本发明属于建筑领域，具体涉及一种降粘减水剂及其制备方法和应用。
背景技术：
随着建筑行业的快速发展，建筑结构逐渐向超高层、大跨度和结构体系复杂化的方向发展，这对混凝土的力学性能和施工性能提出了更高要求，也大大推进了混凝土泵送施工技术的发展。然而，采用水胶比较低的高强混凝土往往带来新拌混凝土粘度大、流速慢等问题，从而导致施工难度提高。因此，解决降低高标号混凝土粘度的难题迫在眉睫。降低高强度混凝土粘度的方式主要通过加大减水剂的掺量和优化胶凝材料的级配来实现。通过加大减水剂掺量来降低高强混凝土粘度的方式，会加大用料的成本，同时会造成过分缓凝的问题，延长施工的进度，甚至有可能出现泌水等问题，无形中给施工增加了很大难度。通过优化胶凝材料级配来降低高强混凝土粘度，虽然在此方面己经有较多的研究，但是存在较大的局限性，新拌混凝土的和易性最主要的是依靠减水剂的作用，优化胶凝材料级配的方法不能解决根本问题。
因此，研究具有降粘性能的减水剂具有重大的意义。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种新型降粘减水剂，可以有效降低混凝土的粘度，改善混凝土可工作性，满足施工要求。
第一方面，本发明提出了一种用于制备降粘减水剂的组合物，包括如下重量份数的原料：
本发明中，所述聚醚大单体是指聚羧酸减水剂单体，是合成聚羧酸系高性能减水剂的主要原材料，可分为烯丙基聚氧乙烯醚(apeg)、异戊烯基聚氧乙烯醚(tpeg)、甲基烯丙基聚氧乙烯醚(hpeg)乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(epeg，2+2单体)等。
本发明的降粘减水剂，在氧化还原体系引发、链转移剂等作用下，在水溶液中通过氧化-还原引发体系共聚反应合成了一种具有降粘功能的聚羧酸减水剂，应用在混凝土工程中，通过调节降粘减水剂在水泥颗粒表面水膜层厚度，并起到润滑作用，从而降低混凝土粘度，改善混凝土工作性能，解决高标号混凝土粘度大流速慢的问题。
优选地，所述用于制备降粘减水剂的组合物，包括如下重量份数的原料：
作为本发明的具体实施方式，所述组合物包括如下重量的原料：所述聚醚大单体选自异戊烯醇聚氧乙烯醚，优选选自tpeg-1250、tpeg-2400和tpeg-4000中的一种或多种，更优选为tpeg-1250；和/或
所述二甘醇马来酸酐单酯类单体为二甘醇马来酸酐单酯；和/或
所述甲基烯丙基磺酸钠类单体选自烯丙基磺酸钠和甲基烯丙基磺酸钠中的一种或多种；和/或
所述丙烯酸类单体选自甲基丙烯酸和/或丙烯酸；和/或
所述引发剂选自过硫酸钾、过氧化氢和过硫酸钠中的一种或多种；和/或
所述还原剂选自抗坏血酸、亚硫酸氢钠和过硫酸铵中的一种或多种；和/或
所述链转移剂选自β-巯基丙酸、3-巯基乙酸和3-巯基丙酸中的一种或多种；和/或
所述ph调节剂选自氢氧化钠溶液；优选为质量浓度为25％～35％的氢氧化钠溶液。
第三方面，本发明提出了一种降粘减水剂，所述降粘减水剂由所述的组合物制备得到。
第四方面，本发明提出了所述的降粘减水剂的制备方法，包括以下步骤：
s101：将聚醚大单体、甲基烯丙基磺酸钠类单体、0.33倍～0.5倍的所述去离子水和引发剂混合至基本均匀，得到第一混合物；
s102：将还原剂、链转移剂和0.33倍～0.5倍的所述去离子水混合至基本均匀，得到第二混合物；
s103：将二甘醇马来酸酐单酯类单体、丙烯酸类单体和剩余的所述去离子水混合至基本均匀，得到第三混合物；
s104：将所述第二混合物和所述第三混合物滴加至所述第一混合物中，滴加完成后进行反应，再加入ph调节剂，得到降粘减水剂。
作为本发明的具体实施方式，在所述步骤s104中，所述第二混合物的滴加时间为3.3h～3.8h；和/或，所述第三混合物的滴加时间为2.8h～3.2h。
作为本发明的具体实施方式，在所述步骤s104中，反应时间为1.5h～2.5h；和/或，反应温度为30℃～40℃。
作为本发明的具体实施方式，在所述步骤s101中，混合温度为30℃～40℃。
作为本发明的具体实施方式，加入ph调节剂调节溶液的ph值为6.0～7.0。
第五方面，本发明提出了一种混凝土，所述混凝土中包括所述的降粘减水剂，所述降粘减水剂的质量含量为所述混凝土的0.2％-0.3％。
第六方面，本发明提出了所述的用于制备降粘减水剂的组合物、所述的降粘减水剂、所述的降粘减水剂的制备方法和/或所述混凝土在建筑领域中的应用。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明提供的新型降粘减水剂可以在掺入量较低的情况下，使得混凝土的粘度性能方面明显改善；
(2)本发明合成工艺简单，成本较低；
(3)本发明提供的新型降粘减水剂，应用在混凝土工程中，调节降粘减水剂在水泥颗粒表面水膜层厚度，并起到润滑作用，从而起到降低混凝土粘度，改善混凝土工作性能，解决高标号混凝土粘度大流速慢的问题。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例和附图来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
以下实施例中ph调节溶液采用30％氢氧化钠(naoh)溶液；
聚醚大单体为：异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)；
功能性小单体为：二甘醇马来酸酐单酯、甲基烯丙基磺酸钠及丙烯酸；
引发剂为：过氧化氢溶液；
还原剂为：抗坏血酸(vc)；
链转移剂为：β-巯基丙酸。
实施例1
实施例1合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体为36.69份、二甘醇马来酸酐单酯类单体3.82份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.092份、丙烯酸类单体8.45份、引发剂为0.44份、还原剂为0.257份、链转移剂为0.257份、ph调节液为3.25份及去离子水为46.75份。
实施例1合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将36.69份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.092份、去离子水26.75份以及0.44份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.257份抗坏血酸(vc)、0.257份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将3.82份二甘醇马来酸酐单酯、8.45份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.25份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
实施例2
实施例2合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体为34.08份、二甘醇马来酸酐单酯类单体7.09份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.085份、丙烯酸类单体7.85份、引发剂为0.41份、还原剂为0.24份、链转移剂为0.24份、ph调节液为3.25份及去离子水为46.75份。
实施例2合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将34.08份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.085份、去离子水26.75份以及0.41份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.24份抗坏血酸(vc)、0.24份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将7.09份二甘醇马来酸酐单酯、7.85份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.25份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
实施例3
实施例3合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体为31.83份、二甘醇马来酸酐单酯类单体9.93份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.08份、丙烯酸类单体7.33份、引发剂为0.38份、还原剂为0.22份、链转移剂为0.22份、ph调节液为3.25份及去离子水为46.75份。
实施例3合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将31.83份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.08份、去离子水26.75份以及0.38份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.22份抗坏血酸(vc)、0.22份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将9.93份二甘醇马来酸酐单酯、7.33份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.25份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
实施例4
实施例4合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体为34.10份、二甘醇马来酸酐单酯类单体7.09份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.068份、丙烯酸类单体7.86份、引发剂为0.41份、还原剂为0.239份、链转移剂为0.239份、ph调节液为3.25份及去离子水为46.75份。
实施例4合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将34.10份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.068份、去离子水26.75份以及0.41份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.239份抗坏血酸(vc)、0.239份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将7.09份二甘醇马来酸酐单酯、7.86份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.25份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
实施例5
实施例5合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体为34.07份、二甘醇马来酸酐单酯类单体7.08份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.10份、丙烯酸类单体7.85份、引发剂为0.409份、还原剂为0.238份、链转移剂为0.238份、ph调节液为3.25份及去离子水为46.75份。
实施例5合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将34.07份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.10份、去离子水26.75份以及0.409份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.238份抗坏血酸(vc)、0.238份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将7.08份二甘醇马来酸酐单酯、7.85份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.25份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
实施例6
实施例6合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体为35.48份、二甘醇马来酸酐单酯类单体7.38份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.089份、丙烯酸类单体6.13份、引发剂为0.426份、还原剂为0.248份、链转移剂为0.248份、ph调节液为3.00份及去离子水为47.00份。
实施例6合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将35.48份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.089份、去离子水27.00份以及0.426份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.248份抗坏血酸(vc)、0.248份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将7.38份二甘醇马来酸酐单酯、6.13份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.00份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
实施例7
实施例7合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体为32.80份、二甘醇马来酸酐单酯类单体6.82份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.082份、丙烯酸类单体9.45份、引发剂为0.39份、还原剂为0.23份、链转移剂为0.23份、ph调节液为3.50份及去离子水为46.50份。
实施例7合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将32.80份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.082份、去离子水26.50份以及0.39份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.23份抗坏血酸(vc)、0.23份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将6.82份二甘醇马来酸酐单酯、9.45份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.50份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
实施例8
实施例8合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体为34.13份、二甘醇马来酸酐单酯类单体7.10份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.085份、丙烯酸类单体7.86份、引发剂为0.41份、还原剂为0.24份、链转移剂为0.17份、ph调节液为3.25份及去离子水为46.75份。
实施例8合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将34.13份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.085份、去离子水26.75份以及0.41份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.24份抗坏血酸(vc)、0.17份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将7.10份二甘醇马来酸酐单酯、7.86份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.25份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
实施例9
实施例9合成新型降粘减水剂的主要成分为：按重量份计，聚醚大单体34.04份、二甘醇马来酸酐单酯类单体7.08份、甲基烯丙基磺酸钠类单体0.085份、丙烯酸类单体7.84份、引发剂为0.408份、还原剂为0.24份、链转移剂为0.31份、ph调节液为3.25份及去离子水为46.75份。
实施例9合成新型降粘减水剂的制备方法
(1)将34.04份异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)、甲基烯丙基磺酸钠0.085份、去离子水26.75份以及0.408份过氧化氢置于反应烧瓶a中，加热至30℃-40℃溶解，混合均匀即得到聚合物i。
(2)常温条件下，将0.24份抗坏血酸(vc)、0.31份β-巯基丙酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶b中，混合均匀即得到混合物ii。
(3)常温条件下，将7.08份二甘醇马来酸酐单酯、7.84份丙烯酸以及去离子水10.00份置于反应烧瓶c中，混合均匀即得到混合物iii。
(4)保持温度在30℃-40℃，将反应烧瓶b和反应烧瓶c中的混合物ii和混合物iii分别在3.5h和3.0h的时间内均匀滴加至装有聚合物i的烧瓶a中，滴加结束后继续保温2h，加入3.25份ph调节液即得到目标降粘减水剂。
将实施例1-实施例9的新型降粘减水剂补一定量的水制得固含量约为40％的混合液，应用于混凝土水泥基材料(混凝土基料的型号采用c60高强混凝土)，其掺量为胶凝材料的0.25％。
参照国家标准gb/t8077-2012和gb8076-2008对实施例1-实施例9的新型降粘减水剂的水泥净浆进行流动度测试，测试数据如下：
表1不同合成条件对产品性能的影响
由编号1中实施例1-实施例3可知，在合成条件中，采用二甘醇马来酸酐单酯与异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)的摩尔比约为0.95～1.05，例如为1.0时(实施例2)合成所需降粘减水剂，当掺入量为0.25％时，通过表1中显示的水泥净浆流动度以及流空时间数据，可以确定实施例2中合成的新型降粘减水剂具有良好的降粘效果。
由编号2中实施例4-实施例5可知，在合成条件中，当甲基烯丙基磺酸钠的掺入量为异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)掺入量的0.25％时，所合成的新型降粘减水剂(实施例2)具有良好的降粘效果，如表1中水泥净浆流动度以及流空时间数据所示。
由编号3中实施例6-实施例7可知，在合成条件中，当丙烯酸掺入量与异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)掺入量的摩尔比约为3.80～4.20，例如为4时，所合成的新型降粘减水剂(实施例2)具有良好的降粘效果，如表1中水泥净浆流动度以及流空时间数据所示。
由编号4中实施例8-实施例9可知，在合成条件中，当β-巯基丙酸掺入量约为异戊烯醇聚氧乙烯醚(tpeg-1250)掺入量的0.65～0.75，例如0.7％时，所合成的新型降粘减水剂(实施例2)具有良好的降粘效果，如表1中水泥净浆流动度以及流空时间数据所示。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。