一种混凝土水化调节剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于混凝土建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土水化调节剂的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 众所周知，化学外加剂是混凝土材料实现革命性变化的关键材料。其对混凝土性 能的提升以及对于建筑业可持续发展的促进作用已经得到了人们的广泛认可。随着混凝土 水化调节技术的革新，使流动混凝土在预制构件中的应用成为可能，从而进一步促进了预 制构件的应用和发展。目前，世界上发达国家混凝土工程中预制构件的比例已占到35%~ 50 %。我国预制混凝土行业兴起于20世纪50年代中期，为国民经济建设做出过重要贡献。 [0003] 混凝土外加剂不断的更新换代，使得寒冷地区的混凝土施工成为可能。目前我国 正处于经济高速发展时期，全国各地都在大范围进行基础设施建设，而处于寒冷地区的北 方，虽然每年有长达3~6个月的寒冷季节，但鉴于建筑工期的要求，不得不在冬季进行混 凝土工程的施工。因此，如何控制冬季混凝土施工的质量一直是困扰建筑界的难题。负温环 境会阻碍或延迟混凝土水化进程，特别是由于过低的温度经常造成混凝土现浇构件的早期 冻害，极大的降低了工程的安全性和耐久性，加长了施工周期，增加了资金和管理成本，从 而造成了资金周转率的降低和施工费用的大幅增加。据资料分析，混凝土工程有大部分的 工程质量事故都发生在冬季。混凝土水化调节剂可以在负温环境下加快混凝土水化进程， 减少过低的温度引起的混凝土现浇构件的早期冻害，提高工程的安全性和耐久性。
[0004]由于条件的限制，在相当长的时期内，我国混凝土外加剂发展比较缓慢，进入90 年代后，我国混凝土外加剂无论品种、质量以及应用技术水平都有了显著提高和发展，与先 进国家的差距逐渐缩小，某些方面甚至接近或达到国际先进水平。目前国内的混凝土水化 调节剂主要还是早强组分与减水剂的复配，复配型混凝土水化调节剂在应用中存在许多问 题，有的早强剂中含有氯盐，含氯的外加剂禁止用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构工程， 而且虽然复配型水化调节剂可以提高混凝土的早期强度，但也降低其28d强度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种混凝土水化调节剂的制备方法。
[0006] 本发明的具体技术方案如下：
[0007] -种混凝土水化调节剂的制备方法，包括如下步骤：
[0008] (1)酰化反应：将二元酸、二元胺、不饱和酸和催化剂投入反应釜中，于70~130°C 下恒温反应2~5小时，得到不饱和聚酰胺单体；其中上述二元酸、二元胺、不饱和酸的摩尔 比为（10~50) : (10~50) : (5~10)，催化剂的用量为二元酸、二元胺和不饱和酸总质量 的 0· 5 ~2. 5% ;
[0009] (2)共聚反应：将数均分子量为2000~4000的不饱和聚醚、步骤（1)所制得的 不饱和聚酰胺单体和与水一起加入到反应釜中，升温至50~70°C，然后分别于3~4小时 内滴加引发剂、链转移剂、不饱和酸的水溶液，滴加结束后保温I. 5~4小时，得到浓度为 35~45%的反应产物；其中上述不饱和聚酰胺单体与不饱和聚醚的质量之比为（0. 04~ 0. 08) :1，不饱和酸为不饱和聚醚质量的5~15%，引发剂的用量为不饱和聚醚质量的 1. 5~5. 5%，链转移剂的用量为不饱和聚醚质量的0. 5~1. 5% ;
[0010] (3)中和：将步骤⑵的反应产物降温至38~43°C，用碱性物质调整pH至6. 0~ 7. 0,得到褐色或红棕色澄清溶液，即为所述混凝土水化调节剂。
[0011] 在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1)中的二元酸为乙二酸、丙二酸或 丁二酸。
[0012] 在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1)中的二元胺为乙二胺，丙二胺或 己二胺。
[0013] 在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1)中的不饱和酸为丙烯酸或甲基丙 烯酸。
[0014] 在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1)中的催化剂为浓硫酸、浓磷酸、对 甲苯磺酸或氨基磺酸。
[0015] 在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（2)中的引发剂为过硫酸铵、过硫酸 钾、双氧水或偶氮二异丁眯盐酸钠。
[0016] 在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（2)中的链转移剂为巯基乙酸、异丙 醇、甲酸钠、3~巯基丙酸异辛酯、十二烷基硫醇或3~巯基丙酸。
[0017] 在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（3)中的碱性物质为氢氧化钠、氢氧 化钙、氢氧化钾、氧化钙、氨水、乙醇胺中的至少一种。
[0018] 本发明的有益效果是：
[0019] 1、本发明的制备方法采用的是两步法，工艺简单，条件容易控制，性能稳定，生产 中不含污染环境的有机溶剂，是一种绿色环保的水溶性高分子，易于工业化生产。
[0020] 2、本发明的制备方法应用分子结构的设计，主要是通过引入多个单元进行共聚反 应，并通过酰化反应过程在聚羧酸分子结构中引入酰胺基，实现了水泥基材料凝结时间、水 化热等关键参数的可控制性，进而在引发剂的作用下将自制不饱和聚酰胺单体与其它不饱 和单体共聚，完成构建功能型混凝土水化调节剂，所制备的混凝土水化调节剂可根据具体 工程对混凝土凝结时间的要求，通过控制水化调节剂分子链中聚酰胺的侧链长度，实现对 混凝土水化过程的控制，在满足快凝的同时不影响新拌混凝土的工作性能，可用于需要缩 短凝结时间的预制构件混凝土及寒冷地区混凝土。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明实施例4的水化热测试结果图。
【具体实施方式】
[0022] 以下通过【具体实施方式】对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0023] 实施例1
[0024] (1)酰化反应：将90g乙二酸、60g乙二胺、7. 2g丙烯酸和2. 5g浓硫酸加入四口烧 瓶内，开动搅拌装置，于75°C下恒温3小时，得到不饱和聚酰胺单体。
[0025] (2)共聚反应：称取上述不饱和聚酰胺单体5g、和分子量为3000的不饱和聚醚 150g，随200g水一起加入到四口烧瓶中，恒温至55°C。分别滴加过硫酸铵水溶液（I. 2g过 硫酸铵+20g水）、巯基乙酸水溶液（I. 15g巯基乙酸+20g水），丙烯酸水溶液（18g丙烯酸 +20g水），滴加时间为4小时，滴加结束后保温1. 5小时。
[0026] (3)中和：降温至40°C，用氢氧化钠调整pH值在6.0~7.0的范围内，得到浓度约 为40%褐色或红棕色澄清溶液，即为所述混凝土水化调节剂。
[0027] 实施例2
[0028] (1)酰化反应：将156g丙二酸、Illg丙二胺、7. 2g丙烯酸和3g浓磷酸加入四口烧 瓶内，开动搅拌装置，于80°C下恒温5小时，得到不饱和聚酰胺单体。
[0029] (2)共聚反应：称取上述不饱和聚酰胺单体10g、和分子量为4000的不饱和聚 醚150g，随200g水一起加入到四口烧瓶中，恒温至60°C。分别滴加过加双氧水的水溶液 (0. 75g双氧水+25g水）、十二烷基硫醇的水溶液（I. 05g十二烷基硫醇+25g水），甲基丙烯 酸水溶液（20g甲基丙烯酸+20g水），滴加时间为4小时，滴加结束后保温1. 5小时。
[0030] (3)中和：降温至40°C，用氨水调整pH值在6.0~7.0的范围内，得到浓度约为 40%褐色或红棕色澄清溶液，即为所述混凝土水化调节剂。
[0031] 实施例3
[0032] (1)酰化反应：将180g乙二酸、232g己二胺、7. 2g丙烯酸和3g氨基磺酸加入四口 烧瓶内，开动搅拌装置，于l〇〇°C下恒温4小时，得到不饱和聚酰