CN102372460A - 一种混凝土复合减水剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土减水剂，包括有减水剂和亲水性胶体，能够改善使用减水剂后的和易性；同时加入引气剂，可以使用聚羧酸减水剂配制出性价比合理的低强度等级的混凝土，解决了聚羧酸减水剂在低等级强度混凝土中应用难以推广的问题。

Description

一种混凝土复合减水剂

技术领域

本发明涉及一种减水剂，尤其涉及一种能够改善混凝土和易性等综合性能、并能够配制低强度等级混凝土的减水剂。

背景技术

混凝土减水剂是指在混凝土和易性、水泥用量不变的条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度的外加剂；通过表面活性作用、络合作用、静电排斥力或立体排斥力等来阻碍或破坏水泥颗粒的絮凝结构，从而在能够在节约水泥用量的同时，保证混凝土的和易性及强度。

传统的减水剂，按照组成材料可分为木质素磺酸类、多环芳香族盐类和水溶性树脂磺酸类，如专利CN101665337公开的一种利用木质素磺酸盐改性脂肪族高效减水剂、专利CN101007719公开的多环芳烃磺酸盐聚合物混凝土减水剂、CN101575186公开的脂肪族混凝土减水剂和CN101723615A公开的氨基磺酸混凝土减水剂等等。

相比于上述减水剂，聚羧酸系高性能减水剂是目前世界上科技含量较高、综合性能优良的一种混凝土减水剂(又称超塑化剂)。聚羧酸系高性能减水剂是由羧酸类接枝多元共聚物与其它有效助剂组成的复配产品；例如，申请号为200410027709.7、200510037871.1、200610018720.6、200810222288.1、200910263281.9、200910183848.1的中国专利公开的聚羧酸系减水剂。聚羧酸系减水剂具有减水率高、增强效果显著、不影响混凝土的弹性模量、轻度坍塌时损失较小等优点，进年来在各种工程中，尤其是配制高等级强度的混凝土中应用广泛。

但是由于聚羧酸减水剂减水率太高，电子磅秤计量聚羧酸减水剂用量时，掺入量稍稍有点过量，混凝土就出现泌水、露石等弊病，和易性变差。聚羧酸减水剂对沙石料较敏感，物料用量很小的变化，也会大幅影响聚羧酸减水剂的掺加量，导致配制高强度混凝土时易出现抓底现象，泵送困难。因此，既能减少水的用量，又能改善混凝土的和易性，才能使聚羧酸减水剂起到最大的有益效果。

同时，虽然用聚羧酸减水剂配制较高强度等级混凝土时，性价比较好，并已经得到市场的认可。但是使用聚羧酸减水剂在中、低强度等级混凝土中适应性差，在中、低等级强度预拌混凝土中直接使用时，由于聚羧酸减水剂高减水率的特点，使混凝土用水量减少，但混凝土总浆量太少，将严重影响混凝土的工作性能，因此直接使用聚羧酸减水剂时，必须严格控制混凝土配合比例；但是，对于有些水泥，在中、低等级强度混凝土中直接使用聚羧酸系减水剂时，如果把掺量调低来满足低减水率的要求，会出现混凝土保坍性不能满足要求的情况；同时，在配制低等级强度混凝土时，由于配制低等级强度混凝土时的沙石料品质较差，如砂石含泥量较高等，使得聚羧酸减水剂的掺量就增大，适当调整粉煤灰等矿物掺合料和砂率大小，控制浆体总量每立方混凝土的成本就要比使用萘系、脂肪族等减水剂的高出许多，性价比不合适。虽然有聚羧酸减水剂与萘系减水剂复合使用，来制备低等级强度混凝土的技术，但是，当聚羧酸减水剂接触到萘系减水剂后，很容易发生絮凝，聚羧酸减水剂的性能受到很大的破坏。从近年来上海市混凝土等级强度的分布情况来看，C35以上的混凝土只占30％多，C30及C30以下的中、低等级强度混凝土，占65％还要多，因此，如何使聚羧酸减水剂更广泛应用在各种等级强度的预拌混凝土中，是混凝土外加剂行业值得研究的课题。

发明内容

本发明提供了一种混凝土复合减水剂，在常用混凝土减水剂中引入了从植物中提取的亲水性胶体，可以降低聚羧酸减水剂的敏感性，增强混凝土保水能力，提高保坍性，改善混凝土和易性；同时引入引气剂，还可以进一步增加混凝土保坍性，增大混凝土流动度，减少聚羧酸减水剂用量；引气剂和亲水性胶体的加入，还可以实现使用聚羧酸减水剂配制性价比合理的低等级强度混凝土的目的

本发明混凝土复合减水剂，包括混凝土减水剂和一种或多种从植物中提取的亲水性胶体。其中，所述亲水性胶体为从海藻或芋属植物中提取的亲水性胶体，如从海带、海藻、海草、石花菜、江蓠、紫菜等海藻类植物中提取出来的海藻酸钠、卡拉胶、琼脂等，以及从芋头、魔芋中提取出来的魔芋胶等。

其中，所述混凝土减水剂优选为聚羧酸减水剂。所述亲水性胶体与所述混凝土减水剂比例优选为0.0001～0.1∶20～30。

根据所述混凝土复合减水剂的一种优选实施方式，其中，还包括一种或多种引气剂，所述引气剂为表面活性剂，如松香衍生物、磺酸盐、皂类或醇聚醚类物质中的松香热聚物、松香皂、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、木质素磺酸盐、三萜皂苷、十二醇聚氧乙烯(9)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚等。

其中，所述引气剂与亲水性胶体比例优选为5～50∶0.001～1。

植物亲水性胶体有一个共同的特点，就是在很低的水溶液浓度下，就能使水溶液稠度增加，甚至达到凝胶的状态，并且其水溶液的滑爽性较好，赋予了其水溶液在增加混凝土稠度和保水性的同时，还能不影响混凝土的扩展度，改善配制高强度混凝土时的混凝土抓底现象，减小混凝土泵送时的压力。当混凝土中适量的加入这些植物亲水性胶体后，混凝土稠度略有增加，但是由于这些植物亲水性胶体分子链平滑性非常好，在混凝土稠度略增加的情况下，混凝土的扩展度并没有明显缩小，在提起坍落度筒时，很多情况下混凝土会呈翻花状流动，而不是直接往下坍塌。由于加入这些植物亲水性胶体后，混凝土保水能力增强，混凝土泌水情况得到改善，当出现略为多掺聚羧酸减水剂或略为多掺水的情况时，不会出现明显泌水现象。混凝土抓底一般都是由于泌水造成，所以杜绝混凝土泌水现象的发生，混凝土抓底的情况就可以得到改善。另外，由于混凝土保水能力增强，混凝土的保坍性也得到一定改善。通过上述方式，本发明混凝土复合减水剂可以很好的提高混凝土的和易性。

在用聚羧酸减水剂配制低等级强度混凝土时，如果减少聚羧酸减水剂掺入量，混凝土保坍性会明显下降，为了提高混凝土的保坍性，可以加入植物亲水性胶体和引气剂加以改善。加入植物亲水性胶体后可以降低聚羧酸减水剂的敏感性，增强混凝土保水能力，提高保坍性。加入引气剂后可以增加混凝土保坍性，增大混凝土流动度，减少聚羧酸减水剂用量，并且引气剂的加入量比平时配制混凝土时较多。我们借助引气剂的加入量多少，可以调整混凝土的含气量，一般将含气量控制在4～11％，优选控制在6～9％。所选引气剂稳泡性能的好坏，对混凝土的保坍性影响较大。对于混凝土含气量升高后引起的强度下降，可以采取适当减小水灰比来增加混凝土强度。通过上述方式，本发明混凝土复合减水剂可以使用聚羧酸减水剂来配制低强度等级(≤C35)的混凝土。

具体实施方式

实施例1：

本发明混凝土复合减水剂，包括混凝土减水剂和一种或多种从植物中提取的亲水性胶体。其中，所述亲水性胶体为从海藻或芋属植物中提取的亲水性胶体，如从海带、海藻、海草、石花菜、江蓠、紫菜等海藻类植物中提取出来的海藻酸钠、卡拉胶、琼脂等，以及从芋头、魔芋中提取出来的魔芋胶等。

其中，所述混凝土减水剂可以是木质素磺酸类、多环芳香族盐类、水溶性树脂磺酸类或聚羧酸减水剂，并优选为聚羧酸减水剂。

所述亲水性胶体与所述混凝土减水剂比例优选为0.0001～0.1.∶20～30。

以卡拉胶和聚羧酸减水剂为例，配制具有较好和易性的混凝土。

取1g卡拉胶粉末，用水稀释成0.1％浓度。将1g卡拉胶粉末至于100ml烧杯中，先加入10g左右的温水搅拌，随着搅拌的进行，卡拉胶逐渐变为很粘稠的膏状，再加入10g左右的温水搅拌，重复上述步骤，直至加入50g左右的温水，溶液变得不象膏状为止，再加入50～100g的温水搅拌以降低粘度，再将此溶液转移至1000ml烧杯中，加水稀释至1000g，配成0.1％的浓度。

配制C50混凝土，PO42.5水泥取4.7Kg，粉煤灰0.5Kg，中沙取6.5Kg，石子取11Kg，水1.65Kg，20％聚羧酸减水剂PC取55g，0.1％的卡拉胶水溶液5.5g。

混凝土拌合时使用单卧轴强制式混凝土搅拌机。

对比例：

PO42.5水泥取4.7Kg，粉煤灰0.5Kg，中沙取6.5Kg，石子取11Kg，水1.65Kg，20％聚羧酸减水剂PC取55g。

表1混凝土指标对比

	实施例1	对比例
			混凝土初始坍落度	220mm	220mm
混凝土初始流动度	580mm	560mm
			混凝土状态	粘聚性好，用锹翻动容易	露石和泌水，用锹翻动时抓底
混凝土1小时坍落度	200mm	185mm
			混凝土1小时流动度	530mm	450mm

从表1可以看出，用本发明减水剂所配制的混凝土和易性好，保坍性也得到了改善。

实施例2：

本发明混凝土复合减水剂还包括一种或多种引气剂，所述引气剂为表面活性剂，如松香衍生物、磺酸盐、皂类或醇聚醚类物质中的松香热聚物、松香皂、烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、木质素磺酸盐、三萜皂苷、十二醇聚氧乙烯(9)醚、壬基酚聚氧乙烯(10)醚等。

其中，所述引气剂与亲水性胶体比例优选为5～50∶0.001～1。

以卡拉胶、聚羧酸减水剂和三萜皂苷为例配制低强度等级的混凝土。

PO42.5水泥取2.3Kg，粉煤灰0.9Kg，中沙取7.7Kg，石子取11.2Kg，水1.7Kg，10％聚羧酸减水剂PC取46g，0.1％的卡拉胶水溶液5g，1％的三萜皂苷水溶液25g。

混凝土拌合时使用单卧轴强制式混凝土搅拌机。

按照GB8076-2008标准检测，所配制的混凝土为C25混凝土。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种混凝土复合减水剂，其特征在于，所述复合减水剂包括混凝土减水剂和一种或多种从植物中提取的亲水性胶体。

2.根据权利要求1所述的复合减水剂，其特征在于，所述亲水性胶体为从海藻或芋属植物中提取的亲水性胶体。

3.根据权利要求1所述的复合减水剂，其特征在于，所述混凝土减水剂为聚羧酸减水剂。

4.根据权利要求1所述的复合减水剂，其特征在于，所述亲水性胶体和所述混凝土减水剂比例为0.0001～0.1∶20～30。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的复合减水剂，其特征在于，还包括一种或多种引气剂，所述引气剂为表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的复合减水剂，其特征在于，所述引气剂为松香衍生物、磺酸盐、皂类或醇聚醚。

7.根据权利要求5所述的复合减水剂，其特征在于，所述引气剂与亲水性胶体比例为5～50∶0.001～1。