[發明專利]一種用于超高性能混凝土的降粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010590565.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111825367B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 高育欣;劉明;張磊;楊文;王軍;葉子
• 申請（專利權）人: 中建西部建設建材科學研究院有限公司
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明公開了一種用于超高性能混凝土的降粘劑，以鄰苯二甲酸酐、多元醇聚合物、磷酸化試劑為原料，催化劑反應制成；多元醇聚合物是聚乙二醇或聚丙二醇；磷酸化試劑為磷酸、五氧化二磷、多聚磷酸、磷酸鈉中的一種；鄰苯二甲酸酐、多元醇聚合物、磷酸化試劑的摩爾比為1:(1.1～1.5)：(1.1～1.7)。降粘劑的制備方法是：步驟1，在四口燒瓶中加入多元醇聚合物，控制溫度30℃～40℃，攪拌，加入鄰苯二甲酸酐，再加入催化劑，攪拌反應1～2小時；步驟2，向步驟1中加入磷酸化試劑水溶液，控制溫度50℃～60℃，攪拌反應2～3小時，冷卻至室溫，得到降粘劑。該降粘劑應用在水膠比為0.12～0.2的超高性能混凝土中，能顯著降低混凝土粘度，改善混凝土工作性。

技術領域

本發明涉及混凝土外加劑技術領域，特別是一種用于超高性能混凝土降粘劑及其制備方法。

背景技術

超高性能混凝土具有強度高、負荷能力大，節省資源、耐久性優異等特點。能滿足建筑工程輕量化、高層化、大跨度和耐久性需求，是混凝土科技發展的重要方向之一。超高性能混凝土在組成上的特點之一是超低水膠比(0.20以下)。隨著水膠比降低，混凝土拌合物粘度增大，引發不易攪拌、泵送困難等施工問題，很大程度上限制了其應用。如何降低混凝土粘度成為超高性能混凝土發展的關鍵問題。

目前降低混凝土粘度的主要方法有混凝土配合比設計、原料組成優化、降粘型外加劑的開發。其中降粘型外加劑摻量低，使用方法簡單，國內外均有大量研究和應用。如日本觸媒公司在專利CN100402457C中公開一種多羧酸聚合物作為混凝土降粘劑，該外加劑在降低混凝土粘度的同時還具有坍落度保持性能；D.Hamada等開發研究出的一種多支鏈結構的新型聚合物(NHBP型)，通過引入兩個親陰離子作用單體，提高流變性能，降低粘度；王毅等人用馬來酸酐(MAH)，乙二醇單丁醚基丙烯酸-聚乙二醇單甲醚酯大單體(MPEGnMA)按照自由基共聚合的方法合成了成低收縮、降粘型聚羧酸系減水劑；仲以林等人在聚羧酸分子主鏈引入含憎水基團的甲基丙烯酸甲酯、烷基酚聚氧乙烯醚來調節分子結構的親水親油性，合成了具有降粘效果的聚羧酸減水劑。

然而他們的研究成果都適用于高中水膠比體系，對于低水膠比體系的研究(水膠比小于 0.28)僅有少量專利報道。專利ZL201810601948提到一種馬來酸聚乙二醇酯與不飽和酸聚合得到降粘劑，該降粘劑可應用在0.28水膠比的混凝土中。專利ZL201410770317.3中提到利用金屬鹽的顆粒特性增強超低水膠比體系分散性能并降低漿體粘度，該專利中報道的應用例采用的混凝土水膠比為0.27。專利ZL201610331188.7中公開了一種以4-羥丁基乙烯基醚、不飽和酰胺以及不飽和磷酸酯為原料聚合而成短側鏈降粘劑，該降粘劑與聚羧酸減水劑適應性良好，在較低摻量下即可降低混凝土粘度，且能改善混凝土和易性。該專利在應用例提到此降粘劑可應用在水膠比0.23的混凝土中，在更低的水膠比體系中是否能夠應用未見報道。專利ZL201710887711.9中公開了一種以超細顆粒配置的高強混凝土降粘劑，該降粘劑可應用在最低0.21水膠比的混凝土中，降粘效果明顯。以上報道的降粘劑的應用范圍均是水膠比為 0.2-0.28之間，對于0.2及0.2以下的超低水膠比體系鮮見報道，而超高性能混凝土在配合比設計中，為了提高混凝土強度和耐久性，水膠比大部分均在0.2以下，因此，有必要研發一種適用于超高性能混凝土的降粘劑。

發明內容

本發明的目的是針對現有降粘劑難以適用于水膠比0.2及0.2以下的超高性能混凝土中缺陷，提供一種用于超高性能混凝土的降粘劑及其制備方法。該降粘劑可以超高性能混凝土中硅灰等超細粉料作為吸附載體，在低摻量下提升硅灰等摻合料的顆粒尺寸效應，增強其對水泥顆粒的分散能力，提升漿體中自由水的含量，從而降低粘度。

本發明提供的超高性能混凝土的降粘劑，由鄰苯二甲酸酐、多元醇聚合物、磷酸化試劑為原料，在催化劑作用下，通過酯化反應合成。