CN105565718A - 超早强聚羧酸减水剂在预应力钢筒混凝土管中的应用 - Google Patents

超早强聚羧酸减水剂在预应力钢筒混凝土管中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；其中，所述混凝土包括水泥、集料、水和超早强聚羧酸减水剂，所述超早强聚羧酸减水剂为式(1)或式(2)所示的化合物；本发明还公开了由预应力钢筒混凝土管的制备方法制得的预应力钢筒混凝土管。本发明的预应力钢筒混凝土管制备方法可实现预应力钢筒混凝土管的免蒸养养护，还可提高预应力钢筒混凝土管的强度，同时具有操作简单，生产安全、成本低廉、节能环保的优点。

Description

超早强聚羧酸减水剂在预应力钢筒混凝土管中的应用
技术领域
本发明属于混凝土应用领域，涉及超早强聚羧酸减水剂在预应力钢筒混凝土管中的应用，尤其涉及一种预应力钢筒混凝土管及其制备方法。
背景技术
预应力钢筒混凝土管的生产和应用，至今已有70多年历史。1939年法国邦纳管道公司首先设计并制造了预应力钢筒混凝土管(PCCP)。20世纪40年代欧美竞相开发PCCP，美国是生产和使用PCCP最多的国家，迄今为止，美国已使用PCCP28000km，最大管径达7600mm。除美国外，目前PCCP已在美洲、欧洲、非洲及亚洲的十多个国家得到广泛使用，近年来使用PCCP最多的国家是非洲的利比亚。
我国开发研制生产PCCP起步较晚，20世纪80年代才开始研制。虽然我国生产使用PCCP的历史仅有二十多年，但由于恰逢国民经济快速发展，城市化进程加快的有利时机，经过自主研发，引进技术与设备消化，产品已能完全国产化。
PCCP管(PrestressedConcreteCylinderPipe)式预应力钢筒混凝土管的英文缩写，是由预应力钢丝、钢筒、混凝土构成的复合管材，这种管材是在带钢筒的混凝土管芯上，环向缠绕预应力钢丝，最后在外部喷制致密的水泥砂浆保护层而制成的。它充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。
PCCP管从结构形式上分为两种：一种为内衬式预应力钢筒混凝土管(PCCP-L)，即在钢筒内壁成型混凝土，在钢筒外面缠绕环向预应力钢丝，然后喷射砂浆保护层而制成的管材；一种是埋置式预应力钢筒混凝土管(PCCP-E)，是指钢筒和钢筒内、外两侧混凝土层组成管芯并在管芯混凝土外侧缠绕环向预应力钢丝，然后制作水泥砂浆保护层而制成的管子。
PCCP由以下部分构成：
1.高强度混凝土管芯:它是管道的主要结构部分，可提供光滑的内表面以利水流。该管芯内的钢筒起防渗作用和提供纵向抗拉强度，并可增加环向强度。在PCCP-E型管道中，钢筒嵌在混凝土管芯中，在PCCP-L型管道中，钢筒包在混凝土管芯的外部。钢筒两端连接钢制承、插口换和弹性O型橡胶环，它可为管与管间的连接提供止水并可使相邻两管中心对齐。PCCP-E型管混凝土在钢模内立式浇筑，多用于大管径PCCP管，PCCP-L型管的混凝土靠离心浇筑或在钢筒内径向压实浇筑，多用于小管径PCCP管。
2.冷拉预应力钢丝：以一定的拉应力螺旋式缠绕在管芯上，在管芯上产生均匀的预压应力，以抵偿由内压和外荷载产生的拉应力。可根据具体运行条件设计钢丝直径、预压应力和缠丝密度，以提供所需的最佳预应力。
3.一个密实的水泥砂浆保护层：保护高强度钢丝和管芯，使之免受物理损坏和外界腐蚀。
4.钢制承、插口接头：焊在钢筒的两端，是PCCP的连接件和密封件。
PCCP管具有以下技术及经济特点：设计方法先进、安全；承受较高的内压和外荷载；良好的抗渗性及耐久性；接头密封好；耐腐蚀性能好；良好的通水能力；安装速度快；能够抵抗一定的推力；PCCP半刚性接头对地基适应性好；抗震能力强；可以制作各类配件和异型管；工程造价和维护费用低。
在传统工艺中，混凝土管芯的形成过程中，需要对混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行蒸汽养护。蒸汽养护分为静停、升温、恒温、降温四个阶段，静停时间不少于1小时；升温速度不大于22℃/h；养护制度应使混凝土料达到脱模强度。管芯混凝土脱模强度PCCP-L管不低于30MPa，PCCP-E管不低于20MPa。
PCCP-L管可采用一次养护，恒温最高温度不高于85℃；PCCP-E管采用二次养护法，第一次达到脱模强度，第二次达到缠丝强度，最高养护温度不超过60℃。蒸汽养护不仅操作复杂，而且耗时长、能耗高、不环保。
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预应力钢筒混凝土管的制备方法，本发明的预应力钢筒混凝土管制备方法可实现预应力钢筒混凝土管的免蒸养养护，还可提高预应力钢筒混凝土管的强度，同时具有操作简单，生产安全、成本低廉、节能环保的优点。
本发明采用的技术方案为：一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土的原料包括水泥、集料、水和超早强聚羧酸减水剂，所述超早强聚羧酸减水剂为式(1)或式(2)所示的化合物；
所述式(1)所示的化合物的结构式如下：
所述式(2)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
M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。
在上述技术方案中，本发明的预应力钢筒混凝土管的制备方法，用自然养护工序替代了原管片生产工艺中的常压蒸养工序，不需要用蒸汽，完全依靠自然条件进行养护，降低了生产成本，提高了生产效率和生产安全性。自然养护是指在自然气温条件下(高于5℃)，对混凝土采取覆盖、浇水润湿、挡风、保温等养护措施。
在上述技术方案中，本发明中自然养护的实现主要是由于使用了超早强聚羧酸减水剂。本发明的超早强聚羧酸减水剂既保持了普规早强聚羧酸减水剂的结构设计理念，即采用的是长侧链，短主链，分子结构被设计成倒T型，呈现梳型结构，这样的分子结构可以利用强空间位阻效应保证分散作用，同时短主链降低减水剂在水泥颗粒的覆盖面积，保证水泥正常水化反应；更为重要的是，本发明的超早强聚羧酸减水剂利用特殊催化剂实现高分子中高度规整和采用促水化基团大单体，利用叠加效应，实现超早强效果。
在上述技术方案中，本发明的胶凝材料中可同原蒸养工艺一样，使用水泥(优选地，可加入粉煤灰)，不需要掺加任何其它增强掺合材，通过使用本发明的超早强聚羧酸减水剂，加速水泥水化作用，达到拆模及出厂强度。
优选地，所述式(1)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
向封闭的高压釜内，注入甲醇、环氧乙烷或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物、环氧卤丙烷、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；
其中，环氧卤丙烷为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷或环氧碘丙烷；其反应式如下：
(2a)甲氧基PEG活性大单体的合成
向反应器中加入步骤1a)中合成的甲氧基羟基PEG中间体、烯酸、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活性中间体；
其中，烯酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐或衣康酸；其反应式如下：
(3a)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活性中间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，即得所述活性大单体；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(1)所示的超早强聚羧酸减水剂的合成
将步骤3a)合成的活性大单体，甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种，APEG、VPEG、HPEG和TPEG中的一种，水和分子量调节剂混合，升温至85～95℃，滴加引发剂，滴加完毕后保温，然后降温至45～50℃，调节pH至7.0-8.0，得到所述超早强聚羧酸减水剂。
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环氧卤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：环氧卤丙烷＝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1:1.0～8.0；所述步骤3a)中，季铵盐化反应物与所述甲氧基PEG活性中间体的摩尔比为0.2～2：1；所述步骤(4a)中，所述甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种，APEG、VPEG、HPEG和TPEG中的一种与活性大单体的摩尔比为APEG、VPEG、HPEG和TPEG中的一种：甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种：活性大单体＝1～6.0:1.0:1.0～3.0。
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0.002％～0.010％，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0.002％～0.010％；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，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体，甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种，APEG、VPEG、HPEG和TPEG中的一种的总摩尔数的0.005～5％；所述巯基化合物为3-巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇或吊白块；所述步骤(4a)中所述引发剂是双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化苯甲酰的水溶液中的一种；所述引发剂的用量为所述活性大单体，甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种与APEG、VPEG、HPEG和TPEG中的一种的总摩尔数的0.05％～5％；所述步骤(4a)中，所述引发剂的滴加时间为1～10h，所述保温时间为1～12h。
优选地，所述式(2)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
向封闭的高压釜内，注入甲醇、环氧乙烷或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物、环氧卤丙烷、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；
其中，环氧卤丙烷为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷或环氧碘丙烷；其反应式如下：
(2b)甲氧基PEG活性大单体的合成
向反应器中加入步骤1b)中合成的甲氧基羟基PEG中间体、烯酸、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活性中间体；
其中，烯酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐或衣康酸；其反应式如下：
(3b)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活性中间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，即得所述活性大单体；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(2)所示的超早强聚羧酸减水剂的合成
将步骤3b)合成的活性大单体，甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种，APEG、HPEG、VPEG和TPEG中的一种，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，水和分子量调节剂混合，升温至85～95℃，滴加引发剂，滴加完毕后保温，然后降温至45～50℃，调节pH至7.0-8.0，得到超早强季铵盐阳离子阳离子聚羧酸减水剂。
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，环氧卤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：环氧卤丙烷＝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1:1.0～8.0；所述步骤3b)中，季铵盐化反应物与所述甲氧基PEG活性中间体的摩尔比为0.2～2：1；所述步骤(4b)中所述甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种，APEG、HPEG、VPEG和TPEG中的一种，活性大单体与丙烯酰胺、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甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种：APEG、HPEG、VPEG和TPEG中的一种：活性大单体：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＝1～6.0:1.0:1.0～3.0：0.2～6.0。
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0.002％～0.010％，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0.002％～0.010％；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，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体，甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种，APEG、VPEG、HPEG和TPEG中的一种与丙烯酰胺、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％；所述巯基化合物为3-巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇或吊白块；所述步骤(4a)中所述引发剂是双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵和过氧化苯甲酰的水溶液中的一种；所述引发剂的用量为所述活性大单体，甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸和马来酸酐中的一种与APEG、VPEG、HPEG和TPEG中的一种与丙烯酰胺、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％；所述步骤(4a)中，所述引发剂的滴加时间为1～10h，所述保温时间为1～12h。
所述混凝土管芯中的混凝土成型于钢筒内侧或钢筒内、外两侧。所述混凝土管芯中的混凝土成型于钢筒内侧时，得到的预应力钢筒混凝土管为内衬式预应力钢筒混凝土管(PCCP-L)；所述混凝土管芯中的混凝土成型于钢筒内、外两侧时，得到的预应力钢筒混凝土管为埋置式预应力钢筒混凝土管(PCCP-E)。这两种预应力钢筒混凝土管均适用于本发明。
优选地，所述混凝土还包括粉煤灰。粉煤灰的加入不仅可以替代部分水泥，降低混凝土的成本，保护环境，而且能改善混凝土的和易性等性能。
优选地，所述超早强聚羧酸减水剂的重量为水泥重量的2.4％—3.5％。
优选地，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380-420份，集料1750-1900份，超早强聚羧酸减水剂10-14份以及水140-160份。更优选地，所述集料为碎石和砂子的混合物，其中，砂子为700-750份，碎石为1180-1130份。
更优选地，所述混凝土还包括50-80份的粉煤灰。
优选地，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥385-415份，集料1800-1865份，超早强聚羧酸减水剂10.5-13.6份以及水143-158份。更优选地，所述集料为碎石和砂子的混合物，其中，砂子为710-740份，碎石为1090-1125份。更优选地，所述混凝土还包括60-75份的粉煤灰。
最优选地，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥395份，砂子725份，碎石1125份，水150份，超早强聚羧酸减水剂11份以及粉煤灰70份；其中，砂子和碎石为所述集料。
本发明还提供了根据预应力钢筒混凝土管的制备方法制得的预应力钢筒混凝土管。
本发明还提供了超早强聚羧酸减水剂在预应力钢筒混凝土管中的应用，所述超早强聚羧酸减水剂为式(1)或式(2)所示的化合物；
所述式(1)所示的化合物的结构式如下：
所述式(2)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
M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。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
1)本发明的预应力钢筒混凝土管的制备方法使用超早强聚羧酸减水剂，免去了蒸汽养护工序，完全通过自然条件进行养护，可节约能源，保护环境；
2)由于免除蒸汽养护，混凝土内部结构发展均匀、致密，抗裂、抗渗性能增强。
3)采用免蒸工艺的PCCP管，强度稳定，均方差小于普通工艺生产的PCCP管均方差(免蒸工艺PCCP管均方差：3.5-5.0MPa，普通工艺PCCP管均方差：6.0-8.0.0MPa)；
4)C50PCCP管，通常蒸汽养护后的拆模强度为20-30MPa，采用免蒸养工艺生产的预应力钢筒混凝土管，8-10h可拆模，拆模强可达33-36MPa。
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。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，下列实施例中未提及的具体实验方法，通常按照常规实验方法进行。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。为了便于说明，以下实施例中的预应力钢筒混凝土管均为内衬式预应力钢筒混凝土管(PCCP-L)。应当理解的是，埋置式预应力钢筒混凝土管(PCCP-E)同样适用于本发明，与PCCP-L管相比，其仅仅是混凝土在钢筒上的成型位置不同，不会影响本发明中超早强减水剂的效果的发挥，在PCCP-E管中，同样可以实现混凝土管芯初体的自然养护。
实施例1
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380份，粉煤灰50份，砂子700份，碎石1080份，超早强聚羧酸减水剂10份以及水140份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1.0mol甲醇、80mol环氧乙烷、60mol环氧氯丙烷和3g氢化钠，搅拌，100℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
2)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0.9mol甲氧基羟基PEG中间体、0.9mol丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，110℃下反应15h，即得反应产物活性大单体；
3)向玻璃烧瓶中加入1.6mol三乙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含0.8mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的三乙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为15％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应5h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.5mol步骤3)合成的活性大单体、0.5mol甲基丙烯酸、0.5molAPEG和400ml去离子水，所述分子量调节剂为3-巯基丙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸和APEG总摩尔数的0.5％，升温至85℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为10％的过硫酸钾，所述引发剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸和APEG总摩尔数的5％，滴加时间为1h，滴加完毕后，保温反应1h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例2
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥395份，粉煤灰70份，砂子725份，碎石1125份，超早强聚羧酸减水剂11份以及水150份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1mol甲醇、5mol环氧乙烷、1mol环氧氯丙烷和2g氢化钠，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基中间体；
2)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1.0mol甲氧基羟基中间体、8.0mol丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，110℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.2molN，N-二甲基乙胺和0.01g对苯二酚，升温至20℃，缓慢滴加含1.0mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的N，N-二甲基乙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为15％)，滴加完毕后，于20℃条件下，继续保温反应10h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、1.0mol步骤3)合成的活性大单体、2.0mol马来酸酐、0.33molHPEG和600ml去离子水，所述分子量调节剂为巯基乙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、马来酸酐和HPEG总摩尔数的5％，升温至95℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为20％的过硫酸铵，所述引发剂的用量为所述活性大单体、马来酸酐和HPEG总摩尔数的0.05％，滴加时间为10h，滴加完毕后，保温反应12h，降温至45℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例3
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥400份，粉煤灰65份，砂子725份，碎石1105份，超早强聚羧酸减水剂12份以及水150份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1mol甲醇、200mol环氧乙烷、150mol环氧氯丙烷和2g氢化钠，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基中间体；
2)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1.0mol甲氧基羟基中间体、4.5mol马来酸酐、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，110℃下反应5h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.75mol三丙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含0.75mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的三丙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为10％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应2h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.7mol步骤3)合成的活性大单体、1.0mol丙烯酸、0.35molTPEG和500ml去离子水，所述分子量调节剂为巯基乙醇，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸和TPEG总摩尔数的5％，升温至90℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为15％的双氧水，所述引发剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸和TPEG总摩尔数的0.8％，滴加时间为2.5h，滴加完毕后，保温反应3h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.5，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例4
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥420份，粉煤灰80份，砂子750份，碎石1130份，超早强聚羧酸减水剂14份以及水160份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1.0mol甲醇、100mol环氧乙烷和50mol环氧丙烷的混合物、100mol环氧溴丙烷和1g氢化钠，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基中间体；
2)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0.7mol甲氧基羟基中间体、2.8mol丙烯酸、1g甲磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.8molN，N-二甲基丙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含0.5mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的N，N-二甲基丙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为15％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应3h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.5mol步骤3)合成的活性大单体、1.0mol衣康酸、0.17molTPEG和500ml去离子水，所述分子量调节剂为吊白块，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、衣康酸和TPEG总摩尔数的2.5％，升温至90℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为15％的过氧化苯甲酰，所述引发剂的用量为所述活性大单体、衣康酸和TPEG总摩尔数的1％，滴加时间为2.5h，滴加完毕后，保温反应3h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.5，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例5
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥395份，粉煤灰70份，砂子725份，碎石1125份，超早强聚羧酸减水剂11份以及水150份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1.0mol甲醇、90mol环氧乙烷和20mol环氧丙烷的混合物、75mol环氧氯丙烷和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)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0.8mol甲氧基羟基PEG中间体、4.8mol衣康酸、1.5g甲磺酸和0.01g对甲醚苯酚，搅拌，170℃下反应3h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.35molN，N-二甲基乙胺和0.01g对苯二酚，升温至50℃，缓慢滴加含0.7mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的N，N-二甲基乙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为15％)，滴加完毕后，于50℃条件下，继续保温反应5h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.5mol步骤3)合成的活性大单体、1.0mol甲基丙烯酸、0.5molAPEG和400ml去离子水，所述分子量调节剂为3-巯基丙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸和APEG总摩尔数的2％，升温至85℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为10％的过硫酸钾，所述引发剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸和APEG总摩尔数的1.5％，滴加时间为2h，滴加完毕后，保温反应2h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例6
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥385份，粉煤灰60份，砂子710份，碎石1090份，超早强聚羧酸减水剂10.5份以及水143份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入0.8mol甲醇、80mol环氧乙烷和16mol环氧丙烷的混合物、24mol环氧氯丙烷和4g氢化钠，搅拌，120℃下反应8h，即得反应产物甲氧基羟基PEG中间体；
2)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0.6mol甲氧基羟基PEG中间体、1.8mol甲基丙烯酸、4g甲磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，170℃下反应4h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.5mol三丙胺和0.01g对苯二酚，升温至60℃，缓慢滴加含0.5mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的三丙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为10％)，滴加完毕后，于60℃条件下，继续保温反应5h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.6mol步骤3)合成的所述活性大单体、1.5mol丙烯酸、0.3molVPEG和600ml去离子水，所述分子量调节剂为巯基乙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸和HPEG总摩尔数的1.5％，升温至95℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为20％的过硫酸铵，所述引发剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸和HPEG总摩尔数的0.5％，滴加时间为3h，滴加完毕后，保温反应4h，降温至45℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例7
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380份，粉煤灰50份，砂子700份，碎石1080份，超早强聚羧酸减水剂10份以及水140份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1.0mol甲醇、80mol环氧乙烷、60mol环氧氯丙烷和3g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)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0.9mol甲氧基羟基PEG中间体、1.05mol甲基丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，170℃下反应3h，即得反应产物活性大单体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.16mol三乙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含0.8mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的三乙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为15％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应2h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.7mol步骤3)合成的活性大单体、0.7mol丙烯酸、0.7molTPEG、0.14mol丙烯酰胺和500ml去离子水，所述分子量调节剂为巯基乙醇，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸、丙烯酰胺和TPEG总摩尔数的1％，升温至90℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为15％的过氧化苯甲酰，所述引发剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸、丙烯酰胺和TPEG总摩尔数的5％，滴加时间为10h，滴加完毕后，保温反应3h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.5，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例8
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥395份，粉煤灰70份，砂子725份，碎石1125份，超早强聚羧酸减水剂11份以及水150份；
其中所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1mol甲醇、5mol环氧乙烷、1mol环氧氯丙烷和2g氢化钠，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基中间体；
2)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1.0mol甲氧基羟基中间体、8.0mol丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，70℃下反应15h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入2.0molN，N-二甲基乙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含1.0mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的N，N-二甲基乙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为15％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应2h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、1.0mol步骤3)合成的活性大单体、2.0mol丙烯酸、0.33molHPEG、2.0mol2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和600ml去离子水，所述分子量调节剂为巯基乙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和HPEG总摩尔数的5％，升温至95℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为20％的过硫酸铵，所述引发剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和HPEG总摩尔数的0.1％，滴加时间为3h，滴加完毕后，保温反应4h，降温至45℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例9
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥400份，粉煤灰65份，砂子725份，碎石1105份，超早强聚羧酸减水剂12份以及水150份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1mol甲醇、200mol环氧乙烷、150mol环氧氯丙烷和2g氢化钠，搅拌，110℃下反应8h，即得反应产物甲氧基羟基中间体；
2)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1.0mol甲氧基羟基中间体、4.5mol马来酸酐、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，110℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.75mol三丙胺和0.01g对苯二酚，升温至50℃，缓慢滴加含0.75mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的三丙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为10％)，滴加完毕后，于50℃条件下，继续保温反应5h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.5mol步骤3)合成的活性大单体、0.75mol甲基丙烯酸、0.25molVPEG、0.25mol2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和400ml去离子水，所述分子量调节剂为异丙醇，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和VPEG总摩尔数的0.05％，升温至85℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为10％的双氧水，所述引发剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和VPEG总摩尔数的3％，滴加时间为2h，滴加完毕后，保温反应2h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例10
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥420份，粉煤灰80份，砂子750份，碎石1130份，超早强聚羧酸减水剂14份以及水160份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1.0mol甲醇、100mol环氧乙烷和50mol环氧丙烷的混合物、100mol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中间体；
2)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0.7mol甲氧基羟基中间体、0.75mol丙烯酸、1g甲磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入2.5molN，N-二甲基丙胺和0.01g对苯二酚，升温至60℃，缓慢滴加含0.5mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的N，N-二甲基丙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为15％)，滴加完毕后，于60℃条件下，继续保温反应6h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.5mol步骤3)合成的活性大单体、1.2mol甲基丙烯酸、0.25molAPEG、0.75mol丙烯酰胺和400ml去离子水，所述分子量调节剂为3-巯基丙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸、丙烯酰胺和APEG总摩尔数的2％，升温至85℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为10％的过硫酸钾，所述引发剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸、丙烯酰胺和APEG总摩尔数的1.5％，滴加时间为2h，滴加完毕后，保温反应2h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例11
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥395份，粉煤灰70份，砂子725份，碎石1125份，超早强聚羧酸减水剂11份以及水150份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1.0mol甲醇、60mol环氧乙烷和20mol环氧丙烷的混合物、2mol环氧溴丙烷和4g氢化钠，搅拌，110℃下反应10h，即得反应产物甲氧基羟基中间体；
2)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0.6mol甲氧基羟基中间体、1.2mol马来酸酐、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，110℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.8mol三乙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含0.6mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的三乙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为12％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应2h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.6mol步骤3)合成的活性大单体、1.2mol马来酸酐、0.6molTPEG、1.8mol丙烯酰胺和500ml去离子水，所述分子量调节剂为吊白块，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、马来酸酐、丙烯酰胺和TPEG总摩尔数的1.8％，升温至90℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为15％的过氧化苯甲酰，所述引发剂的用量为所述活性大单体、马来酸酐、丙烯酰胺和TPEG总摩尔数的4％，滴加时间为2.5h，滴加完毕后，保温反应3h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.5，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例12
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥415份，粉煤灰75份，砂子740份，碎石1125份，超早强聚羧酸减水剂13.6份以及水158份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1mol甲醇、165mol环氧乙烷和35mol环氧丙烷的混合物、1.2mol环氧溴丙烷和3g氢化钠，搅拌，100℃下反应8h，即得反应产物甲氧基羟基中间体；
2)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0.9mol甲氧基羟基中间体、4.5mol丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，110℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.4mol三甲胺和0.01g对苯二酚，升温至75℃，缓慢滴加含有0.75mol步骤2)合成的甲氧基活性中间体的三甲胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为5％)，滴加完毕后，于75℃条件下，继续保温反应6h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.7mol步骤3)合成的活性大单体、1.0mol衣康酸、0.25molHPEG、0.7mol2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和600ml去离子水，所述分子量调节剂为巯基乙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、衣康酸、烯丙基磺酸钠和HPEG总摩尔数的1.5％，升温至95℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为20％的过硫酸铵，所述引发剂的用量为所述活性大单体、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和HPEG总摩尔数的0.5％，滴加时间为3h，滴加完毕后，保温反应4h，降温至45℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例13
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380份，粉煤灰50份，砂子700份，碎石1080份，超早强聚羧酸减水剂10份以及水140份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1mol甲醇、5mol环氧乙烷、1mol环氧氯丙烷和2g氢化钠，搅拌，110℃下反应9h，即得反应产物甲氧基羟基中间体；
2)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1.0mol甲氧基羟基中间体、6.0mol丙烯酸、3g对甲基苯磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，110℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入1.5molN，N-二甲基乙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含1.0mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的N，N-二甲基乙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔浓度为15％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应3h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、1.0mol步骤3)合成的活性大单体、1.0mol丙烯酸、1.0molHPEG、0.2mol烯丙基磺酸钠和600ml去离子水，所述分子量调节剂为巯基乙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和HPEG总摩尔数的5％，升温至95℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为20％的过硫酸铵，所述引发剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和HPEG总摩尔数的5％，滴加时间为3h，滴加完毕后，保温反应4h，降温至45℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝8.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例14
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥395份，粉煤灰70份，砂子725份，碎石1125份，超早强聚羧酸减水剂11份以及水150份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1.0mol甲醇、100mol环氧乙烷和50mol环氧丙烷的混合物、100mol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中间体；
2)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0.7mol甲氧基羟基中间体、0.75mol丙烯酸、1g甲磺酸和0.01g对苯二酚，搅拌，80℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入1.0molN，N-二甲基丙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含0.5mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的N，N-二甲基丙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔百分比浓度为15％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应3h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.5mol步骤3)所述活性大单体、1.0mol甲基丙烯酸、0.17molAPEG、1.0mol烯丙基磺酸钠和400ml去离子水，所述分子量调节剂为3-巯基丙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸、烯丙基磺酸钠和APEG总摩尔数的0.5％，升温至85℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为10％的过硫酸钾，所述引发剂的用量为所述活性大单体、甲基丙烯酸、烯丙基磺酸钠和APEG总摩尔数的0.5％，滴加时间为2h，滴加完毕后，保温反应2h，降温至50℃下，加入质量浓度为30％的NaOH溶液，调节pH＝7.0，即得超早强聚羧酸减水剂。
实施例15
一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥400份，粉煤灰65份，砂子725份，碎石1105份，超早强聚羧酸减水剂12份以及水150份；
所述超早强聚羧酸减水剂由以下方法制备而成：
1)在封闭的高压釜中，分别注入1.0mol甲醇、90mol环氧乙烷和20mol环氧丙烷的混合物、75mol环氧氯丙烷和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)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0.8mol甲氧基羟基PEG中间体、3.2mol衣康酸、1.5g甲磺酸和0.01g对甲醚苯酚，搅拌，120℃下反应10h，即得反应产物甲氧基PEG活性中间体；
3)向玻璃烧瓶中加入0.7molN，N-二甲基乙胺和0.01g对苯二酚，升温至80℃，缓慢滴加含0.7mol步骤2)合成的甲氧基PEG活性中间体的N，N-二甲基乙胺溶液(其中，甲氧基PEG活性中间体的摩尔百分比浓度为15％)，滴加完毕后，于80℃条件下，继续保温反应3h，即得所述活性大单体；
4)在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的1000ml四口烧瓶中，加入分子量调节剂、0.6mol步骤3)所述活性大单体、1.5mol丙烯酸、0.3molHPEG、1.0mol烯丙基磺酸钠和600ml去离子水，所述分子量调节剂为巯基乙酸，所述分子量调节剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸、烯丙基磺酸钠和HPEG总摩尔数的5％，升温至95℃，滴加引发剂的水溶液，所述引发剂为质量浓度为20％的过硫酸铵，所述引发剂的用量为所述活性大单体、丙烯酸、烯丙基磺酸钠和HPEG总摩尔数的5％，滴加时间为3h，滴加完毕后，保温反应4h，降温至45℃下，加入质量浓度为30％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中混凝土管芯中的混凝土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 8-10h 7d 28d
强度 33-36 54-57 62-73
养护条件 自然 自然 自然
比较例
比较例1～15中的预应力钢筒混凝土管采用传统的预应力钢筒混凝土管的制备方法制得，其与实施例1～15中的预应力钢筒混凝土管的制备方法的区别在于：混凝土管芯初体脱模前的养护采用蒸养工序进行，而本发明的制备方法采用自然养护工序进行；其中，蒸养工序条件如下表所示：
表2蒸养工序条件
对比较例1～15中混凝土管芯中的混凝土的不同期龄的强度进行测试，测试结果见下表。
表3混凝土不同龄期强度(单位：MPa)
通过表1和表3中的数据结果可知：在本发明混凝土管芯的养护工序采用了自然养护替代蒸汽养护的方式，在相同的养护时间下，得到的混凝土的强度更高。
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)

1.一种预应力钢筒混凝土管的制备方法，其特征在于：包括：在带有钢筒的混凝土管芯外侧缠绕环向预应力钢丝，然后喷制水泥砂浆保护层，即制得预应力钢筒混凝土管；所述混凝土管芯通过将混凝土浇筑后形成的混凝土管芯初体进行自然养护而形成；
其中，所述混凝土包括水泥、集料、水和超早强聚羧酸减水剂，所述超早强聚羧酸减水剂为式(1)或式(2)所示的化合物；
所述式(1)所示的化合物的结构式如下：
所述式(2)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
M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.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混凝土还包括粉煤灰。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述超早强聚羧酸减水剂的重量为水泥重量的2.4％-3.5％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥380-420份，集料1750-1900份，超早强聚羧酸减水剂10-14份以及水140-160份。
5.如权利要求4的方法，其特征在于：所述混凝土还包括50-80份的粉煤灰。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混凝土包括以下重量份的组分：水泥385-415份，集料1800-1865份，超早强聚羧酸减水剂10.5-13.6份以及水143-158份。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述混凝土还包括60-75份的粉煤灰。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述集料为砂子和碎石的混合物，其中砂子710-740份，碎石1091-1125份。
9.如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法制得的预应力钢筒混凝土管。
10.超早强聚羧酸减水剂在预应力钢筒混凝土管中的应用，所述超早强聚羧酸减水剂为式(1)或式(2)所示的化合物；
所述式(1)所示的化合物的结构式如下：
所述式(2)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M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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