专利名称：一种混凝土引气剂及其制备方法引气剂可有效的改善混凝土的和易性，同时对提高混凝土的耐久性能有着不可替 代的作用，适合于重要的混凝土工程。引气剂需要有较好的减水性能，使其应用于混凝土中 可替代高效减水剂的减水功能，可在保持混凝土的和易性和水灰比不变的情况下，节省水 泥用量，有效地降低混凝土的使用成本。在混凝土工程中使用一定量的引气剂，能提高新拌混凝土的流动性、和易性、可泵 性，能使新拌混凝土粘聚性增加，振动粘度系数增加，有利于防止混凝土在运输、卸料、摊铺 过程中发生离析和泌水现象，对提高混凝土的均勻性、耐久性十分有益。引气剂是一种表面活性剂，在混凝土拌合过程中加入引气剂，能在混凝土中引入 大量的微小气泡，并且由于引气剂分子具有亲水基团和憎水基团，能定向排列在气泡壁上， 降低气泡膜的气-液表面张力，从而降低表面能，并且所引入的气泡由于带有相同电荷的 定向吸附层，因此能增强气泡的稳定性。这些稳定微小气泡均勻分布在混凝土拌合物中，会 产生类似滚珠的作用，减少骨料颗粒间摩阻力，减少用水量，增加拌合物的稠度，抑制泌水， 改善混凝土的和易性。在混凝土硬化后，由于引气剂引入的小气泡能切断毛细管的通路，降 低毛细管作用，从而提高混凝土的耐久性。在商品混凝土中使用性能优异的引气剂，可显著提高塑性混凝土和硬化混凝土的 各项性能，而且还可以降低外加剂和混凝土的成本。优良引气剂的研究和应用是我国混凝 土及其外加剂发展的需要和必然。引气剂的开发、推广和应用意义深远，应是今后发展高性 能混凝土的必备外加剂。然而现有引气剂多存在引入气泡结构不合理、分布不均勻、气泡不稳定、大小不合 适等不足，不能有效提高新拌混凝土的和易性，以及改善硬化混凝土的耐久性。
本发明所要解决的技术问题在于提供一种混凝土引气剂及其制备方法，其能有效 提高新拌混凝土的和易性，以及改善硬化混凝土的耐久性。为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是一种混凝土引气剂，按质量份计，其由60-100份不饱和萜烯、10-20份不饱和脂肪 酸、5-10份不饱和酸酐、1-3份引发剂、150-200份水以及5_15份碱，加热反应制成。一种混凝土引气剂的制备方法，它包括以下步骤按质量份计，将60-100份不饱和萜烯、10-20份不饱和脂肪酸、5_10份不饱和酸 酐、1-3份引发剂投入反应釜中，同时充入氮气，温度控制在100-140°C，搅拌下进行自由基 热聚合反应和酯化反应3-5小时；加入150-200份水，加热至溶液沸腾；缓慢加入5-15份 碱，进行皂化反应1-3小时；反应完后冷却至室温，即得到引气剂成品。所述的不饱和萜烯为苎烯、异松油烯、水芹烯、松油烯中的一种。所述的不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻酸中的一种。所述的不饱和酸酐为2_亚甲基丁二酸酐、十二烯基丁二酸酐、衣糠酸酐、降冰片 烯二酸酐中的一种。所述的引发剂为特丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酸特丁酯中的一种。所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的一种。采用上述方案后，本发明中，不饱和萜烯、不饱和脂肪酸与不饱和酸酐由于分子结 构中具有反应活性的双键，因此在引发剂的作用下能发生自由基热聚合反应；与此同时不 饱和脂肪酸与不饱和酸酐在高温下易发生酯化反应，脱水形成酯基。不饱和萜烯、不饱和脂 肪酸与不饱和酸酐通过自由基热聚合反应与酯化反应后，形成具有特定分子量的高聚物， 其分子结构中具有亲水的羧基与酯基，憎水的长碳脂肪链和一定空间位阻效应的环状碳链 结构。亲水的羧基与酯基有助于提高产物的水溶性，有助于增强所引入气泡的稳定性，使气 泡稳定存在于混凝土内部。长碳脂肪链起到憎水作用，当引气剂吸附在气泡表面时，能阻止 外界水分向气泡内部渗透，防止气泡过大，改善引气剂在混凝土中形成的气泡稳定性。环状 碳链结构也起到憎水作用，能增加气泡泡壁的粘度与弹性，也能改善气泡稳定性，同时其还 有助于引入大量细小均勻的气泡。因此，本发明应用在混凝土中，能提高混凝土的和易性及硬化耐久性能，可用于对 耐久性要求高的混凝土工程，如公路、铁路、桥梁、隧道、水利工程等。4反应3小时；加入195. Og水，加热至溶液沸腾；缓慢加入10. 5g氢氧化钠，进行皂化反应2 小时；反应完后冷却至室温，即得到引气剂成品，重量浓度为39.2%。实施例5按质量份计，将60. Og松油烯、16. Og亚麻酸、7. 5g降冰片烯二酸酐、1. 5g过氧化苯 甲酸特丁酯投入反应釜中，同时充入氮气，温度控制在130°C，搅拌下进行自由基热聚合反 应和酯化反应4小时；加入150. Og水，加热至溶液沸腾；缓慢加入12. Og氢氧化钾，进行皂 化反应2小时；反应完后冷却至室温，即得到引气剂成品，重量浓度为39. 3%。实施例6按质量份计，将90. Og水芹烯、20. Og亚麻酸、9. 5g 2_亚甲基丁二酸酐、2. 5g过氧 化苯甲酸特丁酯投入反应釜中，同时充入氮气，温度控制在135°C，搅拌下进行自由基热聚 合反应和酯化反应3小时；加入200. Og水，加热至溶液沸腾；缓慢加入5. Og氢氧化钙，进行 皂化反应3小时；反应完后冷却至室温，即得到引气剂成品，重量浓度为38. 8%。对实施例1到实施例6所制得的引气剂进行测试。按照GB8076-2008《混凝土外 加剂》规定的减水率试验方法、GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》规 定的含气量试验方法、GBJ82-1985《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》规定的相对 耐久性指标试验方法，分别检测减水率、混凝土的初始含气量(Vtl)AOmin后含气量(V6tl)及 相对耐久性指标。引气剂掺量为胶凝材料质量的0.08%。。性能检测结果列于表1。表1性能检测结果
本发明公开了一种混凝土引气剂及其制备方法，按质量份计，将一定比例的不饱和萜烯、不饱和脂肪酸、不饱和酸酐与引发剂投入反应釜中，在一定条件下发生自由基热聚合反应和酯化反应，之后在水溶液中与碱进行皂化反应，最后得到具有一定分子量的高聚物，其分子结构中具有亲水的羧基与酯基、憎水的长碳脂肪链和具有一定空间位阻效应的环状碳链结构。该引气剂与其他外加剂复合性能好，引入气泡均匀细小，气泡稳定性高，用于对耐久性要求高的混凝土工程，如公路、铁路、桥梁、隧道、水利工程等，能提高混凝土的和易性及硬化耐久性能。