CN105541161A - 超早强聚羧酸减水剂在制备混凝土预制构件中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土预制构件的制备方法，包括：将混凝土浇筑完成后形成的预制构件初体自然养护至脱模强度后脱模，之后继续自然养护，即得到所述预制构件；所述混凝土包括以下组分：水泥、集料、超早强聚羧酸减水剂和水，所述超早强聚羧酸减水剂为式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的化合物。本发明还公开了由该混凝土预制构件的制备方法制得的混凝土预制构件。本发明所述方法中通过使用本发明所述超早强聚羧酸减水剂，促进了水泥水化，不添加任何活性增强掺合料，并且优化混凝土配合比，最终使得预制构件的拆模时间由普通的30-40h，缩短到12-15h，加速了模具周转周期，提高了经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种超早强聚羧酸减水剂的用途，具体涉及一种超早强聚羧酸减水剂在制备混凝土预制构件中的用途。
背景技术
预制混凝土结构是现代建筑最主要的结构形式之一，具有节约材料和劳动力、提高施工高效、加快施工进度、提高建筑工程的产品质量等优势。从环保和节能的角度讲，应用预制混凝土技术可以减少环境污染，取得较大的经济效益，预制混凝土结构在我国具有较大的发展前景。
预制混凝土结构的建造方法，就是用起重机等施工机械将工厂化生产的预制构件(梁、板、柱等)进行组合安装的一种快速施工技术。其施工分为两个阶段：第一阶段在工厂制作预制构件，第二阶段现场安装。
混凝土预制构件是以混凝土为基本材料预先在工厂制成的建筑构件，包括梁、板、柱及建筑装修配件等，供施工现场装配，是建筑工业化的物质基础。由于构件的标准化和定型化，预制构件比用其它施工方法生产的等效构件节省较多的材料和人工，且产品按既定标准严格检验出厂，质量保证率高。
预制构件的特点：
1、结构性能良好，采用工厂化制作能有效保证结构力学性，离散性小。
2、施工速度快，产品质量好，表面光洁度高，能达到清水混凝土的装饰效果，使结构与建筑统一协调。
3、工厂化生产节能，有利于环保，降低现场施工的噪音。
4、防火性能好。
一般常见的有预制混凝土楼盖板、桥梁用混凝土箱梁、工业厂房用预制混凝土屋架梁、涵洞框构、地基处理用预制混凝土桩等。
混凝土结构分现浇和预制两种，梁、板、管、桩等均有预制和现浇的施工方式。预制件可以工厂化大批生产，利于施工，加快进度。
混凝土预制件要做到外观漂亮，第一控制一下混凝土的配合比，砂率不能少于40％；第二尽量取小的水灰比，因为混凝土中水越少，产生气泡的机会越少；第三使用早强型聚羧酸减水剂，以提高混凝土强度及缩短模具的周转周期，第四是振捣问题，不能欠振但也不能过振，这个要凭经验来观察。
聚羧酸系外加剂与胶凝材料的适应性好，泌水率低，保坍性能优异，构件外观光亮、致密、气泡少、氯离子含量及碱含量低，非常适用于配制耐久性好的高性能高强度混凝土。使用普通高性能聚羧酸减水剂配制的混凝土，凝结时间长，水泥水化慢，强度增长缓慢，导致模具周转周期长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供了一种混凝土预制构件的制备方法，本发明所述方法中通过使用本发明所述超早强聚羧酸减水剂，促进了水泥水化，不添加任何活性增强掺合料，并且优化混凝土配合比，最终使得预制构件的拆模时间由普通的30-40h，缩短到12-15h，加速了模具周转周期，提高了经济效益。
为实现上述目的，所采取的技术方案：一种混凝土预制构件的制备方法，所述方法包括以下步骤：将混凝土浇筑完成后形成的预制构件初体自然养护至脱模强度后脱模，之后继续自然养护，即得到所述混凝土预制构件；
所述混凝土包括以下组分：水泥、集料、超早强聚羧酸减水剂和水，所述超早强聚羧酸减水剂为式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的化合物；
所述式(Ⅰ)所示的化合物的结构式如下：
所述式(Ⅱ)所示的化合物的结构式如下：
其中a均为1～80的整数，b均为1～80的整数，c均为1～50的整数；l均为1～50的整数；
A为R为H或CH3；
B为
C为
N为 R2、R3和R4分别独自为C1-3烷基；X-均为Cl-、Br-或I-；m均为5～200的整数,n均为0～50的整数,z均为1～150的整数。优选地，所述m均为10～180的整数，所述n均为0～40的整数，所述z均为1～100的整数。更优选地，所述m均为12～100的整数，所述n均为0～30的整数，所述z均为1～80的整数。
优选地，所述式(Ⅰ)所示的超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1a)甲氧基羟基PEG中间体的合成
向反应器内加入甲醇，环氧乙烷和环氧乙烷与环氧丙烷的混合物中的一种，1-卤代-2,3-环氧丙烷和催化剂，搅拌，80～150℃下反应2-10h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；其反应式如下：
其中，1-卤代-2,3-环氧丙烷为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷或环氧碘丙烷；
(2a)甲氧基PEG活性大单体的合成
向反应器内加入步骤(1a)中合成的甲氧基羟基PEG中间体、可聚合的羧酸、催化剂和阻聚剂，搅拌，70-170℃下反应3-15h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；其反应式如下：
其中，可聚合的羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐或衣康酸；
(3a)阳离子季铵盐PEG活性大单体的合成
向反应器中加入季铵盐化反应物和阻聚剂，升温至10-80℃，缓慢滴加步骤(2a)中合成的甲氧基PEG活性大单体的季铵盐化反应物溶液，滴加完毕后，于10-80℃条件下，继续保温反应1-10h，即得阳离子季铵盐PEG活性大单体；其反应式如下:
其中，所述季铵盐化合物为N(R2R3R4)，其中R2、R3和R4分别独自为C1‐3烷基。
(4a)式(Ⅰ)所示的超早强聚羧酸减水剂的合成
向反应器中加入去离子水、分子量调节剂、步骤(3a)合成的阳离子季铵盐PEG活性大单体、可聚合的羧酸和聚氧乙烯醚大单体，升温至85-95℃，滴加引发剂的水溶液，，滴加时间为1～10h，滴加完毕后保温，保温时间为1～12h，其后降温至50-45℃下，调节pH为7.0-8.0，即得超早强聚羧酸减水剂；
其中，所述可聚合的羧酸为甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸或马来酸酐；所述聚氧乙烯醚大单体为APEG、HPEG、VPEG或TPEG。
优选地，所述步骤(1a)中甲醇，环氧乙烷和环氧乙烷与环氧丙烷的混合物中的一种和1-卤代-2,3-环氧丙烷的摩尔比为甲醇：环氧乙烷和环氧乙烷与环氧丙烷的混合物中的一种：1-卤代-2,3-环氧丙烷＝1:5～250:1～150；所述步骤(2a)中甲氧基羟基PEG中间体与烯酸的摩尔比为甲氧基羟基PEG中间体:烯酸＝1:1～1:8；所述步骤(3a)中所述季铵盐化反应物与所述甲氧基PEG活性大单体的摩尔比为季铵盐化反应物:甲氧基PEG活性大单体＝0.2:1～2:1；所述步骤(4a)中阳离子季铵盐PEG活性大单体、可聚合的羧酸和聚氧乙烯醚大单体的摩尔比为阳离子季铵盐PEG活性大单体:可聚合的羧酸:聚氧乙烯醚大单体＝1.0～3.0：1～6.0：1。
优选地，所述步骤(1a)中的催化剂为氢化钠或钠；所述步骤(2a)中的催化剂为甲磺酸和对甲基苯磺酸中的至少一种；所述步骤(2a)、(3a)中的阻聚剂均为对苯二酚或对甲醚苯酚，所述步骤(2a)中阻聚剂的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.02％～0.08％，所述步骤(3a)中阻聚剂的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.02％～0.08％。所述步骤(4a)中分子量调节剂为巯基化合物和异丙醇中的至少一种，所述步骤(4a)中分子量调节剂的用量为所述步骤(4a)中阳离子季铵盐PEG活性大单体、可聚合的羧酸和聚氧乙烯醚大单体的总摩尔数的0.005～5％；所述步骤(4a)中氢氧化钠溶液的质量浓度为30％；所述步骤(4a)中引发剂是过硫酸钾、过硫酸铵、双氧水和过氧化苯甲酰中的一种，所述步骤(4a)中引发剂的用量为所述步骤(4a)中阳离子季铵盐PEG活性大单体、可聚合的羧酸和聚氧乙烯醚大单体的总摩尔数的0.05～5％。优选地，所述步骤(4a)中分子量调节剂为3-巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇、吊白块和异丙醇中的至少一种。
优选地，所述式(Ⅱ)所示的超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1b)甲氧基羟基PEG中间体的合成
向反应器内加入甲醇，环氧乙烷和环氧乙烷与环氧丙烷的混合物中的一种，1-卤代-2,3-环氧丙烷和催化剂，搅拌，80-150℃下反应2-10h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；其反应式如下：
其中，1-卤代-2,3-环氧丙烷为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷或环氧碘丙烷；
(2b)甲氧基PEG活性大单体的合成
向反应器内加入步骤(1b)中合成的甲氧基羟基PEG中间体、可聚合的羧酸、催化剂和阻聚剂，搅拌，70-170℃下反应3-15h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；其反应式如下：
其中，可聚合的羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐或衣康酸；
(3b)阳离子季铵盐PEG活性大单体的合成
向反应器中加入季铵盐化反应物和阻聚剂，升温至10-80℃，缓慢滴加步骤(2b)中合成的甲氧基PEG活性大单体的季铵盐化反应物溶液，滴加完毕后，于10-80℃条件下，继续保温反应1-10h，即得阳离子季铵盐PEG活性大单体；其反应式如下；
其中，所述季铵盐化合物为N(R2R3R4)，其中R2、R3和R4分别独自为C1‐3烷基。
(4b)式(Ⅱ)所示的超早强聚羧酸减水剂的合成
向反应器中加入去离子水，分子量调节剂，步骤(3b)合成的阳离子季铵盐PEG活性大单体，可聚合的羧酸，聚氧乙烯醚大单体，丙烯酰胺、2‐丙烯酰胺‐2‐甲基丙磺酸和烯丙基磺酸钠中的一种，升温至85‐95℃，滴加引发剂的水溶液，滴加时间为1～10h，滴加完毕后保温，保温时间为1～12h，其后降温至50‐45℃下，调节pH为7.0‐8.0，即得超早强聚羧酸减水剂；
其中，所述可聚合的羧酸为甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸或马来酸酐；所述聚氧乙烯醚大单体为APEG、HPEG、VPEG或TPEG。
优选地，所述步骤(1b)中甲醇，环氧乙烷和环氧乙烷与环氧丙烷的混合物中的一种，1-卤代-2,3-环氧丙烷的摩尔比为甲醇：环氧乙烷和环氧乙烷与环氧丙烷的混合物中的一种：1-卤代-2,3-环氧丙烷＝1:5～250:1～150；所述步骤(2b)中甲氧基羟基PEG中间体与烯酸的摩尔比为甲氧基羟基PEG中间体:烯酸＝1:1～1:8；所述步骤(3b)中所述季铵盐化反应物与所述甲氧基PEG活性大单体的摩尔比为季铵盐化反应物与甲氧基PEG活性大单体＝0.2:1～2:1；所述步骤(4b)中阳离子季铵盐PEG活性大单体、可聚合的羧酸、聚氧乙烯醚大单体以及丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和烯丙基磺酸钠中的一种的摩尔比为阳离子季铵盐PEG活性大单体：可聚合的羧酸：聚氧乙烯醚大单体：丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和烯丙基磺酸钠中的一种＝1.0～3.0：1～6.0：1：0.2～6.0。
优选地，所述步骤(1b)中的催化剂为氢化钠或钠；所述步骤(2b)中的催化剂为甲磺酸和对甲基苯磺酸中的至少一种；所述步骤(2b)、(3b)中的阻聚剂均为对苯二酚或对甲醚苯酚，所述步骤(2b)中阻聚剂的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.02％～0.08％，所述步骤(3b)中阻聚剂的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.02％～0.08％。所述步骤(4b)中分子量调节剂为巯基化合物和异丙醇中的至少一种，所述步骤(4b)中分子量调节剂的用量为所述步骤(4b)中阳离子季铵盐PEG活性大单体、可聚合的羧酸、聚氧乙烯醚大单体以及丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和烯丙基磺酸钠中的一种的总摩尔数的0.005～5％；所述步骤(4b)中引发剂是过硫酸钾、过硫酸铵、双氧水和过氧化苯甲酰中的一种，所述步骤(4b)中引发剂的用量为所述步骤(4b)中阳离子季铵盐PEG活性大单体、可聚合的羧酸、聚氧乙烯醚大单体以及丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和烯丙基磺酸钠中的一种的总摩尔数的0.05～5％。优选地，所述步骤(4a)中分子量调节剂为3-巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇、吊白块和异丙醇中的至少一种。
优选地，所述脱模强度大于等于30MPa。
优选地，所述预制构件初体自然养护至脱模强度的时间为12～15h。
优选地，所述混凝土还包括粉煤灰。
优选地，所述超早强聚羧酸减水剂的重量是所述水泥重量的1.1％～1.6％。
优选地，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥375～405份，集料1740～1775份，超早强聚羧酸减水剂5～8份和水135～145份。
优选地，所述混凝土还包括80～120份的粉煤灰。更优选地，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380～400份，集料1748～1768份，粉煤灰90～115份，超早强聚羧酸减水剂5～7份和水136～142份。更优选地，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥390份，集料1758份，粉煤灰110份，超早强聚羧酸减水剂6份和水138份。
优选地，所述集料为砂和石子的混合物。更优选地，所述砂和石子的重量比为715：1025～1040：735。本发明所述砂优选为：河砂，二区中砂，细度模数为2.8；本发明所述石子优选为：5-20连续级配碎石。
本发明所述水泥优选为PII42.5R水泥。
本发明还提供了一种混凝土预制构件，所述混凝土预制构件采用上述所述方法制备而成。
本发明还提供了超早强聚羧酸减水剂在制备混凝土预制构件中的用途，所述超早强聚羧酸减水剂为式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的化合物；
所述式(Ⅰ)所示的化合物的结构式如下：
所述式(Ⅱ)所示的化合物的结构式如下：
其中a均为1～80的整数，b均为1～80的整数，c均为1～50的整数；l均为1～50的整数；
A为R为H或CH3；
B为
C为
N为 R2、R3和R4分别独自为C1-3烷基；X-均为Cl-、Br-或I-；m均为5～200的整数,n均为0～50的整数,z均为1～150的整数。优选地，所述m均为10～180的整数，所述n均为0～40的整数，所述z均为1～100的整数。更优选地，所述m均为12～100的整数，所述n均为0～30的整数，所述z均为1～80的整数。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种混凝土预制构件的制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明制备方法中使用本发明所述超早强聚羧酸减水剂，加速了水泥水化，节约了能源，缩短了模具使用周期；
2、本发明制备方法中使用本发明所述超早强聚羧酸减水剂，混凝土和易性及粘聚性提高，结构致密均匀，混凝土抗裂、抗渗性能增强。
3、本发明制备方法中使用本发明所述超早强聚羧酸减水剂，混凝土强度稳定，均方差小于普通工艺生产的预制件均方差(普通聚羧酸减水剂工艺均方差：8-15MPa，超早强聚羧酸减水剂均方差：4-8MPa)；
4、对于C50预制构件，拆模强度要求达到30MPa以上(包括30MPa)，需要自然洒水养护30-36小时，使用本发明超早强聚羧酸减水剂，只需然自然洒水养护12-15小时，即可达到拆模强度(设计强度的60％以上)。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本发明所述VPEG:4-羟丁基乙烯基醚聚氧乙烯醚；APEG：烯丙醇聚氧乙烯醚；HPEG：异丁烯醇聚氧乙烯醚；TPEG：异戊烯醇聚氧乙烯醚。
实施例1
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护12小时后，脱模强度达到30MPa，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥370份，砂715份，石子1025份，粉煤灰80份，超早强聚羧酸减水剂5份和水135份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、25mol环氧乙烷、5mol环氧氯丙烷和1g氢化钠，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、5mol丙烯酸、1g甲磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.02％，通入氮气，搅拌，70℃下反应15h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEG活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入1mol三乙胺和对苯二酚，升温至10℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的大单体的三乙胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.02％，滴加完毕后，于10℃条件下，继续保温反应10h，即得所述阳离子季铵盐PEG活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入400ml去离子水、3-巯基丙酸、1mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEG活性大单体、1mol甲基丙烯酸，1molAPEG，所述3-巯基丙酸的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和APEG的总摩尔数的0.005％；升温至85℃，滴加质量百分比浓度为10％的过硫酸钾水溶液，所述过硫酸钾的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和APEG的总摩尔数的0.05％，滴加时间为1h，滴加完毕后，保温反应1h，降温至50℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例2
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护15小时后，脱模强度达到35MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥405份，砂735份，石子1040份，粉煤灰120份，超早强聚羧酸减水剂8份和水145份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、1000mol环氧乙烷、250mol环氧丙烷、750mol环氧溴丙烷和2.5g氢化钠，搅拌，150℃下反应2h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、10mol丙烯酸、1.5g甲磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.08％，通入氮气，搅拌，170℃下反应3h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEG活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入3mol三甲胺和对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三甲胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.08％，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应1h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入500ml去离子水、巯基乙酸、3mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、6mol甲基丙烯酸、1molHPEG，所述巯基乙酸的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和HPEG的总摩尔数的5％；升温至90℃，滴加质量百分比浓度为15％的双氧水水溶液，所述双氧水的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和HPEG的总摩尔数的5％；滴加时间为10h，滴加完毕后，保温反应12h，降温至47℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.5，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例3
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护13小时后，脱模强度达到33.5MPa。脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380份，砂720份，石子1028份，粉煤灰90份，超早强聚羧酸减水剂5.5份和水136份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、50mol环氧乙烷、500mol环氧碘丙烷和4g氢化钠，搅拌，120℃下反应5h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、15mol丙烯酸、4g甲磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.06％，通入氮气，搅拌，120℃下反应9h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入10mol三丙胺和对苯二酚，升温至40℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三丙胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.06％，滴加完毕后，于40℃条件下，继续保温反应10h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入600ml去离子水、巯基乙醇、2mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、3mol甲基丙烯酸、1molTPEG，所述巯基乙醇的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和TPEG的总摩尔数的1％；升温至95℃，滴加质量百分比浓度为20％的过硫酸铵水溶液，所述过硫酸铵的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和TPEG的总摩尔数的1％，滴加时间为5h，滴加完毕后，保温反应6h，降温至45℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例4
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护12小时后，脱模强度到达33MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥400份，砂730份，石子1038份，粉煤灰115份，超早强聚羧酸减水剂7份和水142份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、900mol环氧乙烷、200mol环氧丙烷、400mol环氧氯丙烷和4g氢化钠，搅拌，110℃下反应6h，，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、20mol丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.04％，通入氮气，搅拌，110℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入8molN，N-二甲基乙胺和对苯二酚，升温至50℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的N，N-二甲基乙胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.04％，滴加完毕后，于50℃条件下，继续保温反应8h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入480ml去离子水、异丙醇、1mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、6mol马来酸酐、1molVPEG，所述异丙醇的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、马来酸酐和VPEG的总摩尔数的2％；升温至90℃，滴加质量百分比浓度为12％的过氧化苯甲酰水溶液，所述过氧化苯甲酰的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、马来酸酐和VPEG的总摩尔数的0.1％，滴加时间为7h，滴加完毕后，保温反应8h，降温至48℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.3，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例5
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护15小时后，脱模强度到达35MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥390份，砂728份，石子1030份，粉煤灰110份，超早强聚羧酸减水剂6份和水138份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、60mol环氧乙烷、150mol环氧丙烷、250mol环氧溴丙烷和1g钠，搅拌，100℃下反应7h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、25mol丙烯酸、1g甲磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.05％，通入氮气，搅拌，80℃下反应13h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入7molN，N-二乙基甲胺和对苯二酚，升温至60℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的大单体的N，N-二乙基甲胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.05％，滴加完毕后，于60℃条件下，继续保温反应5h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入400ml去离子水、3-巯基丙酸、3mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、1mol甲基丙烯酸，1molAPEG、0.2mol丙烯酰胺，所述3-巯基丙酸的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、APEG和丙烯酰胺的总摩尔数的0.1％；升温至85℃，滴加质量百分比浓度为10％的过硫酸钾水溶液，所述过硫酸钾的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、APEG和丙烯酰胺的总摩尔数的3％，滴加时间为9h，滴加完毕后，保温反应10h，降温至50℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例6
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护14小时后，脱模强度到达34MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥405份，砂715份，石子1025份，粉煤灰80份，超早强聚羧酸减水剂5份和水135份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、500mol环氧乙烷、400mol环氧碘丙烷和2.5g氢化钠，搅拌，100℃下反应7h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、30mol丙烯酸、1.5g甲磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.05％，通入氮气，搅拌，120℃下反应9h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入10mol三乙胺和对苯二酚，升温至70℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三乙胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.05％，滴加完毕后，于70℃条件下，继续保温反应4h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入500ml去离子水、吊白块、2mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、1mol甲基丙烯酸、1molHPEG、1mol丙烯酰胺，所述巯基乙酸的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、HPEG和丙烯酰胺的总摩尔数的0.01％；升温至90℃，滴加质量百分比浓度为15％的过硫酸钾水溶液，所述过硫酸钾的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、HPEG和丙烯酰胺的总摩尔数的4％，滴加时间为1h，滴加完毕后，保温反应12h，降温至47℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.5，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例7
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护12小时后，脱模强度到达33MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥405份，砂735份，石子1040份，粉煤灰120份，超早强聚羧酸减水剂5份和水145份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、1000mol环氧乙烷、5mol环氧氯丙烷和4g氢化钠，搅拌，120℃下反应5h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、35mol丙烯酸、4g甲磺酸和对甲醚苯酚，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.02％，通入氮气，搅拌，140℃下反应7h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入5molN，N-二乙基甲胺和对甲醚苯酚，升温至80℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的N，N-二乙基甲胺溶液，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.02％，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应2h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入600ml去离子水、巯基乙醇、3mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、6mol甲基丙烯酸、1molTPEG、6mol丙烯酰胺，所述巯基乙醇的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、TPEG和丙烯酰胺的总摩尔数的5％；升温至95℃，滴加质量百分比浓度为20％的过硫酸铵水溶液，所述过硫酸铵的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、TPEG和丙烯酰胺的总摩尔数的5％，滴加时间为10h，滴加完毕后，保温反应1h，降温至45℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例8
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护13小时后，脱模强度到达33.5MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥375份，砂715份，石子1025份，粉煤灰80份，超早强聚羧酸减水剂8份和水135份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、1000mol环氧乙烷、750mol环氧溴丙烷和4g氢化钠，搅拌，110℃下反应7h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、40mol丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和对甲醚苯酚，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.08％，通入氮气，搅拌，110℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入4mol三甲胺和对甲醚苯酚，升温至80℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三甲胺溶液，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.08％，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应1h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入480ml去离子水、异丙醇、2mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、4mol马来酸酐、1molVPEG、4mol2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，所述异丙醇的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、马来酸酐、VPEG和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的总摩尔数的0.005％；升温至90℃，滴加质量百分比浓度为12％的过氧化苯甲酰水溶液，所述过氧化苯甲酰的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、马来酸酐、VPEG和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的总摩尔数的0.05％，滴加时间为8h，滴加完毕后，保温反应6h，降温至48℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.3，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例9
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护12小时后,脱模强度到达33MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥375份，砂735份，石子1040份，粉煤灰120份，超早强聚羧酸减水剂8份和水145份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、25mol环氧乙烷、250mol环氧丙烷、500mol环氧碘丙烷和1g氢化钠，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、10mol丙烯酸、1g甲磺酸和对甲醚苯酚，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.06％，通入氮气，搅拌，80℃下反应14h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入3mol三乙胺和对甲醚苯酚，升温至75℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的大单体的三乙胺溶液，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.06％，滴加完毕后，于75℃条件下，继续保温反应2h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入400ml去离子水、3-巯基丙酸、1mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、1mol甲基丙烯酸，1.0molAPEG和1mol烯丙基磺酸钠，所述3-巯基丙酸的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、APEG和烯丙基磺酸钠的总摩尔数的1％；升温至85℃，滴加质量百分比浓度为10％的过硫酸钾水溶液，所述过硫酸钾的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、APEG和烯丙基磺酸钠的总摩尔数的1％，滴加时间为2h，滴加完毕后，保温反应2h，降温至50℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例10
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护12小时后,脱模强度到达33MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380份，砂730份，石子1038份，粉煤灰115份，超早强聚羧酸减水剂5.5份和水142份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、250mol环氧乙烷、50mol环氧丙烷、100mol环氧氯丙烷和2.5g氢化钠，搅拌，90℃下反应8h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、5mol丙烯酸、1.5g甲磺酸和对甲醚苯酚，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.04％，通入氮气，搅拌，120℃下反应9h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入6mol三乙胺和对甲醚苯酚，升温至80℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三乙胺溶液，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.04％，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应1h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入500ml去离子水、巯基乙酸、3mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、3mol甲基丙烯酸、1molHPEG和3mol烯丙基磺酸钠，所述巯基乙酸的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、HPEG和烯丙基磺酸钠的总摩尔数的2％；升温至90℃，滴加质量百分比浓度为15％的过硫酸钾水溶液，所述过硫酸钾的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、HPEG和烯丙基磺酸钠的总摩尔数的0.1％，滴加时间为4h，滴加完毕后，保温反应3h，降温至47℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.5，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例11
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护15小时后,脱模强度到达35MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥400份，砂720份，石子1028份，粉煤灰90份，超早强聚羧酸减水剂5.5份和水136份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、60mol环氧乙烷、150mol环氧丙烷、200mol环氧氯丙烷和4g氢化钠，搅拌，120℃下反应5h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、20mol丙烯酸、4g甲磺酸和对甲醚苯酚，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.05％，通入氮气，搅拌，170℃下反应3h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入5mol三乙胺和对甲醚苯酚，升温至30℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三乙胺溶液，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.05％，滴加完毕后，于30℃条件下，继续保温反应10h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入600ml去离子水、巯基乙醇、1.0mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、3mol甲基丙烯酸、1molTPEG和3mol烯丙基磺酸钠，所述巯基乙醇的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、TPEG和烯丙基磺酸钠的总摩尔数的3％；升温至95℃，滴加质量百分比浓度为20％的过硫酸铵水溶液，所述过硫酸铵的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸、TPEG和烯丙基磺酸钠的总摩尔数的3％，滴加时间为3h，滴加完毕后，保温反应4h，降温至45℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例12
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护15小时后,脱模强度到达35MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380份，砂720份，石子1028份，粉煤灰90份，超早强聚羧酸减水剂7份和水136份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、25mol环氧乙烷、5mol环氧丙烷、5mol环氧溴丙烷和4g氢化钠，搅拌，110℃下反应6h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、30mol丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和对甲醚苯酚，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.05％，通入氮气，搅拌，70℃下反应15h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入7mol三甲胺和对甲醚苯酚，升温至50℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三甲胺溶液，所述对甲醚苯酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.05％，滴加完毕后，于50℃条件下，继续保温反应5h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入480ml去离子水、异丙醇、1mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、1mol马来酸酐、1molVPEG和0.2mol烯丙基磺酸钠，所述异丙醇的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、马来酸酐、VPEG和烯丙基磺酸钠的总摩尔数的0.01％；升温至90℃，滴加质量百分比浓度为12％的双氧水水溶液，所述双氧水的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、马来酸酐、VPEG和烯丙基磺酸钠的总摩尔数的4％，滴加时间为6h，滴加完毕后，保温反应6h，降温至48℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.3，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例13
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护15小时后,脱模强度到达35MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥400份，砂720份，石子1028份，粉煤灰90份，超早强聚羧酸减水剂7份和水136份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、25mol环氧乙烷、5mol环氧氯丙烷和1g氢化钠，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、5mol丙烯酸、1g甲磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.02％，通入氮气，搅拌，70℃下反应15h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEG活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入1mol三乙胺和对苯二酚，升温至10℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的大单体的三乙胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.02％，滴加完毕后，于10℃条件下，继续保温反应10h，即得所述阳离子季铵盐PEG活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入400ml去离子水、3-巯基丙酸、1mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEG活性大单体、1mol甲基丙烯酸，1molAPEG，所述3-巯基丙酸的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和APEG的总摩尔数的0.005％；升温至85℃，滴加质量百分比浓度为10％的过硫酸钾水溶液，所述过硫酸钾的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和APEG的总摩尔数的0.05％，滴加时间为1h，滴加完毕后，保温反应1h，降温至50℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例14
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护15小时后,脱模强度到达35MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥390份，砂720份，石子1028份，粉煤灰90份，超早强聚羧酸减水剂6份和水136份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、1000mol环氧乙烷、250mol环氧丙烷、750mol环氧溴丙烷和2.5g氢化钠，搅拌，150℃下反应2h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、10mol丙烯酸、1.5g甲磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.08％，通入氮气，搅拌，170℃下反应3h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEG活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入3mol三甲胺和对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三甲胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.08％，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应1h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入500ml去离子水、巯基乙酸、3mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、6mol甲基丙烯酸、1molHPEG，所述巯基乙酸的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和HPEG的总摩尔数的5％；升温至90℃，滴加质量百分比浓度为15％的双氧水水溶液，所述双氧水的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和HPEG的总摩尔数的5％；滴加时间为10h，滴加完毕后，保温反应12h，降温至47℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝7.5，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例15
本发明所述混凝土预制构件的制备方法的一种实施例，所述方法包括以下步骤：
将混凝土浇筑在模具中得到预制构件初体，将所述预制构件初体自然养护15小时后,脱模强度到达35MPa，脱模，之后继续自然养护，即得混凝土预制构件。
所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥390份，砂735份，石子1038份，粉煤灰115份，超早强聚羧酸减水剂6份和水142份。
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
(1)甲氧基羟基PEG中间体的合成
在封闭的高压釜中注入5mol甲醇、50mol环氧乙烷、500mol环氧碘丙烷和4g氢化钠，搅拌，120℃下反应5h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
(2)甲氧基PEG活性大单体的合成
向带有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴加装置的500ml四口玻璃烧瓶内，加入步骤(1)中合成的5mol甲氧基羟基PEG中间体、15mol丙烯酸、4g甲磺酸和对苯二酚，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基羟基PEG中间体摩尔数的0.06％，通入氮气，搅拌，120℃下反应9h，即得反应产物甲氧基PEG活性大单体；
(3)阳离子季铵盐PEO活性大单体的合成
向玻璃烧瓶中加入10mol三丙胺和对苯二酚，升温至40℃，缓慢滴加含5mol步骤(2)合成的甲氧基PEG活性大单体的三丙胺溶液，所述对苯二酚的用量为所述甲氧基PEG活性大单体摩尔数的0.06％，滴加完毕后，于40℃条件下，继续保温反应10h，即得所述阳离子季铵盐PEO活性大单体；
(4)超早强聚羧酸减水剂的合成
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入600ml去离子水、巯基乙醇、2mol步骤(3)合成的阳离子季铵盐PEO活性大单体、3mol甲基丙烯酸、1molTPEG，所述巯基乙醇的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和TPEG的总摩尔数的1％；升温至95℃，滴加质量百分比浓度为20％的过硫酸铵水溶液，所述过硫酸铵的用量为阳离子季铵盐PEG活性大单体、甲基丙烯酸和TPEG的总摩尔数的1％，滴加时间为5h，滴加完毕后，保温反应6h，降温至45℃下，加入30％质量浓度的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例16
对实施例1～15中的混凝土的凝结时间进行检测，检测结果为：初凝时间为4-5h，终凝时间为7-8h，脱模时间为12-15小时。
对实施例1～15中制得的预制构件的不同期龄的强度进行测试，测试结果见下表。
表1混凝土不同龄期强度(单位：MPa)
| 龄期 | 10-12 | 7d | 28d |
| 强度 | 33-35 | 50-53 | 58-65 |
| 养护条件 | 自然 | 自然 | 自然 |
比较例
使用现有的普通聚羧酸减水剂作为减水剂制备预制构件，具体的预制构件制备方法包括：将混凝土浇筑完成后形成的预制构件初体进行自然养护。
达到脱模强度后脱模，之后继续自然养护，即得到所述预制构件；其中，脱模强度为30-33MPa。
除了减水剂为普通聚羧酸减水剂外，比较例1～15中使用的混凝土原料同实施例1～15中的混凝土原料。
对比较例1～15中的混凝土的凝结时间及脱模时间进行检测，检测结果为：初凝时间为10-12h，终凝时间为15-20h，脱模时间为36小时。
对比较例1～15中制得的管片的不同期龄的强度进行测试，测试结果见下表。
表2混凝土不同龄期强度(单位：MPa)
| 龄期 | 36h | 7d | 28d |
| 强度 | 30-33 | 40-45 | 55-60 |
| 养护条件 | 自然 | 自然 | 自然 |
通过表1和表2中的数据结果可知：本发明的预制构件制备方法在采用本发明所述超早强聚羧酸减水剂替代现有普通聚羧酸减水剂下，在相同的养护时间下，得到的预制构件的强度更高。本发明混凝土预制构件制备过程中使用本发明超早强聚羧酸减水剂配制混凝土，采用自然洒水养护，由于本发明所述超早强减水剂的促水泥水化作用，混凝土强度发展快，养护时间短，模具周转周期短，经济效益好。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种混凝土预制构件的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将混凝土浇筑完成后形成的预制构件初体自然养护至脱模强度后脱模，之后继续自然养护，即得到所述混凝土预制构件；
所述混凝土包括以下组分：水泥、集料、超早强聚羧酸减水剂和水，所述超早强聚羧酸减水剂为式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的化合物；
所述式(Ⅰ)所示的化合物的结构式如下：
所述式(Ⅱ)所示的化合物的结构式如下：
其中a均为1～80的整数，b均为1～80的整数，c均为1～50的整数；l均为1～50的整数；
A为R为H或CH3；
B为
C为
N为 R2、R3和R4分别独自为C1-3烷基；X-均为Cl-、Br-或I-；m均为5～200的整数,n均为0～50的整数,z均为1～150的整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱模强度大于等于30MPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预制构件初体自然养护至脱模强度的时间为12～15h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混凝土还包括粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述超早强聚羧酸减水剂的重量是所述水泥重量的1.1％～1.6％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥375～405份，集料1740～1775份，超早强聚羧酸减水剂5～8份和水135～145份。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混凝土还包括80～120份的粉煤灰。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述集料为砂和石子的混合物。
9.一种采用如权利要求1-8任一所述方法制备的混凝土预制构件。
10.超早强聚羧酸减水剂在制备混凝土预制构件中的用途，其特征在于，所述超早强聚羧酸减水剂为式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的化合物；
所述式(Ⅰ)所示的化合物的结构式如下：
所述式(Ⅱ)所示的化合物的结构式如下：
其中a均为1～80的整数，b均为1～80的整数，c均为1～50的整数；l均为1～50的整数；
A为R为H或CH3；
B为
C为
N为 R2、R3和R4分别独自为C1-3烷基；X-均为Cl-、Br-或I-；m均为5～200的整数,n均为0～50的整数,z均为1～150的整数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Xiaofu Inventor after: Zhao Lihua Inventor after: Zhong Xuan Inventor after: Bai Shuying Inventor after: Li Lun Inventor before: Zhang Xiaofu Inventor before: Zhao Lihua Inventor before: Bai Shuying Inventor before: Li Lun |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |