本发明属于建筑工程材料技术领域，特别涉及一种适应于机制砂的聚羧酸盐混凝土减水剂及其制备方法。
背景技术：
聚羧酸减水剂是混凝土运用中的一种必不可少的添加剂。聚羧酸减水剂广泛应用于公路、桥梁、大坝、隧道、高层建筑等工程。其因绿色环保、不易燃和不易爆的性能。随着我国优质砂石资源的不断消耗，机制砂使用是一种必然趋势，机制砂是岩石经过机械破碎而成，全国各地机制砂的矿源、设备和工艺不尽相同，导致机制砂在外观、化学成分、颗粒形状、颗粒级配以及特细颗粒含量等性能方面与天然砂都不尽不同。机制砂由于经过粉碎而得到，表面棱角分明、含细粉量大，表面润湿性差等问题，减水剂特别是聚羧酸盐减水剂一直存在损失大、适应性差等的问题，造成减水率低和保坍性能不足。目前，因机制砂带来的混凝土损失大和适应性差这一技术难题仍然未得到很好的解决。cn201810273310.9报道了一种针对机制砂混凝土使用的聚羧酸减水剂及其制备方法，其采用为以磷酸根取代部分羟基而形成的烯醇聚氧乙烯醚。具有能显著的改善因机制砂带来的混凝土损失大和适应性差的问题、强度高及可明显降低综合成本的优点。但该聚羧酸减水剂仍然存在对机制砂的润湿性、减水率低、包裹性差等问题；cn106749963a公开了一种用于纯机制砂混凝土的引气可控型聚羧酸系减水剂及其制备方法，该方法通过烷基酚聚氧乙烯醚单体与不饱和羧酸单体进行酯化反应生成不饱和羧酸-烷基酚聚氧乙烯醚酯化物单体，然后将不饱和羧酸单体、不饱和羧酸-烷基酚聚氧乙烯醚酯化物单体、不饱和聚醚单体以及不饱和磺酸单体通过氧化还原引发体系进行水溶液共聚反应，从而得到引气可控型聚羧酸系减水剂，其制备得到的减水剂应用于纯机制砂混凝土中，具有减水率高、适应性好、气泡直径小、封闭稳定、引气可控等优点，但其大单体壬基酚聚氧乙烯醚水解后才能起到一定的作用润湿、调节作用，特别对初期混凝土砂石的包裹、减水率等受一定的影响。cn104788629b公开了一种聚羧酸减水剂及其常温制备方法。在聚羧酸合成中引入有机硅偶联剂和木质素磺酸盐作为润湿性组分，在混凝土特别是机制砂混凝土应用中具有良好的保水粘聚性，但有机硅组分并不能很好改善减水剂对砂石包裹与润湿性问题。cn108409193a公开了一种机制砂c120超高强混凝土聚羧酸外加剂的制备方法，该外加剂包含有减水型聚羧酸减水剂、降粘型聚羧酸减水剂、缓凝剂、消泡剂等组分，可有效改善机制砂超高强混凝土由于机制砂本身级配不良、颗粒形貌差导致的混凝土易泵离析以及低水胶比、大掺量胶材带来的粘度过大、流动度小、可泵送性差等问题，能够满足超高层建筑泵送施工的要求，但对润湿性以及早期强度改善作用有限。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适应于机制砂的聚羧酸盐混凝土减水剂及其制备方法，具有润湿性好、引气效果好，坍落度保持好和高减水率等优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种适应于机制砂的聚羧酸盐混凝土减水剂，采用水溶液聚合的方法，按以下配比进行合成：
异丁烯醇聚氧乙烯醚(hpeg，2400)，质量份为240份；
丙烯酸(aa)，质量份为18.5～32.5份；
2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸(amc12s)，质量份为4.0～10.0份；
蒸馏水：质量份为360份；
引发剂：亚硫酸氢钠，质量份为5.8～11.5份，过硫酸钠，质量份为5.8～11.5份，使用时亚硫酸氢钠与过硫酸钠质量比保持为1:1。
一种适应于机制砂的聚羧酸盐混凝土减水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在带搅拌的反应容器中投入hpeg和蒸馏水量的240份质量的蒸馏水，搅拌完全溶解后，加入引发剂亚硫酸氢钠，升温后，保温；
(2)在一份质量为总蒸馏水量60份的蒸馏水中依次加入丙烯酸(aa)、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸(amc12s)混合搅拌溶解后称为滴加组分1；
在另一份质量为总蒸馏水量60份的蒸馏水中加入引发剂过硫酸钠，溶解后称为滴加组分2；
(3)同时在步骤(1)中所述反应容器中滴加上述步骤(2)中的滴加组分1和滴加组分2，进行反应，反应结束后保温，待其冷却至室温；
(4)加入有机碱调节ph至6～7即得到一种适应于机制砂的聚羧酸盐混凝土减水剂。
所述有机碱为一乙醇胺或二乙醇胺。
所述的步骤(1)中温度升至55～75℃。
所述的步骤(3)中反应温度为55～75℃，滴加时间2～3h，反应结束后保温2～3h。
所述2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸可以购买，也可以合成，其自制方法如下：
2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸的制备方法如下：在反应釜中加入33.6kg的1－十二烯、5.6kg的脱水剂和150kg的丙烯腈(过量)，冷却至0℃以下，在搅拌下，滴加21.4kg的发烟硫酸(50％)，滴加过程中控制反应温度不超过5℃，发烟硫酸加完后再反应30min，然后升温至25℃、反应24h，待反应时间达到后，将反应混合物冷却至5℃以下，滤除过量的丙烯腈，将所得产物依次用丙烯腈和丙酮洗涤，真空干燥，得白色粉末状2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸，转化率87％。
本发明的有益效果：
本发明的一种适应于机制砂的聚羧酸减水剂在保持良好减水性能的基础上对机制砂具有显著的润湿性，提高混凝土的包裹性、保持坍落度、提高早期强度等优点，可克服聚羧酸减水剂对机制砂敏感、加快机制砂混凝土的施工进度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
向装有搅拌器的反应容器中加入24g异丁烯醇聚氧乙烯醚(2400)，加入24g蒸馏水，搅拌使其溶解，再溶解0.58g亚硫酸氢钠，待温度升至55℃，开始同时滴加组分1(由6g蒸馏水中依次溶解丙烯酸1.85g、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸0.4g而成)和滴加组份2(由6g蒸馏水中溶解引发剂过硫酸钠0.58g而成)；滴加2.0h，保温3h，待反应物冷却至室温，用一乙醇胺调节ph值至6～7之间，得到一种适应于机制砂的聚羧酸减水剂。
实施例2
向装有搅拌器的反应容器中加入24g异丁烯醇聚氧乙烯醚(2400)，加入24g蒸馏水，搅拌使其溶解，再溶解1.15g亚硫酸氢钠，待温度升至70℃，开始同时滴加组分1(由6g蒸馏水中依次溶解丙烯酸3.25g、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸0.60g而成)和滴加组份2(由6g蒸馏水中溶解引发剂过硫酸铵1.15g而成)；滴加3.0h，保温2.0h，待反应物冷却至室温，用二乙醇胺调节ph值至6～7之间，得到一种适应于机制砂的聚羧酸减水剂。
实施例3
向装有搅拌器的反应容器中加入24g异丁烯醇聚氧乙烯醚(2400)，加入24g蒸馏水，搅拌使其溶解，再溶解0.85g亚硫酸氢钠，待温度升至60℃，开始同时滴加组分1(由6g蒸馏水中依次溶解丙烯酸2.25g、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸1.0g而成)和滴加组份2(由6g蒸馏水中溶解引发剂过硫酸钾0.85g而成)；滴加2.5h，60℃保温2h，待反应物冷却至室温，用一乙醇胺调节ph值至6～7之间，得到一种适应于机制砂的聚羧酸减水剂。
比较例：
向装有搅拌器的反应容器中加入24g异丁烯醇聚氧乙烯醚(2400)，加入24g蒸馏水，搅拌使其溶解，待温度升至70℃，开始同时滴加组分1(由6g蒸馏水中依次溶解丙烯酸2.20g、甲基烯丙基磺酸钠0.45g而成)和滴加组份2(由6g蒸馏水中溶解引发剂过硫酸铵0.80g而成)；滴加2h，保温3h，待反应物冷却至室温，用氢氧化钠调节ph值至6～7之间，得到一种普通聚羧酸减水剂。
实施例的性能测试结果比较：
根据gb/t8077-2000，检测标准检测(掺量1.8％)，其检测实验结果如下表：
测试结果可见，实施例与比较例可发现加入早强单体的减水剂的砂浆试块早期抗压强度均高于比较例的减水剂的效果，说明加入早强单体后的聚羧酸减水剂在保持一定的减水率的基础上具有较好的早强效果，可实现早强的目的。