土减水剂的研究与生产已趋向朝着高性能、无污染方向发展。以聚丙烯酸盐及其接枝共聚物为代表的聚羧酸系高效减水剂以其高减水率、低掺量、良好的分散性等优异性能成为未来高效减水剂的发展方向。随着聚羧酸减水剂在混凝土工程中的应用，也逐渐显露出来一些不足之处。如由于温度的差异、原材料的不同以及施工工艺的区别，混凝土的坍落度经时损失较大，难以保证混凝土的质量以及工程施工的正常进行。
为了解决混凝土坍落度经时损失大的问题，可以采取减水剂与缓凝剂复掺、后掺法和多掺法等方法来改善其工作性能。然而减水剂与缓凝剂的复掺又可能会造成缓凝剂与水泥的相容性问题，对混凝土的质量造成危害；后掺法和多掺法则由于其相对复杂的操作流程以及对设备的要求较高，使用价值不大。但是现有改进后的减水剂掺量大，制作过程繁琐，耗时长，成本高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高保坍、分散性能优异、适应性好、工艺简单、反应周期短、能耗低的保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种保坍型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚甲基丙烯酸27-35份、聚环氧琥珀酸1-5份、干酪素7-15份、聚己二酸乙二醇酯5-12份、炉甘石3-10份。
作为本发明进一步的方案：所述保坍型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚甲基丙烯酸29-33份、聚环氧琥珀酸2-4份、干酪素9-13份、聚己二酸乙二醇酯7-10份、炉甘石5-8份。
作为本发明进一步的方案：所述保坍型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚甲基丙烯酸31份、聚环氧琥珀酸3份、干酪素11份、聚己二酸乙二醇酯8份、炉甘石6份。
本发明另一目的是提供一种保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，由以下步骤组成：
1）将干酪素与质量含量1%的氢氧化钠溶液混合，制得干酪素溶液，其中干酪素与氢氧化钠溶液的质量比为1:3.5；
2）将炉甘石粉碎、过100目筛，加入其质量4倍的无水乙醇，在52℃的温度下搅拌处理12-15min，再加入聚环氧琥珀酸，在65℃的温度下搅拌处理20min，然后加入干酪素溶液，并在76℃的温度下搅拌处理30min，加入聚甲基丙烯酸与聚己二酸乙二醇酯，在80℃的温度下密封搅拌处理40-45min，然后在68℃的温度下超声处理20min，超声功率为800W，然后在3000r/min的转速下离心处理5min，取滤液，再在80℃的温度下搅拌处理10min即得聚羧酸减水剂。
本发明另一目的是提供所述聚羧酸减水剂在混凝土中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中炉甘石经过聚环氧琥珀酸、干酪素处理后，再与聚甲基丙烯酸与聚己二酸乙二醇酯相互反应，制得的减水剂具有高保坍、分散性能优异、适应性好的优点，制备工艺反应条件简单易控制，操作较为简单，反应周期短，无污染，能耗低，易于工业化生产。本发明的减水剂在低掺量下对降低混凝土的坍落度损失也有很好的效果，能减少长时间运输和较高温度下造成的混凝土水分的流失和蒸发，并具有良好的坍落度保持能力，受气候的影响小，与其他外加剂配合使用时相容性好。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种保坍型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚甲基丙烯酸27份、聚环氧琥珀酸1份、干酪素7份、聚己二酸乙二醇酯5份、炉甘石3份。
将干酪素与质量含量1%的氢氧化钠溶液混合，制得干酪素溶液，其中干酪素与氢氧化钠溶液的质量比为1:3.5。将炉甘石粉碎、过100目筛，加入其质量4倍的无水乙醇，在52℃的温度下搅拌处理12min，再加入聚环氧琥珀酸，在65℃的温度下搅拌处理20min，然后加入干酪素溶液，并在76℃的温度下搅拌处理30min，加入聚甲基丙烯酸与聚己二酸乙二醇酯，在80℃的温度下密封搅拌处理40min，然后在68℃的温度下超声处理20min，超声功率为800W，然后在3000r/min的转速下离心处理5min，取滤液，再在80℃的温度下搅拌处理10min即得聚羧酸减水剂。
实施例2
本发明实施例中，一种保坍型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚甲基丙烯酸35份、聚环氧琥珀酸5份、干酪素15份、聚己二酸乙二醇酯12份、炉甘石10份。
将干酪素与质量含量1%的氢氧化钠溶液混合，制得干酪素溶液，其中干酪素与氢氧化钠溶液的质量比为1:3.5。将炉甘石粉碎、过100目筛，加入其质量4倍的无水乙醇，在52℃的温度下搅拌处理15min，再加入聚环氧琥珀酸，在65℃的温度下搅拌处理20min，然后加入干酪素溶液，并在76℃的温度下搅拌处理30min，加入聚甲基丙烯酸与聚己二酸乙二醇酯，在80℃的温度下密封搅拌处理45min，然后在68℃的温度下超声处理20min，超声功率为800W，然后在3000r/min的转速下离心处理5min，取滤液，再在80℃的温度下搅拌处理10min即得聚羧酸减水剂。
实施例3
本发明实施例中，一种保坍型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚甲基丙烯酸29份、聚环氧琥珀酸2份、干酪素9份、聚己二酸乙二醇酯7份、炉甘石5份。
将干酪素与质量含量1%的氢氧化钠溶液混合，制得干酪素溶液，其中干酪素与氢氧化钠溶液的质量比为1:3.5。将炉甘石粉碎、过100目筛，加入其质量4倍的无水乙醇，在52℃的温度下搅拌处理13min，再加入聚环氧琥珀酸，在65℃的温度下搅拌处理20min，然后加入干酪素溶液，并在76℃的温度下搅拌处理30min，加入聚甲基丙烯酸与聚己二酸乙二醇酯，在80℃的温度下密封搅拌处理42min，然后在68℃的温度下超声处理20min，超声功率为800W，然后在3000r/min的转速下离心处理5min，取滤液，再在80℃的温度下搅拌处理10min即得聚羧酸减水剂。
实施例4
本发明实施例中，一种保坍型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚甲基丙烯酸33份、聚环氧琥珀酸4份、干酪素13份、聚己二酸乙二醇酯10份、炉甘石8份。
将干酪素与质量含量1%的氢氧化钠溶液混合，制得干酪素溶液，其中干酪素与氢氧化钠溶液的质量比为1:3.5。将炉甘石粉碎、过100目筛，加入其质量4倍的无水乙醇，在52℃的温度下搅拌处理13min，再加入聚环氧琥珀酸，在65℃的温度下搅拌处理20min，然后加入干酪素溶液，并在76℃的温度下搅拌处理30min，加入聚甲基丙烯酸与聚己二酸乙二醇酯，在80℃的温度下密封搅拌处理42min，然后在68℃的温度下超声处理20min，超声功率为800W，然后在3000r/min的转速下离心处理5min，取滤液，再在80℃的温度下搅拌处理10min即得聚羧酸减水剂。
实施例5
本发明实施例中，一种保坍型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚甲基丙烯酸31份、聚环氧琥珀酸3份、干酪素11份、聚己二酸乙二醇酯8份、炉甘石6份。
将干酪素与质量含量1%的氢氧化钠溶液混合，制得干酪素溶液，其中干酪素与氢氧化钠溶液的质量比为1:3.5。将炉甘石粉碎、过100目筛，加入其质量4倍的无水乙醇，在52℃的温度下搅拌处理13min，再加入聚环氧琥珀酸，在65℃的温度下搅拌处理20min，然后加入干酪素溶液，并在76℃的温度下搅拌处理30min，加入聚甲基丙烯酸与聚己二酸乙二醇酯，在80℃的温度下密封搅拌处理42min，然后在68℃的温度下超声处理20min，超声功率为800W，然后在3000r/min的转速下离心处理5min，取滤液，再在80℃的温度下搅拌处理10min即得聚羧酸减水剂。
对比例1
除不含有干酪素外，其配方及制备过程与实施例5一致。
对比文件2
仅含有聚甲基丙烯酸与干酪素，其配方及制备过程与实施例5一致。
将实施例1-5和比较例1-2得到的减水剂进行各项性能对比
对以上7个实例产品分别与商用聚羧酸（对比样）进行水泥净浆流动度和混凝土坍落度对比，根据GB8076-2008进行混凝土应用性能和减水率实验，W/C=0.29，减水剂掺量0.2%，掺量为折固量。
表1 水泥净浆实验结果
表2 C30混凝土坍落度实验配比
表3 混凝土坍落度实验结果
对照以上的实例可以看出，添加本发明所述方法制得的保坍型聚羧酸减水剂以后，可以保证2h内水泥净浆流动度损失较小，降低2h内混凝土坍落度损失，能较好的改善混凝土的初始工作性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。