混凝土減縮劑及其製備方法與應用與流程
2023-10-06 09:08:09 1
本發明涉及建築材料技術領域，具體涉及一種混凝土減縮劑及其製備方法與應用。
背景技術：
水硬性膠凝材料水泥加水拌和後具有可塑性，同時還具黏結砂石等骨料的膠結性能，隨後逐漸失去塑性而凝結硬化為具有一定強度的石狀體，同時伴隨著體積收縮。現代高性能混凝土其較低的水膠比，以及礦物質超細粉和高效減水劑的使用，使混凝土自收縮和乾燥收縮量進一步加劇，而收縮應力會導致混凝土開裂出現裂縫，降低結構強度，影響混凝土的耐久性，縮短了建築物的使用壽命。針對混凝土的收縮開裂，目前主要的解決途徑有：優化配合比；摻膨脹劑；提高養護條件；摻減縮劑。相比於優化配合比、摻膨脹劑和提高養護條件，混凝土減縮劑對預防混凝土的收縮開裂更加有效，更經濟合理。
化學減縮劑分為兩類：一類以小分子醇及其衍生物類為主，能有效控制混凝土的收縮開裂，但摻量較高，佔膠材總量的3％～5％，會降低混凝土後期強度，且價格高；一類以高分子聚合物為主，在普通聚羧酸減水劑分子結構上引入了減縮基團，兼具減縮和減水功能，仍以減水功能為主，減縮效果沒小分子醇及其衍生物類突出，但通過對聚羧酸系減水劑中化學結構的改變，使之功能化，仍然是減縮劑的研究熱點。例如，現有技術公開了一種低引氣減縮型聚羧酸減水劑及其製備方法，由於該發明採用了雙氧水-抗壞血酸的氧化還原體系，使抗壞血酸氧化並失去引發聚合所需的反應活性，而且反應過程中需要通入氮氣，生產成本較高。現有技術同樣公開了一種低引氣減縮型聚羧酸減水劑及其製備方法，該減水劑的分子結構與普通聚羧酸減水劑的分子結構相似，降低收縮的量也有限。
儘管研究者開展了大量的減縮劑研發工作，但仍不能從根本上解決現有收縮裂縫存在的問題，甚至影響混凝土強度。究其原因，是減縮劑與收縮裂縫防治之間作用機理還不十分清楚，減水與減縮功能仍是無法迴避的矛盾。目前學術界公認的減縮劑作用機理是在新拌砂漿、混凝土攪拌過程中加入、通過改變孔溶液離子特徵及降低孔溶液表面張力等作用來減少砂漿或混凝土收縮。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明目的在於提供一種混凝土減縮劑及其製備方法與應用，以增強混凝土減縮劑的減水、減縮功能，提高混凝土抗凍能力、抗壓強度和抗裂性能，延長混凝土使用壽命；並且價格低廉，可以降低混凝土的生產成本，適用範圍廣。
為實現上述目的，本發明提供的技術方案為：
第一方面，本發明提供了一種混凝土減縮劑的製備方法，包括如下步驟：s101：將第一單體、引發劑和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至第一預設溫度；s102：將第二單體和水混合均勻，得到第二反應物；s103：將第三單體和第四單體混合均勻，得到第三反應物；s104：將還原劑、鏈轉移劑和水混合均勻，得到第四反應物；s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴加至處於第一預設溫度的第一反應物中；全部滴加結束後保溫，然後降溫至第二預設溫度；s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液，然後加入水，得到混凝土減縮劑；其中，第一單體為烯丙基聚氧乙烯醚，第二單體為丙烯酸，第三單體為甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯，第四單體為水芹烯；s101、s102、s103和s104無先後順序。需要說明的是，s105中，第一單體、第二單體、第三單體和第四單體進行自由基共聚反應；s106中，製備得到的混凝土減縮劑為淺棕色；第一單體烯丙基聚氧乙烯醚的化學分子式為ch2＝chch2o(ch2ch2o)nh，第二單體丙烯酸的化學分子式為ch2＝chcooh，第四單體水芹烯(2-甲基-5-(1-甲基乙基)-1,3-環己二烯)的化學分子式為
在本發明的進一步實施方式中，第一單體、第二單體、第三單體和第四單體的摩爾比為1:(0.8～3):(0.8～2.5):(0.1～0.4)；其中，第一單體的重均分子量為1000～2400。
在本發明的進一步實施方式中，s101中，引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過硫酸銨和過硫酸鉀中的一種或多種，引發劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的0.1％～2％；s104中，鏈轉移劑選自巰基乙酸、巰基丙酸和甲基丙烯磺酸鈉中的一種或多種，還原劑為抗壞血酸；鏈轉移劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的1％～4％；還原劑和第二單體的質量比為(0.3～0.5):1；s106中，鹼性溶液為質量百分數為20％～50％的氫氧化鈉溶液和/或質量百分數為20％～50％的氫氧化鉀溶液；加入鹼性溶液至ph值為7.0～8.5。
在本發明的進一步實施方式中，第三單體的製備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚在催化劑和阻聚劑的作用下進行酯化反應，得到第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯；其中，甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚的摩爾比為(1～1.2):1，酯化反應的溫度為90～150℃，酯化反應的時間為2～6h。需要說明的是，甲基丙烯酸的化學分子式為h2c＝c(ch3)cooh，二乙二醇單丁醚的化學分子式為c4h9och2ch2och2ch2oh。
在本發明的進一步實施方式中，催化劑選自濃硫酸、濃鹽酸和對甲基苯磺酸中的一種或多種；阻聚劑選自對苯二酚、吩噻嗪和氫醌中的一種或多種；催化劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的0.5％～3％；阻聚劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的0.5％～2％。需要說明的是，催化劑中的濃硫酸、濃鹽酸是指通常意義的濃硫酸、濃鹽酸，如濃硫酸的質量分數為98％；催化劑用量低於甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的0.5％時，酯化效率會大幅度下降，延長了酯化反應時間，如果用量高於甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的3％，產品顏色變深，副反應增加；阻聚劑的用量低於甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的0.5％時，會發生自聚，穩定性較差，如果用量高於甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的2％，則抑制酯化反應的進行，且使酯化反應產物的顏色偏深，影響下一步聚合反應。
在本發明的進一步實施方式中，s101中，水和第一單體的質量比為(0.5～1):1；s102中，水和第二單體的質量比為(9～12):1；s104中，水和第二單體的質量比為(12～18):1；s106中，加入水控制固含量為35％～45％。需要說明的是，本發明採用的水優選為去離子水。
在本發明的進一步實施方式中，s101中，第一預設溫度為55～65℃；s105中，第二預設溫度為10～30℃，保溫的時間為0.8～1.2h。
在本發明的進一步實施方式中，s105中，第二反應物和第三反應物的滴加時間為2.8～3.2h，第四反應物的滴加時間為3.3～3.7h。
第二方面，本發明提供了上述任一種方法製備得到的混凝土減縮劑。
第三方面，本發明還保護混凝土減縮劑在製備混凝土中的應用。
本發明提供的技術方案，具有如下的有益效果：(1)本發明製備得到的混凝土減縮劑具有優異的流動性、較低的減縮率，同時具有較好的減水性能，在混凝土拌制過程中適當引入空氣量，可進一步防止乾燥收縮，具有良好的抗凍融性和抗壓強度；(2)本發明製備得到的混凝土減縮劑使用時，產品摻量低，常規摻量佔總膠材重量的0.15～0.3％，減水率可達15％～30％，28d乾燥收縮同基準混凝土相比可以降低30～50％；(3)本發明製備得到的混凝土減縮劑抗裂性能好，可以提高混凝土性能並延長混凝土使用壽命；(4)本發明製備得到的混凝土減縮劑兼具減水和減縮功能，結合了減水劑與高效減縮劑的優點，提高了混凝土物理性能、工作性能等綜合性能，並且價格低廉，可以降低混凝土的生產成本，適用範圍廣。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
圖1為本發明實施例一製備得到的混凝土減縮劑和對照組採用的減縮劑在混凝土中不同摻量下的收縮曲線圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規商店購買得到的。以下實施例中的定量試驗，均設置三次重複實驗，數據為三次重複實驗的平均值或平均值±標準差。
本發明提供一種混凝土減縮劑的製備方法，包括如下步驟：
s101：將第一單體、引發劑和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至55～65℃；其中，第一單體為重均分子量為1000～2400的烯丙基聚氧乙烯醚，引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過硫酸銨和過硫酸鉀中的一種或多種，引發劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的0.1％～2％；水和第一單體的質量比為(0.5～1):1；
s102：將第二單體和水混合均勻，得到第二反應物；其中，第二單體為丙烯酸，水和第二單體的質量比為(9～12):1；
s103：將第三單體和第四單體混合均勻，得到第三反應物；第三單體為甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯，第四單體為水芹烯；第一單體、第二單體、第三單體和第四單體的摩爾比為1:(0.8～3):(0.8～2.5):(0.1～0.4)；
其中，第三單體的製備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚在催化劑和阻聚劑的作用下進行酯化反應，酯化反應的溫度為90～150℃，酯化反應的時間為2～6h，得到第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯；甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚的摩爾比為(1～1.2):1；催化劑選自濃硫酸、濃鹽酸和對甲基苯磺酸中的一種或多種；阻聚劑選自對苯二酚、吩噻嗪和氫醌中的一種或多種；催化劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的0.5％～3％；阻聚劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的0.5％～2％；
s104：將還原劑、鏈轉移劑和水混合均勻，得到第四反應物；其中，還原劑為抗壞血酸，鏈轉移劑選自巰基乙酸、巰基丙酸和甲基丙烯磺酸鈉中的一種或多種；還原劑和第二單體的質量比為(0.3～0.5):1；鏈轉移劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的1％～4％；水和第二單體的質量比為(12～18):1；
s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴至處於55～65℃的第一反應物中，其中第二反應物和第三反應物的滴加時間為2.8～3.2h，第四反應物的滴加時間為3.3～3.7h；全部滴加結束後保溫0.8～1.2h，然後降溫至10～30℃；
s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液調節ph值至7.0～8.5，然後加入水控制固含量為35％～45％，得到混凝土減縮劑；其中，鹼性溶液為質量百分數為20％～50％的氫氧化鈉溶液和/或質量百分數為20％～50％的氫氧化鉀溶液。
下面結合具體實施例對本發明提供的混凝土減縮劑及其製備方法作進一步說明。
實施例一
本實施例提供一種混凝土減縮劑及其製備方法，製備方法包括如下步驟：
s101：將1mol第一單體烯丙基聚氧乙烯醚(重均分子量1510)、引發劑偶氮二異丁酸二甲酯和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至60℃；其中，第一單體、第二單體、第三單體和第四單體的摩爾比為1:2:1.5:0.2；引發劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的1％；水和第一單體的質量比為0.8:1；
s102：將第二單體丙烯酸和水混合均勻，得到第二反應物；其中，水和第二單體的質量比為10:1；
s103：將第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯和第四單體水芹烯混合均勻，得到第三反應物；
其中，第三單體的製備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚在催化劑濃硫酸和阻聚劑對苯二酚的作用下進行酯化反應，酯化反應的溫度為120℃，酯化反應的時間為4h，得到第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯；甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚的摩爾比為1.1:1；催化劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的2％；阻聚劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的1.5％；
s104：將還原劑抗壞血酸、鏈轉移劑巰基乙酸和水混合均勻，得到第四反應物；其中，還原劑和第二單體的質量比為0.4:1；鏈轉移劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的2％；水和第二單體的質量比為15:1；
s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴至處於60℃的第一反應物中，其中第二反應物和第三反應物的滴加時間為3h，第四反應物的滴加時間為3.5h；全部滴加結束後保溫1h，然後降溫至20℃；
s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液調節ph值至7.5，然後加入水控制固含量為40％，得到混凝土減縮劑；其中，鹼性溶液為質量百分數為35％的氫氧化鈉溶液。
實施例二
本實施例提供一種混凝土減縮劑及其製備方法，製備方法包括如下步驟：
s101：將1mol第一單體烯丙基聚氧乙烯醚(重均分子量1000)、引發劑偶氮二異丁酸二甲酯和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至55℃；其中，第一單體、第二單體、第三單體和第四單體的摩爾比為1:0.8:0.8:0.1；引發劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的0.1％；水和第一單體的質量比為0.5:1；
s102：將第二單體丙烯酸和水混合均勻，得到第二反應物；其中，水和第二單體的質量比為9:1；
s103：將第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯和第四單體水芹烯混合均勻，得到第三反應物；
其中，第三單體的製備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚在催化劑濃硫酸和阻聚劑對苯二酚的作用下進行酯化反應，酯化反應的溫度為90℃，酯化反應的時間為2h，得到第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯；甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚的摩爾比為1:1；催化劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的0.5％；阻聚劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的0.5％；
s104：將還原劑抗壞血酸、鏈轉移劑巰基乙酸和水混合均勻，得到第四反應物；其中，還原劑和第二單體的質量比為0.3:1；鏈轉移劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的1％；水和第二單體的質量比為12:1；
s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴至處於55℃的第一反應物中，其中第二反應物和第三反應物的滴加時間為2.8h，第四反應物的滴加時間為3.3h；全部滴加結束後保溫0.8h，然後降溫至10℃；
s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液調節ph值至7.0，然後加入水控制固含量為35％，得到混凝土減縮劑；其中，鹼性溶液為質量百分數為20％的氫氧化鈉溶液。
實施例三
本實施例提供一種混凝土減縮劑及其製備方法，製備方法包括如下步驟：
s101：將1mol第一單體烯丙基聚氧乙烯醚(重均分子量為2400)、引發劑偶氮二異丁酸二甲酯和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至65℃；其中，第一單體、第二單體、第三單體和第四單體的摩爾比為1:3:2.5:0.4；引發劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的2％；水和第一單體的質量比為1:1；
s102：將第二單體丙烯酸和水混合均勻，得到第二反應物；其中，水和第二單體的質量比為12:1；
s103：將第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯和第四單體水芹烯混合均勻，得到第三反應物；
其中，第三單體的製備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚在催化劑濃硫酸和阻聚劑對苯二酚的作用下進行酯化反應，酯化反應的溫度為150℃，酯化反應的時間為6h，得到第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯；甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚的摩爾比為1.2:1；催化劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的3％；阻聚劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的2％；
s104：將還原劑抗壞血酸、鏈轉移劑巰基乙酸和水混合均勻，得到第四反應物；其中，還原劑和第二單體的質量比為0.5:1；鏈轉移劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的4％；水和第二單體的質量比為18:1；
s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴至處於65℃的第一反應物中，其中第二反應物和第三反應物的滴加時間為3.2h，第四反應物的滴加時間為3.7h；全部滴加結束後保溫1.2h，然後降溫至30℃；
s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液調節ph值至8.5，然後加入水控制固含量為45％，得到混凝土減縮劑；其中，鹼性溶液為質量百分數為50％的氫氧化鈉溶液。
對比例一
本對比例提供一種混凝土減縮劑及其製備方法，製備方法包括如下步驟：
s101：將1mol第一單體烯丙基聚氧乙烯醚(重均分子量1510)、引發劑偶氮二異丁酸二甲酯和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至60℃；其中，第一單體、第二單體和第三單體的摩爾比為1:2:1.5:0.2；引發劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的1％；水和第一單體的質量比為0.8:1；
s102：將第二單體丙烯酸和水混合均勻，得到第二反應物；其中，水和第二單體的質量比為10:1；
s103：製備第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯，得到第三反應物；
其中，第三單體的製備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚在催化劑濃硫酸和阻聚劑對苯二酚的作用下進行酯化反應，酯化反應的溫度為120℃，酯化反應的時間為4h，得到第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯；甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚的摩爾比為1.1:1；催化劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的2％；阻聚劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的1.5％；
s104：將還原劑抗壞血酸、鏈轉移劑巰基乙酸和水混合均勻，得到第四反應物；其中，還原劑和第二單體的質量比為0.4:1；鏈轉移劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的2％；水和第二單體的質量比為15:1；
s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴至處於60℃的第一反應物中，其中第二反應物和第三反應物的滴加時間為3h，第四反應物的滴加時間為3.5h；全部滴加結束後保溫1h，然後降溫至20℃；
s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液調節ph值至7.5，然後加入水控制固含量為40％，得到混凝土減縮劑；其中，鹼性溶液為質量百分數為35％的氫氧化鈉溶液。
對比例二
本對比例提供一種混凝土減縮劑及其製備方法，製備方法包括如下步驟：
s101：將1mol第一單體烯丙基聚氧乙烯醚(重均分子量1510)、引發劑偶氮二異丁酸二甲酯和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至60℃；其中，第一單體、第二單體和第四單體的摩爾比為1:2:1.5:0.2；引發劑為第一單體和第二單體的總摩爾數的1％；水和第一單體的質量比為0.8:1；
s102：將第二單體丙烯酸和水混合均勻，得到第二反應物；其中，水和第二單體的質量比為10:1；
s103：將第四單體水芹烯作為第三反應物；
s104：將還原劑抗壞血酸、鏈轉移劑巰基乙酸和水混合均勻，得到第四反應物；其中，還原劑和第二單體的質量比為0.4:1；鏈轉移劑為第一單體和第二單體的總摩爾數的2％；水和第二單體的質量比為15:1；
s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴至處於60℃的第一反應物中，其中第二反應物和第三反應物的滴加時間為3h，第四反應物的滴加時間為3.5h；全部滴加結束後保溫1h，然後降溫至20℃；
s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液調節ph值至7.5，然後加入水控制固含量為40％，得到混凝土減縮劑；其中，鹼性溶液為質量百分數為35％的氫氧化鈉溶液。
對比例三
本對比例提供一種混凝土減縮劑及其製備方法，製備方法包括如下步驟：
s101：將1mol第一單體烯丙基聚氧乙烯醚(重均分子量1510)、引發劑偶氮二異丁酸二甲酯和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至60℃；其中，第一單體、第二單體、第三單體和第四單體的摩爾比為1:2:1.5:1；引發劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的1％；水和第一單體的質量比為0.8:1；
s102：將第二單體丙烯酸和水混合均勻，得到第二反應物；其中，水和第二單體的質量比為10:1；
s103：將第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯和第四單體水芹烯混合均勻，得到第三反應物；
其中，第三單體的製備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚在催化劑濃硫酸和阻聚劑對苯二酚的作用下進行酯化反應，酯化反應的溫度為120℃，酯化反應的時間為4h，得到第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯；甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚的摩爾比為1.1:1；催化劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的2％；阻聚劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的1.5％；
s104：將還原劑抗壞血酸、鏈轉移劑巰基乙酸和水混合均勻，得到第四反應物；其中，還原劑和第二單體的質量比為0.4:1；鏈轉移劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的2％；水和第二單體的質量比為15:1；
s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴至處於60℃的第一反應物中，其中第二反應物和第三反應物的滴加時間為3h，第四反應物的滴加時間為3.5h；全部滴加結束後保溫1h，然後降溫至20℃；
s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液調節ph值至7.5，然後加入水控制固含量為40％，得到混凝土減縮劑；其中，鹼性溶液為質量百分數為35％的氫氧化鈉溶液。
對比例四
本對比例提供一種混凝土減縮劑及其製備方法，製備方法包括如下步驟：
s101：將1mol第一單體烯丙基聚氧乙烯醚(重均分子量1510)、引發劑偶氮二異丁酸二甲酯和水混合均勻，得到第一反應物，將第一反應物升溫至60℃；其中，第一單體、第二單體、第三單體和第四單體的摩爾比為1:2:1.5:0.05；引發劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的1％；水和第一單體的質量比為0.8:1；
s102：將第二單體丙烯酸和水混合均勻，得到第二反應物；其中，水和第二單體的質量比為10:1；
s103：將第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯和第四單體水芹烯混合均勻，得到第三反應物；
其中，第三單體的製備方法包括如下步驟：將甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚在催化劑濃硫酸和阻聚劑對苯二酚的作用下進行酯化反應，酯化反應的溫度為120℃，酯化反應的時間為4h，得到第三單體甲基丙烯酸二乙二醇單丁醚酯；甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚的摩爾比為1.1:1；催化劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的2％；阻聚劑的質量是甲基丙烯酸和二乙二醇單丁醚總質量的1.5％；
s104：將還原劑抗壞血酸、鏈轉移劑巰基乙酸和水混合均勻，得到第四反應物；其中，還原劑和第二單體的質量比為0.4:1；鏈轉移劑為第一單體、第二單體和第三單體的總摩爾數的2％；水和第二單體的質量比為15:1；
s105：將第二反應物、第三反應物和第四反應物同時分別滴至處於60℃的第一反應物中，其中第二反應物和第三反應物的滴加時間為3h，第四反應物的滴加時間為3.5h；全部滴加結束後保溫1h，然後降溫至20℃；
s106：在s105得到的產物中加入鹼性溶液調節ph值至7.5，然後加入水控制固含量為40％，得到混凝土減縮劑；其中，鹼性溶液為質量百分數為35％的氫氧化鈉溶液。
將本發明實施例一至實施例三製備得到的混凝土減縮劑，通過功能學試驗來系統評價其效果，並以對比例一至對比例四製備得到的混凝土減縮劑進行對照。
1、混凝土強度和收縮試驗
試驗方法：參照gb/t50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能實驗方法》收縮試驗中的非接觸法，來評價實施例一至實施例三所合成的混凝土減縮劑對混凝土收縮性能的影響。本試驗水泥為中聯基準水泥p·i42.5，基礎配合比為c(水泥)：s(砂)：g(石頭)：w(水)＝360:782:995:210，通過調整用水量使新拌混凝土坍落度為21±1cm。其中，對照組1採用的是高效聚羧酸減水(c4)，對照組2是未加減縮劑的空白樣，實施例一至實施例三為分別添加本發明實施一至實施例三製備得到的混凝土減縮劑，對比例一至對比例四分別添加對比例一至對比例四製備得到的混凝土減縮劑。
試驗結果：從結果可知，摻入本發明實施例一至實施例三製備得到的混凝土減縮劑，可以降低混凝土的用水量，混凝土早期、後期強度都有明顯提高。試驗得到的具體結果如下表1所示。
表1混凝土強度和收縮試驗結果
2、混凝土收縮試驗
試驗方法：以本發明實例一製備得到的混凝土減縮劑為例，考察混凝土減縮劑摻量對混凝土收縮性能的影響，通過調整用水量使新拌混凝土坍落度為21±1cm，方法是參照gb/t50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能實驗方法》收縮試驗中的非接觸法。
試驗結果：試驗具體結果如表2及圖1所示，圖1為本發明實施例一製備得到的混凝土減縮劑和對照組採用的減縮劑不摻量在混凝土中的收縮曲線圖。從結果可知，本發明實施例一製備得到的混凝土減縮劑的摻量為0.18％時，28天收縮率同空白對照組2相比降低了30％，60天降低了25％；摻量為0.22％時，28天收縮率同空白對照組2相比降低了35％，60天降低了29％；繼續增大摻量到0.30％，28天收縮率同空白對照組2相比降低了25％，60天降低了16％；摻量為0.26％時，減縮效果與摻量為0.18％時效果相差不大。
表2混凝土減縮劑不同摻量下對混凝土收縮性能的影響
3、混凝土抗裂性試驗
試驗方法：參照gb/t50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能實驗方法》，來評價實施例一至實施例三所合成的混凝土減縮劑對抗裂性試驗的影響。本試驗水泥為中聯基準水泥p·i42.5，基礎配合比為c(水泥)：s(砂)：g(石頭)：w(水)＝360:782:995:210，通過調整用水量使新拌混凝土坍落度為21±1cm。其中，對照組1採用的是高效聚羧酸減水(c4)，對照組2是未加減縮劑的空白樣，實施例一至實施例三為分別添加本發明實施一至實施例三製備得到的混凝土減縮劑，對比例一至對比例四為分別添加對比例一至對比例四製備得到的混凝土減縮劑。
試驗結果：從結果可知，摻入本發明實施一至實施例三製備得到的混凝土減縮劑，可以延遲開裂時間，抗裂效果比其他組更佳。試驗得到的具體結果如下表3所示。
表3混凝土抗裂性試驗結果
4、水泥淨漿試驗
試驗方法：水泥為中聯基準水泥p.i42.5，水泥300g，本發明實施一至實施例三製備得到的混凝土減縮劑與水的總量分別為87g，折算固摻量均為0.1％。其中，對照組1採用的是高效聚羧酸減水(c4)，實施例一至實施例三為分別添加本發明實施一至實施例三製備得到的混凝土減縮劑。
試驗結果：從結果可知，摻入本發明實施一至實施例三製備得到的混凝土減縮劑，與水泥的相容性能較好，對水泥有良好的分散性能。試驗得到的具體結果如下表4所示。
表4水泥淨漿試驗結果
需要說明的是，除了上述實施例一至實施例三列舉的情況，選用其他的製備方法參數及原料配比也是可行的。
本發明提供的技術方案，具有如下的有益效果：(1)本發明製備得到的混凝土減縮劑具有優異的流動性、較低的減縮率，同時具有較好的減水性能，在混凝土拌制過程中適當引入空氣量，可進一步防止乾燥收縮，具有良好的抗凍融性和抗壓強度；(2)本發明製備得到的混凝土減縮劑使用時，產品摻量低，常規摻量佔總膠材重量的0.15～0.3％，減水率可達15％～30％，28d乾燥收縮同基準混凝土相比可以降低30～50％；(3)本發明製備得到的混凝土減縮劑抗裂性能好，可以提高混凝土性能並延長混凝土使用壽命；(4)本發明製備得到的混凝土減縮劑兼具減水和減縮功能，結合了減水劑與高效減縮劑的優點，提高了混凝土物理性能、工作性能等綜合性能，並且價格低廉，可以降低混凝土的生產成本，適用範圍廣。
需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域技術人員所理解的通常意義。除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對步驟、數字表達式和數值並不限制本發明的範圍。在這裡示出和描述的所有示例中，除非另有規定，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍，其均應涵蓋在本發明的保護範圍當中。