【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚羧酸减水剂领域。更具体地说，本专利技术涉及一种超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂及其制备方法。
技术介绍
1、超高性能混凝土(uhpc)是一种具有超高强度、韧性和耐久性的纤维增强水泥基材料，主要由水泥、硅灰、微珠、石英砂、钢纤维、减水剂和水组成，钢纤维体积掺量通常为1.5-3.5％。由于大量钢纤维的掺入，在含钢纤维的预混料生产、拌合站搅拌生产、混凝土罐车搅拌和钢筋密集结构或大体积结构部位浇筑、振捣与抹面成型等过程中，uhpc内部钢纤维表面镀铜保护层会出现破损，结构表面钢纤维会出现外露、锈蚀，结构内部钢筋与钢纤维摩擦也可能出现损伤；与此同时，uhpc预制构件的运输、吊装以及uhpc结构在长期服役过程中也可能会出现破损、开裂；这不仅会影响uhpc结构的外观质量，而且一旦钢纤维或结构内部钢筋锈蚀形成电荷通道，整个uhpc结构会因锈蚀膨胀应力而崩塌，特别是在海洋工程应用中锈蚀速度会更快。因此，uhpc中钢纤维锈蚀问题一直是众多研究者头疼的问题。对此，若能够提供一种阻锈型聚羧酸减水剂，在保证uhpc工作性和力学性能的同时能有效阻止钢纤维的锈蚀，可有效改善uhpc结构外观质量，保障uhpc结构长期服役的耐久性，进而推动uhpc在海洋工程中的应用与发展。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，所述阻锈型聚羧酸减水剂的制备原料包
3、优选的是，所述甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、所述丙烯酸、所述咪唑类单体、所述不饱和氮杂环单体、所述双氧水、所述抗坏血酸、所述巯基丙酸的摩尔比为1:(4.5-6.5):(0.3-0.6):(0.15-0.35):(0.25-0.4):(0.025-0.04):(0.15-0.3)。
4、优选的是，所述甲基烯丙基聚氧乙烯基醚的分子量为6000-8000。
5、优选的是，所述咪唑类单体为1-乙烯基咪唑、1-烯丙基咪唑、4-咪唑丙烯酸中的一种。
6、优选的是，所述不饱和氮杂环单体通过以下方法制得：
7、在反应釜中加入n,n-二甲基甲酰胺，然后依次加入顺丁烯二酸酐、氮杂环化合物，通氮气并搅拌升温，待温度升至95-105℃，加入4-二甲氨基吡啶作催化剂，搅拌反应3-4h，反应完毕后冷却至室温，即得所述不饱和氮杂环单体。
8、优选的是，所述n,n-二甲基甲酰胺、所述顺丁烯二酸酐、所述氮杂环化合物、所述4-二甲氨基吡啶的摩尔比为0.3:1.05:1:0.02。
9、优选的是，所述氮杂环化合物为2-胺基吡啶、3,4-二甲胺吡啶、4-氨基-2-甲氧基吡啶、3-吡啶甲胺、2-(2-氨乙基)吡啶、2,4-二羟基吡啶、4-羟基-3-硝基吡啶、3-吡啶甲醇、4-(羟甲基)咪唑中的一种。
10、本专利技术还有一个目的是提供一种超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
11、s1、将甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、不饱和氮杂环单体和去离子水加入反应釜中，搅拌混匀得到a溶液；
12、s2、待a溶液温度升至30-40℃时加入双氧水，并分别同时滴加b混合溶液和c混合溶液，滴加2.5-3.5h后保温反应1-2h得到d溶液；其中，所述b混合溶液为丙烯酸、咪唑类单体的去离子水混合溶液，所述c混合溶液为抗坏血酸、巯基丙酸的去离子水混合溶液；
13、s3、在d溶液中加入质量分数30％的液碱，调节ph值为6-7，得到质量分数40％的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂。
14、本专利技术至少包括以下有益效果：
15、(1)聚羧酸减水剂分子具有咪唑侧基、氮杂环侧基和羟基结构，这些基团能取代金属表面的氯离子而与金属原子配位，形成连续的钝化膜，提高钢纤维或钢筋的阻锈性能；同时，咪唑与氮杂环中的氮能在阴极表面结合h+，降低阴极反应速率，抑制钢纤维或钢筋表面电化学反应，增强缓蚀效果；
16、(2)聚羧酸减水剂分子中超长聚醚侧链能发挥更强的空间位阻作用，对超高性能混凝土的分散性能大幅增强，且能与咪唑及氮杂环侧基协同作用，大大提高超高性能混凝土的早期强度；
17、(3)聚羧酸减水剂在大幅提升阻锈性能的同时也保证了超高性能混凝土良好的工作性和优异的力学性能。
18、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述阻锈型聚羧酸减水剂的制备原料包括：甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、丙烯酸、咪唑类单体、不饱和氮杂环单体、双氧水、抗坏血酸、巯基丙酸。
2.如权利要求1所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、所述丙烯酸、所述咪唑类单体、所述不饱和氮杂环单体、所述双氧水、所述抗坏血酸、所述巯基丙酸的摩尔比为1:(4.5-6.5):(0.3-0.6):(0.15-0.35):(0.25-0.4):(0.025-0.04):(0.15-0.3)。
3.如权利要求1所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述甲基烯丙基聚氧乙烯基醚的分子量为6000-8000。
4.如权利要求1所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述咪唑类单体为1-乙烯基咪唑、1-烯丙基咪唑、4-咪唑丙烯酸中的一种。
5.如权利要求1所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述不饱和氮杂环单体通过以下方法制得：
6.如权利要求5所述的超高性能
7.如权利要求5所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述氮杂环化合物为2-胺基吡啶、3,4-二甲胺吡啶、4-氨基-2-甲氧基吡啶、3-吡啶甲胺、2-(2-氨乙基)吡啶、2,4-二羟基吡啶、4-羟基-3-硝基吡啶、3-吡啶甲醇、4-(羟甲基)咪唑中的一种。
8.如权利要求1所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述阻锈型聚羧酸减水剂的制备原料包括：甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、丙烯酸、咪唑类单体、不饱和氮杂环单体、双氧水、抗坏血酸、巯基丙酸。
2.如权利要求1所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述甲基烯丙基聚氧乙烯基醚、所述丙烯酸、所述咪唑类单体、所述不饱和氮杂环单体、所述双氧水、所述抗坏血酸、所述巯基丙酸的摩尔比为1:(4.5-6.5):(0.3-0.6):(0.15-0.35):(0.25-0.4):(0.025-0.04):(0.15-0.3)。
3.如权利要求1所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述甲基烯丙基聚氧乙烯基醚的分子量为6000-8000。
4.如权利要求1所述的超高性能混凝土用阻锈型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述咪唑类单体为1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：房艳伟，高玉军，孙武，王文荣，王全超，石韧，叶舟，杨武，谢迁，
申请(专利权)人：中交二航武汉港湾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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