适用于粉煤灰、矿渣型混凝土的减水剂及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土外加剂，尤其涉及一种适用于粉煤灰、矿渣型混凝土的高性能减水剂及其制备方法。

背景技术：

1、我国有丰富的煤炭资源，目前电力工业的发展是以燃煤的火力发电为主。粉煤灰作为燃煤电厂的副产品，如果利用不好，不仅占地、占水域，且污染环境，给人们生产和生活带来不便。随着我国电力工业的发展，粉煤灰的年排放量逐年增加，如何能变废为宝，一直是社会关注的焦点。

2、混凝土是世界上使用最广泛的材料，由于使用量大，作为混凝土的主要成分的水泥的生产会产生大量的二氧化碳排放。为了减少二氧化碳的排放量，一种解决方案是用补充胶凝材料代替一部分水泥，如粉煤灰。矿物掺和料和外加剂是高性能混凝土不可缺少的组分，但是矿物掺料与水泥之间，掺合料与外加剂之间的相容性，以及如何更好地发挥叠加效应等问题，过去很少研究。此外，它们对混凝土耐久性和其它性能的影响目前还没有统一评定标准，所以在这些方面都需要系统的研究，还是有很大的潜力可以探究的。

3、本领域仍然需求适用于高掺量粉煤灰的混凝土以及用于该混凝土的外加剂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于粉煤灰、矿渣型混凝土的高性能减水剂及其制备方法，使用该减水剂能够充分利用粉煤灰，改善混凝土性能，节省工程造价、降少环境污染。

2、本申请涉及一种聚醚减水剂，其是第一聚醚单体、小分子不饱和单体和任选的第二聚醚单体的共聚物，

3、其中，所述第一聚醚单体是有7-12个碳原子的不饱和醇或不饱和醚的烷氧基化物；

4、所述第二聚醚单体是含有4-6个碳原子的不饱和醇或醚的烷氧基化物；

5、所述小分子不饱和单体为含有烯键式不饱和键的分子量为70-300的化合物。

6、在一种实施方式中，所述第一聚醚单体的重均分子量为1500～5000，第二聚醚单体的重均分子量为1500～5000，所述聚醚减水剂的重均分子量为10000～80000。

7、在一种实施方式中，源自第一聚醚单体的结构单元：源自小分子不饱和单体的结构单元：源自第二聚醚单体的结构单元的摩尔比之比为1.3-3.2：10-25：1。

8、在一种实施方式中，所述小分子不饱和单体选自丙烯酸及其盐或酯、甲基丙烯酸及其盐或酯、马来酸酐、烯丙基磺酸及其盐或酯和甲基烯丙基磺酸及其盐或酯中的一种或多种。

9、在一种实施方式中，所述第二聚醚单体选自异戊烯基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚中的一种或多种。

10、本申请还涉及制备该聚醚减水剂的方法，包括：

11、使第一聚醚单体、小分子不饱和单体和任选的第二聚醚单体在引发剂和链转移剂存在下进行共聚，得到所述聚醚减水剂；

12、所述第一聚醚单体是有7-12个碳原子的不饱和醇或不饱和醚的烷氧基化物；

13、所述第二聚醚单体是含有4-6个碳原子的不饱和醇或醚的烷氧基化物；

14、所述小分子不饱和单体为含有烯键式不饱和键的分子量为70-300的化合物。

15、在一种实施方式中，共聚反应的温度为20～60℃，优选30～50℃；时间为2-4小时。

16、在一种实施方式中，第一聚醚单体：小分子不饱和单体：第二聚醚单体的质量之比为1-4：0.2-0.3：1。

17、在一种实施方式中，引发剂为过氧化氢、吊白块、维生素c、硫酸亚铁、过硫酸铵、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种；所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、次磷酸钠、次亚磷酸钠、磷酸铝钠中的一种或多种。

18、本申请还涉及一种混凝土，其包括本申请的聚醚减水剂。

19、在一种实施方式中，所述混凝土包括以重量份计的以下组分

20、

21、所述混凝土还包括用量为水泥重量份的1.5～2.5‰的所述聚醚减水剂和用量为水泥重量份的0.15～0.25‰的粉煤灰活性激发剂；

22、其中，所述聚醚减水剂与所述粉煤灰活性激发剂的质量比为4～10：1。

23、在一种实施方式中，所述粉煤灰活性激发剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、二乙胺和三乙胺中的一种或多种。

24、本申请的高性能聚醚减水剂特别是适合于应用于高掺量粉煤灰型混凝土建筑结构、桥梁工程等，一方面节约水泥、节省能源，减少水泥生产中大量的二氧化碳排放，具有一定的经济效益，另一方面能减少粉煤灰对环境污染、少占耕地，具有良好的社会效益。该聚醚减水剂可将所需的单体按照自由基无规共聚方式即可合成，制备方法简单、可操作性强、能耗低、价格低廉，且制得的高性能减水剂性能稳定，对粉煤灰、水泥适应性强，且对环境无污染。

技术特征：

1.一种聚醚减水剂，其是第一聚醚单体、小分子不饱和单体和任选的第二聚醚单体的共聚物，

2.根据权利要求1所述的聚醚减水剂，其中，所述第一聚醚单体的重均分子量为1500～5000，第二聚醚单体的重均分子量为1500～5000，所述聚醚减水剂的重均分子量为10000～80000。

3.根据权利要求1所述的聚醚减水剂，其中，源自第一聚醚单体的结构单元：源自小分子不饱和单体的结构单元：源自第二聚醚单体的结构单元的摩尔比之比为1.3-3.2：10-25：1。

4.根据权利要求1所述的聚醚减水剂，其中，所述小分子不饱和单体选自丙烯酸及其盐或酯、甲基丙烯酸及其盐或酯、马来酸酐、烯丙基磺酸及其盐或酯和甲基烯丙基磺酸及其盐或酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的聚醚减水剂，其中，所述第二聚醚单体选自异戊烯基聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚和乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚中的一种或多种。

6.制备权利要求1-5中任一项所述的聚醚减水剂的方法，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中，共聚反应的温度为20～60℃，优选30～50℃；时间为2-4小时。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，第一聚醚单体：小分子不饱和单体：第二聚醚单体的质量之比为1-4：0.2-0.3：1。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，引发剂为过氧化氢、吊白块、维生素c、硫酸亚铁、过硫酸铵、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的一种或多种；所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、次磷酸钠、次亚磷酸钠、磷酸铝钠中的一种或多种。

10.一种混凝土，其特征在于，该混凝土包括权利要求1～5中任意一项所述的聚醚减水剂。

11.根据权利要求10所述的混凝土，其中，所述混凝土包括以重量份计的以下组分：

12.根据权利要求11所述的混凝土，其中，所述粉煤灰活性激发剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、二乙胺和三乙胺中的一种或多种。

技术总结
本申请涉及适用于粉煤灰、矿渣型混凝土的减水剂及其制备方法，该聚醚减水剂是第一聚醚单体、小分子不饱和单体和任选的第二聚醚单体的共聚物，其中，所述第一聚醚单体是有7‑12个碳原子的不饱和醇或不饱和醚的烷氧基化物；所述第二聚醚单体是含有4‑6个碳原子的不饱和醇或醚的烷氧基化物；所述小分子不饱和单体为含有烯键式不饱和键的分子量为70‑300的化合物。本申请的高性能聚醚减水剂特别是适合于应用于高掺量粉煤灰型混凝土建筑结构、桥梁工程等，一方面节约水泥、节省能源，减少水泥生产中大量的二氧化碳排放，具有一定的经济效益，另一方面能减少粉煤灰对环境污染、少占耕地，具有良好的社会效益。

技术研发人员：朱宗将,刘晓杰,枚田健
受保护的技术使用者：辽宁奥克化学股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13