CN106045376B - 一种低引气型钢管混凝土外加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低引气型钢管混凝土外加剂，它由聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂和水经复配而成。本发明针对目前钢管混凝土在制备和实际施工中存在的坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，提出了一种低引气型钢管混凝土外加剂，该外加剂的引气作用显著降低，保塑性能显著提高，拌制的钢管混凝土含气量控制在1.0‑2.5％范围内，可有效解决坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，且涉及的制备方法简单，适合推广应用。

Description

一种低引气型钢管混凝土外加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种低引气型钢管混凝土外加剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国混凝土的发展使得混凝土的各方面性能在不断提高，并且对混凝土减水剂的依赖性越来越大。聚羧酸系高效减水剂是第三代高性能减水剂，具有减水率高、与水泥适应性强、保坍保塑性能优异等特点，可大幅度提高粉煤灰、硅灰、钢渣粉、矿粉等矿物掺和料的用量，节约水泥，广泛用于配制高强、超高强混凝土，特别适用于高速铁路、桥梁、海港码头、水利工程等高强度、高耐久性、高水泥适应性的混凝土工程中。

但对于钢管混凝土来说，混凝土含气量和坍落度经时损失大一直是困扰正常施工的问题。首先，当新拌混凝土长时间长距离运输后，应尽可能保持在初始的坍落度水平，以保证混凝土顺利地运输、泵送工作。坍落度损失过快会严重影响钢管混凝土的施工质量，甚至导致钢管混凝土泵送过程中堵管而引起施工事故。坍落度损失的主要原因在于，随着水泥水化的进行，提供润滑作用的水分不断减少，同时减水剂被水泥颗粒和水化产物不断吸附，使液相中减水剂的有效含量快速降低，体系的动电电位和分散作用下降。为减缓混凝土坍落度的损失，人们采取了后掺法、多次掺加法、复合缓凝剂等方法，但在工程实际中，由于操作的复杂性和搅拌设备的限制，适用性不强，并且复合缓凝剂与水泥相容的问题相反会发生坍落度损失过快和不正常凝结现象。其次，钢管核心混凝土的含气量对钢管内壁与混凝土的粘结性能有很大影响。传统的聚羧酸系减水剂由于主链和侧链疏水基团的作用易导致新拌混凝土含气量大且不稳定。若核心混凝土气体量过大，在进行钢管混凝土的泵送顶升施工过程中，这些气体极易在泵送压力和混凝土自身重力的作用下吸附于钢管内壁并富集而形成一层气体膜，抵消了核心混凝土的膨胀量，易造成钢管壁与混凝土脱粘。

发明内容

针对上述钢管混凝土在制备和实际施工中存在的坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，本发明提出了一种低引气型钢管混凝土外加剂，该外加剂的引气作用显著降低，保塑性能显著提高，拌制的钢管混凝土含气量控制在1.0-2.5％范围内，可有效解决坍落度损失过快和含气量大且不稳定的问题，且涉及的制备方法简单，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低引气型钢管混凝土外加剂，它由聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂和水经复配而成，其中聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂的质量比为100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)；其余为水，将所得低引气型钢管混凝土外加剂稀释至固含量为20-25％。

上述方案中，所述聚羧酸系减水组分的重均分子量在45000-75000的聚合物，其结构通式见式I：

式中，a和aˊ的取值范围为22-36；b和bˊ的取值范围为2-7；c和cˊ的取值范围为15-45；d和dˊ的取值范围为2-6；R和Rˊ为脂肪醇基，其C原子数量为12-16个；-[EO-PO]-为EO(环氧乙烷)/PO(环氧丙烷)无规共聚段。

上述方案中，所述聚羧酸系减水组分由马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体按12:(1.2-2.4):(6-24):(1-2)的摩尔比经共聚而成。

上述方案中，所述EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体分子量为1000-1500，其中质量比EO/PO＝0.6-1.5。

上述方案中，所述交联单体为单缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯、多缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯中的一种，结构通式见式Ⅱ，分子量控制在200-400：

式中，m＝1-3。

上述方案中，所述聚羧酸系减水组分的制备方法包括以下步骤：a)将EO/PO无规共聚醚、对苯二酚加入到反应釜中，在氮气保护下搅拌加热至60-80℃，滴加丙烯酸，反应3-5小时生成EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯，其中EO/PO无规共聚醚：丙烯酸＝1:1，对苯二酚占EO/PO无规共聚醚质量的0.1-0.5％；b)将EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯和马来酸二丁二醇酯、引发剂和链转移剂添加到反应釜中，在氮气保护气氛下搅拌加热反应釜，升温至70-90℃，滴加甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体，在3小时内滴加完毕，然后保温反应3-5小时；c)缓慢降温至40-45℃，加入NaOH溶液调节PH至中性得所述聚羧酸系减水组分，其有效固含量为40-45％；其中，链引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种，其添加量为反应物总质量的10-30％；链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、亚硫酸氢钠、甲酸钠、次亚磷酸钠中的一种，其添加量为反应物总质量的1-10％；所述反应物总质量为马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体的总质量，马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体的摩尔比为12:(1.2-2.4):(6-24):(1-2)。

上述方案中，所述保塑组分的结构通式见式III，其分子量控制在20000-40000：

式中，x＝1-4；y＝15-34；z＝2-5；s＝12-30；q＝1-3。

上述方案中，所述保塑组分的制备方法包括以下步骤：a)将酒石酸酐和对苯二酚(阻聚剂)加入反应釜中进行酯化反应，反应温度75-90℃，反应时间5-10h，对苯二酚占酒石酸质量的0.1-0.5％，反应过程中滴加占酒石酸质量5-10％的2-丁烯酸，制得大单体酒石酸-2-丁烯酸酯；b)将马来酸、对苯二酚(阻聚剂)和两种聚环氧乙烷(聚合度分别为22和13)加入反应釜中进行酯化反应，反应温度为80-95℃，反应时间为5-10h，对苯二酚占马来酸和聚环氧乙烷总质量的0.1-0.5％，两种聚环氧乙烷(聚合度分别为22和13)的摩尔比为1:1，与马来酸的质量比分别为1:(3-3.5)和1:(5-6)，制得二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯；c)将制备的大单体酒石酸-2-丁烯酸酯和二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、引发剂、链转移剂加入反应釜中，然后升温至75-85℃，滴加苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸丁酯，滴加时间在4小时内，然后保温反应3-5小时；d)缓慢降温至40-45℃，加入NaOH溶液调节PH至中性得所述保塑组分，其有效固含量40-45％；其中，链引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种，其添加量为反应物总质量的10-30％；其中，链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸、亚硫酸氢钠、甲酸钠、次亚磷酸钠中的一种，其添加量为反应物总质量的1-10％；所述反应物总质量为酒石酸-2-丁烯酸酯、二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸丁酯单体的总质量，酒石酸-2-丁烯酸酯、二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸丁酯单体的摩尔比为1:(0.5-1):(8-12):(5-15)。

上述方案中，所述引气剂为引气剂为松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类引气剂中的一种或多种；消泡剂为有机硅类、聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种；所述增粘剂为羟甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、甲基羟乙基纤维素醚中的一种。

上述一种低引气型钢管混凝土外加剂的制备方法，包括如下步骤：1)原料的称取：将聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂按100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)的质量比进行称取；2)将聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂进行复配，然后加水稀释至所得混合乳液的固含量为20-25％。

将上述方案，将所述低引气型钢管混凝土外加剂应用于制备钢管混凝土，其添加量占钢管混凝土胶凝材料用量的0.5-2.0％。

本发明的原理为：1)在聚羧酸系减水组分中引入环氧乙烷/环氧丙烷无规共聚和丙二醇支链，增加了减水组分支链的物理空间位阻层次性，延缓了混凝土中水分与水泥颗粒的接触，同时酯基基团在水泥混凝土碱性环境中逐步水解，形成更多的COO-基团并与碱性金属离子(Ca²⁺)形成络合物，降低了水泥中Ca²⁺的浓度，延缓了水化反应进程；2)采用具有交联结构的丙二醇双甲基丙烯酸酯，增加了减水剂分子的空间交联性能，同时丙二醇连接的酯基结构较一般酯基结构水解速率慢，更有利于减水剂分子中后期释放出COO^-基团，增加了水泥混凝土中后期的分散性能，有效控制了混凝土坍落度经时损失量：3)通过对保塑组分引入苯磺酸钠和支链烷基醚基团，增加了支链疏水性，同时引入酒石酸酐，在水泥水化初期就可以水解释放两倍的羟基和羧基，可在水泥颗粒表面形成一层水膜，增加水泥混凝土的流动性能和保塑性能；4)通过对消泡剂、引气剂和减水组分进行复配，降低水的表面张力，使得聚羧酸系组分自身支链产生的大气泡逐渐逸出或破裂，进而增加混凝土内部微小气泡的数量，这些微小气泡由于表面张力的降低而稳定存在于混凝土内部，起到滚珠效应而增加了混凝土的流动度和坍落度。

本发明的有益效果为：

1)本发明所述低引气型钢管混凝土外加剂可显著改善钢管混凝土的坍落度损失量，基本保证2小时内混凝土坍落度无损失，3小时坍落度损失量小于20mm。

2)通过减水组分、保塑保塑和引气剂、消泡剂的复配使用，使新拌钢管混凝土初始含气量控制在1.0-2.5％，1小时后混凝土含气量控制在0.8-2.2％，保证混凝土内部微小气泡稳定存在。

3)本发明所述低引气型钢管混凝土外加剂在保证力学性能和施工性能的前提下，可有效降低水泥的使用量，增加矿物掺和料的替代率，更加节约钢管混凝土生产成本。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

以下实施例中，如无具体说明，采用的试剂均为市售化学试剂。

以下实施例中，水泥为华新42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰为市售Ⅱ级粉煤灰；膨胀剂为天津豹鸣HCSA高性能混凝土膨胀剂；碎石为5-25mm连续级配普通碎石；砂为普通河砂，属中砂。

以下实施例中，所述EO/PO无规聚醚的制备方法包括如下步骤：1)在高压反应釜中加入1,2-丙二醇和氢氧化钾，抽真空并进行氮气置换3次；2)按质量比40:60将环氧乙烷和环氧丙烷加入到反应釜内，控制温度115℃，真空釜压力为0.4Mpa，反应时间为6小时，氢氧化钾用量为环氧乙烷和环氧丙烷总质量的0.25‰，1，2-丙二醇为环氧乙烷和环氧丙烷总质量的20％；3)真空脱水干燥既得所述EO/PO无规聚醚。

实施例1-3和对比例1

一种低引气型钢管混凝土专用外加剂，各组分所占重量份数见表1，其制备方法包括以下步骤：

(1)聚羧酸系减水组分的合成

a)将EO/PO无规共聚醚、对苯二酚加入到反应釜中，在氮气保护下搅拌加热至65℃，滴加丙烯酸，反应4小时生成EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯，其中EO/PO无规共聚醚与丙烯酸的质量比为1:1，对苯二酚占EO/PO无规共聚醚质量的0.4％；b)将EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯和马来酸二丁二醇酯、引发剂和链转移剂添加到反应釜中，在氮气保护气氛下搅拌加热反应釜，升温至85℃，滴加甲基丙烯酸高级脂肪醇酯(碳原子数为13)、单缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯，在3小时内滴加完毕，然后保温反应4小时；c)缓慢降温至40℃，加入NaOH溶液调节PH至中性得所述聚羧酸系减水组分，其有效固含量为43％；其中，链引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾按1:1的质量比所得混合物，其添加量为反应物总质量的18％；链转移剂为亚硫酸氢钠，其添加量为反应物总质量的6％；所述反应物总质量为马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯(碳原子数为13)、单缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体的总质量，马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体的摩尔比为12:1.5:18:1.8，所得聚羧酸系减水组分的重均分子量为45000-51000，其结构式见式IV：

(2)保塑组分的合成

a)将酒石酸酐和对苯二酚(阻聚剂)加入反应釜中进行酯化反应，反应温度85℃，反应时间5h，对苯二酚占酒石酸质量的0.5％，反应过程中滴加占酒石酸质量7％的2-丁烯酸，制得大单体酒石酸-2-丁烯酸酯；b)将马来酸、对苯二酚(阻聚剂)和两种聚环氧乙烷(聚合度分别为22和13)加入反应釜中进行酯化反应，反应温度为80℃，反应时间为10h，对苯二酚占马来酸和聚环氧乙烷总质量的0.4％，两种聚环氧乙烷(聚合度分别为22和13)的摩尔比为1:1，它们与马来酸的质量比分别为1:3.4和1:5.5，制得二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯；c)将制备的大单体酒石酸-2-丁烯酸酯和二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、引发剂、链转移剂加入反应釜中，然后升温至85℃，滴加苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸丁酯，滴加时间在4小时内，然后保温反应4小时；d)缓慢降温至40℃，加入NaOH溶液调节PH至中性得所述保塑组分，其有效固含量为43％；其中，链引发剂为过硫酸钾，其添加量为反应物总质量的28％；其中，链转移剂为巯基乙酸，其添加量为反应物总质量的5％；所述反应物总质量为酒石酸-2-丁烯酸酯、二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸丁酯单体的总质量，酒石酸-2-丁烯酸酯、二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸丁酯单体的摩尔比为1:8:0.8:6；所得保塑组分的分子量为20000-25000，结构式见式V：

(3)钢管混凝土专用外加剂的复配

将所制备的聚羧酸系减水剂组分、保塑组分、LP.HW10十二烷基醇醚硫酸钠(引气剂)、PAC有机硅类消泡剂和分子量100000的羟甲基纤维素醚增粘剂进行复配，其复配配方见表1，然后加水稀释至所得混合乳液的固含为25％，即得所述低引气型钢管混凝土专用外加剂。

表1实施例1-3和对比例1所述外加剂的复配配方(重量份)

编号	聚羧酸系减水组分	保塑组分	引气剂	消泡剂	增粘剂
						实施例1	100	23	0.002	0.05	0.06
实施例2	100	18	0.003	0.05	0.04
						实施例3	100	10	0.003	0.03	0.03
对比例1	100	0	0	0	0

将实施例1-3和对比例1所得产物分别进行水泥净浆流动度试验、凝结时间试验和胶砂强度试验。其中，净浆流动度试验按照GB8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》相关规定进行测试；凝结时间按照GB 8076-2008《混凝土外加剂》方法测定；掺外加剂的砂浆流动度控制在180mm±5mm范围内，测定结果见表2。

表2实施例1-3和对比例1所得产物的水泥净浆流动度与凝结时间结果

上述结果表明，实施例1～3所得外加剂的分散效果优异，且2小时后水泥净浆流动度损失量小，较单掺聚羧酸系减水组分的保塑时间更长，凝结时间略有延长。

实施例4-6、对比例2

一种低引气型钢管混凝土专用外加剂，各组分所占重量份数见表3，其制备方法包括以下步骤：

(1)聚羧酸系减水组分的合成

a)将EO/PO无规共聚醚、对苯二酚加入到反应釜中，在氮气保护下搅拌加热至70℃，滴加丙烯酸，反应4.5小时生成EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯，其中EO/PO无规共聚醚与丙烯酸的质量比为1:1，对苯二酚占EO/PO无规共聚醚质量的0.3％；b)将EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯和马来酸二丁二醇酯、引发剂和链转移剂添加到反应釜中，在氮气保护气氛下搅拌加热反应釜，升温至80℃，滴加甲基丙烯酸高级脂肪醇酯(碳原子数为15)、三缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯，在3小时内滴加完毕，然后保温反应5小时；c)缓慢降温至45℃，加入NaOH溶液调节PH至中性得所述聚羧酸系减水组分，其有效固含量为44％；其中，链引发剂为过硫酸铵，其添加量为反应物总质量的22％；链转移剂为亚硫酸氢钠和次亚磷酸钠质量比1:1的混合物，其添加量为反应物总质量的7％；所述反应物总质量为马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯(碳原子数为15)、单缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体的总质量，马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体的摩尔比为12:2:15:1；所得聚羧酸系减水组分的重均分子量为50000-55000，其结构式见式VI：

(2)保塑组分的合成

a)将酒石酸酐和对苯二酚(阻聚剂)加入反应釜中进行酯化反应，反应温度80℃，反应时间6h，对苯二酚占酒石酸质量的0.4％，反应过程中滴加占酒石酸质量8％的2-丁烯酸，制得大单体酒石酸-2-丁烯酸酯；b)将马来酸、对苯二酚(阻聚剂)和两种聚环氧乙烷(聚合度分别为22和13)加入反应釜中进行酯化反应，反应温度为90℃，反应时间为8h，对苯二酚占马来酸和聚环氧乙烷总质量的0.4％，两种聚环氧乙烷(聚合度分别为22和13)的摩尔比为1:1，与马来酸的质量比分别为1:3.2和1:5，制得二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯；c)将制备的大单体酒石酸-2-丁烯酸酯和二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、引发剂、链转移剂加入反应釜中，然后升温至80℃，滴加苯乙烯磺酸钠、甲基丙烯酸丁酯，滴加时间在4小时内，然后保温反应3小时；d)缓慢降温至40℃，加入NaOH溶液调节PH至中性得所述保塑组分，其有效固含量42％；其中，链引发剂为过硫酸钾，其添加量为反应物总质量的25％；其中，链转移剂为巯基乙酸和巯基丙酸按2:1的质量比所得的混合物，其添加量为反应物总质量的8％；所述反应物总质量为酒石酸-2-丁烯酸酯、二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸丁酯单体的总质量，酒石酸-2-丁烯酸酯、二聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸丁酯单体的摩尔比为1:10:0.7:8；所得保塑组分的分子量为30000-35000，结构式见式VII：

(3)钢管混凝土专用外加剂的复配

将所制备的聚羧酸系减水剂组分、保塑组分、3N70十二烷基醇醚硫酸钠引气剂、M.2005聚醚类消泡剂和分子量100000的羟甲基纤维素醚增粘剂进行复配，其复配配方见表3，然后加水稀释至所得混合乳液的固含量为25％，即得所述低引气型钢管混凝土专用外加剂。

表3实施例4-6所得外加剂的复配配方(重量份)

编号	聚羧酸系减水组分	高效保塑剂	引气剂	消泡剂	增粘剂
						实施例4	100	20	0.002	0.04	0.03
实施例5	100	15	0.003	0.05	0.04
						实施例6	100	10	0.004	0.06	0.05

对比例2中外加剂采用市售江苏博特生产的YJ-1型聚羧酸系减水剂，其有效固含为25％。

将实施例4-6所得产物和对比例2所述YJ-1型聚羧酸系减水剂进行水泥净浆流动度试验、凝结时间试验和胶砂强度试验。其中，净浆流动度试验按照GB8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》相关规定进行测试；凝结时间按照GB 8076-2008《混凝土外加剂》方法测定，掺外加剂的砂浆流动度控制在180mm±5mm范围内，测定结果见表4。

表4实施例4-6所得产物和对比例2所述减水剂的水泥净浆流动度与凝结时间结果

上述结果表明，实施例4～6所得外加剂的分散效果优异，且2小时后水泥净浆流动度损失量小，保塑效果好，较一般用聚羧酸系减水剂凝结时间延长，更有利于钢管混凝土的长距离长时间泵送施工。

应用例1-3和对比例3

将实施例4中所得低引气型钢管混凝土专用外加剂和对比例2中所述YJ-1型聚羧酸系减水剂应用于配制C50钢管混凝土中，混凝土配合比见表5，然后分别对所得混凝土的初始坍落度/扩展度、3h坍落度/扩展度、含气量、抗压强度等性能进行测试。结果见表6。

表5C50钢管混凝土的配合比(kg/m³)

编号	水泥	粉煤灰	膨胀剂	砂	碎石	水	外加剂
								应用例1	430	75	45	787	923	160	4.4
应用例2	430	75	45	787	923	160	5.5
								应用例3	430	75	45	787	923	160	6.6
对比例3	430	75	45	787	923	160	8.8

表6应用例1-3和对比例2配制的C50钢管混凝土的性能测试结果

从表6中可以看出，本发明所述外加剂随着其掺量的增加，其缓凝保塑性能得到提高，3小时坍落度损失量小于30mm，所得新拌钢管混凝土的含气量基本维持在合理范围内，且该外加剂可以显著改善混凝土各龄期抗压强度，与普通聚羧酸系减水剂相比，可以在减小外加剂掺量的同时增加混凝土初始流动性能和缓凝保塑效果，保证钢管混凝土的运输和泵送施工。

综上所述，本发明通过聚羧酸系组分的和保塑组分的分子设计，有效解决了外加剂缓凝保塑经时损失的缺点，通过在聚羧酸系减水组分中复配消泡剂、引气剂和增粘剂的方法可以将新拌混凝土的含气量有效控制在1.0-2.5％范围内，改善混凝土的初始流动性能，有利于混凝土与钢管的粘结和混凝土后期强度的强化，且可一定程度上减少外加剂的掺量或减少胶凝材料的使用量，适合推广应用。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种低引气型钢管混凝土外加剂，其特征在于，它由聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂和水经复配而成，其中聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂的质量比为100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)；其余为水，将所得低引气型钢管混凝土外加剂稀释至固含为20-25％；

所述保塑组分的结构通式见式III，其分子量控制在20000-40000：

式中，x＝1-4；y＝15-34；z＝2-5；s＝12-30；q＝1-3。

2.根据权利要求1所述的低引气型钢管混凝土外加剂，其特征在于，所述聚羧酸系减水组分的重均分子量为45000-75000，其结构通式见式I：

式中，a和aˊ的取值范围为22-36；b和bˊ的取值范围为2-7；c和cˊ的取值范围为15-45；d和dˊ的取值范围为2-6；R和Rˊ为脂肪醇基，其C原子数量为12-16个；-[EO-PO]-为EO/PO无规共聚段。

3.根据权利要求2所述的低引气型钢管混凝土外加剂，其特征在于，所述聚羧酸系减水组分由马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体按12:(1.2-2.4):(6-24):(1-2)的摩尔比经共聚而成。

4.根据权利要求2所述的低引气型钢管混凝土外加剂，其特征在于，所述EO/PO无规共聚醚丙烯酸酯单体分子量为1000-1500，其中质量比EO/PO＝0.6-1.5。

5.根据权利要求3所述的低引气型钢管混凝土外加剂，其特征在于，所述交联单体为单缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯、多缩1,2-丙二醇双甲基丙烯酸酯中的一种，结构通式见式Ⅱ，分子量控制在200-400：

式中，m＝1-3。

6.根据权利要求1所述的低引气型钢管混凝土外加剂，其特征在于，所述引气剂为松香树脂类、烷基和烷基芳烃磺酸类、脂肪醇磺酸盐类引气剂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的低引气型钢管缓凝土外加剂，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类、聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种。

8.根据权利要求1所述的低引气型钢管缓凝土外加剂，其特征在于，所述增粘剂为羟甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、甲基羟乙基纤维素醚中的一种。

9.权利要求1-8任一项所述低引气型钢管混凝土外加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)原料的称取：将聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂和增粘剂按100:(5-25):(0.002-0.005):(0.03-0.07):(0.01-0.10)的质量比进行称取；2)将聚羧酸系减水组分、保塑组分、引气剂、消泡剂、增粘剂进行复配，然后加水稀释至所得混合乳液的固含20-25％。