CN112408850A - 一种环保混凝土缓凝剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：3‑三羟甲基甲胺‑2‑羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物8‑12份、N‑三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物15‑20份、氟硅酸铜0.5‑1.5份、海藻酸钠1‑3份、水30‑40份。本发明还公开了所述环保混凝土缓凝剂的制备方法。本发明公开的环保混凝土缓凝剂综合性能佳，掺量低，缓凝效果显著，对混凝土综合性能负面影响小，性能稳定性好，使用安全环保。

Description

一种环保混凝土缓凝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土添加剂技术领域，尤其涉及一种环保混凝土缓凝剂及其制备方法。
背景技术
随着国家大规模基础设施建设步伐的加快，混凝土材料行业得到了飞跃式发展，对混凝土的综合性能提出了更高的要求，势必导致更高性能混凝土外加剂的发展。缓凝剂是一种常用的混凝土外加剂，能够延缓水泥的凝结硬化，推迟水化温峰出现的时间，降低水化温峰值，防止大体积混凝土出现温度裂缝；进一步通过调整高效减水剂与水泥的适应性，减少混凝土拌合物坍落度损失，使新拌混凝土较长时间保持塑性，从而便于混凝土的运输和浇灌成型。
目前混凝土缓凝剂种类繁多，按照其组分物质种类分类主要包括无机类缓凝剂和有机类缓凝剂。然而，现有技术中的无机类缓凝剂掺量大，且随着掺量增加对混凝土凝结时间影响不大，却大幅降低混凝土强度；有机类缓凝剂掺量小，凝结时间长，但其掺量范围小，随掺量变化凝结时间波动大，当掺量超过一定值后，混凝土会出现异常凝结、强度下降等问题。除此之外，市面上的混凝土缓凝剂缓凝效果均不理想，或多或少存在与其他外加剂的相容性不好、难以保证拌和均匀，成本较高，在制备过程中会使用硝酸，由于硝酸的使用，会产生NO2，对空气造成污染的缺陷。
申请公布号为CN 1410382A的中国发明专利提供了一种能大幅度延长水泥稳定类路面基层材料延迟成型时间的超缓凝剂及其应用方法。该超缓凝剂由重量90％～95％的蔗糖和重量5％～10％的选自木质素、木钙、单糖和糖钙中任一种物质或者它们中多种混合物组成。上述缓凝剂虽然可使水泥稳定类路面基层的混合料的成型时间延长到6h以上，但用于混凝土时缓凝时间相对较短。另外，掺量过大会降低基层的强度。
因此，开发一种综合性能佳，掺量低，缓凝效果显著，对混凝土综合性能负面影响小，性能稳定性好，使用安全环保的环保混凝土缓凝剂符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进混凝土外加剂行业的发展具有非常重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保混凝土缓凝剂，该缓凝剂综合性能佳，掺量低，缓凝效果显著，对混凝土综合性能负面影响小，性能稳定性好，使用安全环保。同时，本发明还提供了一种所述环保混凝土缓凝剂的制备方法，该制备方法对设备依赖性低，制备成本低廉，制备效率高，操作控制方便，适合连续规模化生产。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物8-12份、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物15-20份、氟硅酸铜0.5-1.5份、海藻酸钠1-3份、水30-40份。
优选的，所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在丙酮中沉出，最后将沉出的聚合物置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物。
优选的，所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.5:0.2:2:(0.02-0.03):(10-20)。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
优选的，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
优选的，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的，所述3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将膦酸端基超支化树枝聚合物加入到N-甲基吡咯烷酮中，再向其中加入环氧氯丙烷，在40-60℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，得到中间产物；
步骤D2、将经过步骤D1制成的中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸加入到四氢呋喃中，在70-80℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去四氢呋喃，将产物加入水中，置于透析袋内在水中透析10-15小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物。
优选的，步骤D1中所述膦酸端基超支化树枝聚合物、N-甲基吡咯烷酮、环氧氯丙烷的质量比1:(3-5):(0.2-0.4)。
优选的，步骤D2中所述中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸、四氢呋喃的质量比为1:(0.3-0.5):(5-8)。
进一步的，所述膦酸端基超支化树枝聚合物分子链上含有叔氨基，制备方法为现有技术，参见申请号为201610110888.3的中国发明专利实施例1。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述环保混凝土缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀，后加入氢氧化钠，调节PH至6.5-7.5，即得环保混凝土缓凝剂成品。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种环保混凝土缓凝剂的制备方法，直接将各组分混合均匀后调节PH即可，无需专用设备和仪器，对设备依赖性低，制备成本低廉，制备效率高，操作控制方便，适合连续规模化生产。
(2)本发明提供的一种环保混凝土缓凝剂，克服了现有技术中的无机类缓凝剂掺量大，且随着掺量增加对混凝土凝结时间影响不大，却大幅降低混凝土强度；有机类缓凝剂掺量小，凝结时间长，但其掺量范围小，随掺量变化凝结时间波动大，当掺量超过一定值后，混凝土会出现异常凝结、强度下降等问题的缺陷，也克服了市面上的混凝土缓凝剂缓凝效果均不理想，或多或少存在与其他外加剂的相容性不好、难以保证拌和均匀，成本较高，在制备过程中会使用硝酸，由于硝酸的使用，会产生NO2，对空气造成污染的缺陷，各组分协同作用，使得制成的环保混凝土缓凝剂综合性能佳，掺量低，缓凝效果显著，对混凝土综合性能负面影响小，性能稳定性好，使用安全环保。
(3)本发明提供的一种环保混凝土缓凝剂，添加3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物，在水泥水化过程中吸附在固体颗粒表面，起到水化屏障作用阻碍水泥的正常水化，导致水泥混凝土凝结时间延长；超支化结构的引入，改善了吸附能力，避免了促凝、假凝现象的发生，并且具有一定的稳定强度效果。引入的磺酸基和膦酸基，协同作用，能有效减水、缓凝、早强；引入亲水性多羟基结构，与膦酸基、磺酸基一起，通过吸附在混凝土表面，降低混凝土中毛细孔的连通性，使混凝土中的水分迁移率降低，起到保水作用；在水泥水化过程中融合形成薄膜网状结构，桥接在水泥石和集料之间，降低水泥的水化热，且易与混凝土中的钙离子形成稳定的螯合物，延缓混凝土的凝结时间，起到缓凝作用；同时还能抑制混凝土界面区的微裂纹，显著提高混凝土的后期强度，起到增强作用。
(4)本发明提供的一种环保混凝土缓凝剂，N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的添加，在电子效应、位阻效应的作用下，可与混凝土中的钙离子形成稳定的螯合物，进而延长碱性的混凝土的凝结时间，达到缓凝效果；同时，其可提高水泥在基料表面的包覆力，减少表面水分的蒸发，减少水泥表面因水分蒸发造成的贯通孔数量，延长水泥水化诱导期达到延缓水泥水化时间，起到缓凝和增强的作用。
(5)本发明提供的一种环保混凝土缓凝剂，引入氟硅酸铜，在混凝土中电离得到的氟硅酸根离子易与水化水泥中的钙离子生产络合物，降低了水泥水化诱导期的钙离子浓度，阻止了氢氧化钙和钙盐晶体的生成、析出，而延缓水泥水化的进程，同时，铜离子、海藻酸钠对水泥水化进程也具有缓凝抑制作用。该发明技术方案结合了多种缓凝原理，协同作用，整体上能有效改善缓凝效果，且对混凝土综合性能也具有改善作用。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明实施例原料均为商业购买；所述膦酸端基超支化树枝聚合物分子链上含有叔氨基，制备方法为现有技术，参见申请号为201610110888.3的中国发明专利实施例1。
实施例1
一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物8份、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物15份、氟硅酸铜0.5份、海藻酸钠1份、水30份。
所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气氛围，65℃下搅拌反应3小时，后在丙酮中沉出，最后将沉出的聚合物置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重，得到N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.5:0.2:2:0.02:10；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜。
所述3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将膦酸端基超支化树枝聚合物加入到N-甲基吡咯烷酮中，再向其中加入环氧氯丙烷，在40℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，得到中间产物；
步骤D2、将经过步骤D1制成的中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸加入到四氢呋喃中，在70℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去四氢呋喃，将产物加入水中，置于透析袋内在水中透析10小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物。
步骤D1中所述膦酸端基超支化树枝聚合物、N-甲基吡咯烷酮、环氧氯丙烷的质量比1:3:0.2。
步骤D2中所述中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸、四氢呋喃的质量比为1:0.3:5。
一种所述环保混凝土缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀，后加入氢氧化钠，调节PH至6.5，即得环保混凝土缓凝剂成品。
实施例2
一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物9份、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物16份、氟硅酸铜0.7份、海藻酸钠1.5份、水33份。
所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，67℃下搅拌反应3.5小时，后在丙酮中沉出，最后将沉出的聚合物置于真空干燥箱83℃下干燥至恒重，得到N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.5:0.2:2:0.023:12；所述引发剂为偶氮二异庚腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气。
所述3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将膦酸端基超支化树枝聚合物加入到N-甲基吡咯烷酮中，再向其中加入环氧氯丙烷，在45℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，得到中间产物；
步骤D2、将经过步骤D1制成的中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸加入到四氢呋喃中，在72℃下搅拌反应6.5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，将产物加入水中，置于透析袋内在水中透析11小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物。
步骤D1中所述膦酸端基超支化树枝聚合物、N-甲基吡咯烷酮、环氧氯丙烷的质量比1:3.5:0.25。
步骤D2中所述中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸、四氢呋喃的质量比为1:0.35:6。
一种所述环保混凝土缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀，后加入氢氧化钠，调节PH至6.7，即得环保混凝土缓凝剂成品。
实施例3
一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物10份、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物17份、氟硅酸铜1份、海藻酸钠2份、水35份。
所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，70℃下搅拌反应4小时，后在丙酮中沉出，最后将沉出的聚合物置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.5:0.2:2:0.025:15；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺；所述惰性气体为氖气。
所述3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将膦酸端基超支化树枝聚合物加入到N-甲基吡咯烷酮中，再向其中加入环氧氯丙烷，在50℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，得到中间产物；
步骤D2、将经过步骤D1制成的中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸加入到四氢呋喃中，在75℃下搅拌反应7小时，后旋蒸除去四氢呋喃，将产物加入水中，置于透析袋内在水中透析13小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物。
步骤D1中所述膦酸端基超支化树枝聚合物、N-甲基吡咯烷酮、环氧氯丙烷的质量比1:4:0.3。
步骤D2中所述中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸、四氢呋喃的质量比为1:0.4:6.5。
一种所述环保混凝土缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀，后加入氢氧化钠，调节PH至7，即得环保混凝土缓凝剂成品。
实施例4
一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物11份、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物19份、氟硅酸铜1.3份、海藻酸钠2.5份、水38份。
所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，73℃下搅拌反应4.5小时，后在丙酮中沉出，最后将沉出的聚合物置于真空干燥箱88℃下干燥至恒重，得到N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.5:0.2:2:0.028:18；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比3:5混合而成；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:3:2:1混合而成；所述惰性气体为氩气。
所述3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将膦酸端基超支化树枝聚合物加入到N-甲基吡咯烷酮中，再向其中加入环氧氯丙烷，在55℃下搅拌反应5.5小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，得到中间产物；
步骤D2、将经过步骤D1制成的中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸加入到四氢呋喃中，在78℃下搅拌反应7.7小时，后旋蒸除去四氢呋喃，将产物加入水中，置于透析袋内在水中透析14小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物。
步骤D1中所述膦酸端基超支化树枝聚合物、N-甲基吡咯烷酮、环氧氯丙烷的质量比1:4.5:0.35。
步骤D2中所述中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸、四氢呋喃的质量比为1:0.45:7.5。
一种所述环保混凝土缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀，后加入氢氧化钠，调节PH至7.3，即得环保混凝土缓凝剂成品。
实施例5
一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物12份、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物20份、氟硅酸铜1.5份、海藻酸钠3份、水40份。
所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气氛围，75℃下搅拌反应5小时，后在丙酮中沉出，最后将沉出的聚合物置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物；所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.5:0.2:2:0.03:20；所述引发剂为偶氮二异庚腈；所述高沸点溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
所述3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将膦酸端基超支化树枝聚合物加入到N-甲基吡咯烷酮中，再向其中加入环氧氯丙烷，在60℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，得到中间产物；
步骤D2、将经过步骤D1制成的中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸加入到四氢呋喃中，在80℃下搅拌反应8小时，后旋蒸除去四氢呋喃，将产物加入水中，置于透析袋内在水中透析15小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物。
步骤D1中所述膦酸端基超支化树枝聚合物、N-甲基吡咯烷酮、环氧氯丙烷的质量比1:5:0.4。
步骤D2中所述中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸、四氢呋喃的质量比为1:0.5:8。
一种所述环保混凝土缓凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀，后加入氢氧化钠，调节PH至7.5，即得环保混凝土缓凝剂成品。
对比例1
本例提供一种环保混凝土缓凝剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加氟硅酸铜。
对比例2
本例提供一种环保混凝土缓凝剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加海藻酸钠。
对比例3
本例提供一种环保混凝土缓凝剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是用膦酸端基超支化树枝聚合物代替3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物。
对比例4
本例提供一种环保混凝土缓凝剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备过程中没有添加四羟基二苯乙烯苷。
对比例5
本例提供一种环保混凝土缓凝剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备过程中没有添加咖啡酸。
为了进一步说明本发明实施例涉及的环保混凝土缓凝剂的有益技术效果，对实施例1-5和对比例1-5制备的环保混凝土缓凝剂掺入普通混凝土中进行性能测试，测试结果见表1，测试方法如下，按以下条件配制混凝土：水泥、粉煤灰、矿粉、干砂、石、水、缓凝剂的质量比为8:4:4:32:42:5:0.1，初凝时间和终凝时间按照G B/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行；混凝土抗压强度按照G B/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。
表1
测试项目 初凝时间差 终凝时间差 3天抗压强度(MPa) 28天抗压强度(MPa)
实施例1 8:12 9:34 18.5 47.4
实施例2 8:20 9:37 18.7 47.8
实施例3 8:33 9:45 18.9 48.1
实施例4 8:39 9:52 19.4 48.4
实施例5 8:51 9:64 19.9 48.6
对比例1 7:79 8:35 16.3 44.3
对比例2 8:01 8:10 17.7 45.7
对比例3 7:63 8:01 15.8 43.5
对比例4 7:83 8:32 18.0 46.0
对比例5 7:85 8:35 16.0 44.1
从表1可见，本发明实施例公开的环保混凝土缓凝剂，与对比例相比，缓凝效果更好、抗压强度更高，这是各组分协同作用的结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，包括如下重量份计的各组分：3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物8-12份、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物15-20份、氟硅酸铜0.5-1.5份、海藻酸钠1-3份、水30-40份。
2.根据权利要求1所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围，65-75℃下搅拌反应3-5小时，后在丙酮中沉出，最后将沉出的聚合物置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到N-三羟甲基甲基丙烯酰胺/四羟基二苯乙烯苷/咖啡酸共聚物。
3.根据权利要求2所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，所述N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、四羟基二苯乙烯苷、咖啡酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.5:0.2:2:(0.02-0.03):(10-20)。
4.根据权利要求2所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，所述3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将膦酸端基超支化树枝聚合物加入到N-甲基吡咯烷酮中，再向其中加入环氧氯丙烷，在40-60℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，得到中间产物；
步骤D2、将经过步骤D1制成的中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸加入到四氢呋喃中，在70-80℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去四氢呋喃，将产物加入水中，置于透析袋内在水中透析10-15小时，后旋蒸除去透析袋内的水，得到3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸改性膦酸端基超支化树枝聚合物。
7.根据权利要求6所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，步骤D1中所述膦酸端基超支化树枝聚合物、N-甲基吡咯烷酮、环氧氯丙烷的质量比1:(3-5):(0.2-0.4)。
8.根据权利要求6所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，步骤D2中所述中间产物、3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸、四氢呋喃的质量比为1:(0.3-0.5):(5-8)。
9.根据权利要求6所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，所述膦酸端基超支化树枝聚合物分子链上含有叔氨基。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种环保混凝土缓凝剂，其特征在于，所述环保混凝土缓凝剂的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀，后加入氢氧化钠，调节PH至6.5-7.5，即得环保混凝土缓凝剂成品。
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