CN102408200A - 一种油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂：由结构修饰型油茶皂甙水剂、松香酸钠、十二烷基苯磺酸钠、椰油乙二醇酰胺和水复配制成。具体制备方法为：按重量比例称量各组分，先将水加入混合机中进行加热，再将结构修饰型油茶皂甙水剂、松香酸钠、十二烷基苯磺酸钠和椰油二乙醇酰胺投入混合机中，机械搅拌均匀后即得到本产品。本发明产品与其他外加剂复配性好，能有效降低溶液的表面张力，产生封闭、独立的气泡。具有发泡倍数高，气泡数量多，气泡间距小，稳泡时间长，能明显改善塑性混凝土的工作性能和提高硬化混凝土耐久性能。

Description

一种油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种建筑用混凝土引气剂。

背景技术

引气剂在掺入混凝土后，可使混凝土在搅拌过程中引入大量均匀分布且独立封闭的微小气泡。混凝土中引入这些气泡后，毛细管变得细小和分散，有利于提高混凝土耐久性。

引气剂是一种低表面张力的表面活性剂，引入的气泡在新拌混凝土中类似滚珠轴承，既可提高新拌混凝土的流动性和施工性，还能提高混凝土的和易性，减少新拌混凝土的泌水和离析。

传统引气剂多为天然树脂衍生物，使用范围窄，存在起泡量不够或是泡沫稳定性较差的问题，且大多不能和聚羧酸类减水剂复合使用。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有引气效果好、性能稳定、气泡保持性能高、能显著提高混凝土性能的混凝土引气剂。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案如下：

一种油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂，所述油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂由以下质量百分比的组分组成：

结构修饰型油茶皂甙水剂：    20％～70％

松香酸钠：                  5％～30％

十二烷基苯磺酸钠：          2％～20％

椰油二乙醇酰胺：            1％～10％

水：                        10％～50％

所述结构修饰型油茶皂甙水剂为如式(I)所示的结构修饰型油茶皂甙的水溶液，其含固量为50％～55％；

进一步，本发明所述油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂优选由以下质量百分比的组分组成：

结构修饰型油茶皂甙制剂：    40～60％

松香酸钠：                  10～20％

十二烷基苯磺酸钠：          5～15％

椰油二乙醇酰胺：            2～10％

水：                        15～25％。

本发明还提供所述油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂的制备方法，所述方法为：

按组分质量百分比称取各组分，先将水加入混合机中，加热至40℃～70℃，再将结构修饰型油茶皂甙水剂、松香酸钠、十二烷基苯磺酸钠和椰油二乙醇酰胺投入混合机中，搅拌均匀，即制备得到所述油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂。

进一步，所述方法中的搅拌时间为30～90分钟。

如式(I)所示的结构修饰型油茶皂甙能产生大量气泡，起到引气作用，且有效溶于聚羧酸类减水剂。其制备方法公开于申请号200910153006.1的发明专利申请中，更具体的，所述结构修饰型油茶皂甙可按以下方法制备得到：

(1)取式(IV)所示的水解油茶皂甙100质量份，三苯基氯甲烷1～5质量份、溴化1-对甲苯基-2-二乙基苄基铵-1-丙酮1～3质量份、10～20％的甲酸1～6质量份、在160～200℃温度下搅拌反应2～3小时，冷却后即得产物式(II)所示的化合物A；

(2)将5～10质量份的蔗糖溶于100份的水中，加2～5质量份的原乙酸三甲酯、在150～180℃温度下搅拌反应1～2小时，接着加2～5％的稀盐酸1～3质量份，搅拌反应1～3小时后再加2-6％的烧碱或纯碱1～4质量份，搅拌约1～3小时，最后加溴化1-对甲苯基-2-二乙基苄基铵-1-丙酮1～3质量份，5～10％甲醇钠水溶液4～5质量份，继续搅拌2～3小时，即得产物式(III)所示的化合物B；

(3)取3～5质量份步骤(1)所得的产物和2～3质量份步骤(2)所得产物，混合，加入质量份为0.5～1份的二乙氧基甲烷，在180～250℃温度下搅拌反应4～5小时，再充入氢气还原、除去多余的氢气，经浓缩后即得到还原产物为式(I)所示的结构修饰型油茶皂甙。

其中式(IV)所示的水解油茶皂甙按如下步骤制得：取颗粒粒径小于2.5mm的油茶籽饼粕颗粒，以质量浓度为50％～80％醇溶剂在常温浸渍1～3小时，所述的醇溶剂为甲醇或乙醇；过滤得油茶籽饼粕提取液，弃滤渣，所述油茶籽饼粕提取液于50～100℃条件下浓缩，浓缩至浓缩物中的固含为30～50％时，取出浓缩物为油茶皂甙，加入质量为浓缩物质量的5～15％的烧碱或纯碱，所述烧碱或纯碱以少量的水溶解后加入，再在100～120℃温度条件下搅拌30～60分钟，得到提取物为式(IV)所示的水解油茶皂甙。

从式(I)的结构上可以看出结构修饰型油茶皂甙是一种两头亲水、中间亲油的双子型表面活性剂，具有较低的表面张力。即保留了传统油茶皂甙泡沫小，稳定性好的特点，又克服了其泡沫量小的缺点，且与其它外加剂有很好的复配性，可显著提高混凝土的流动性、可塑性、抗压强度及抗冻耐久性。本发明中的结构修饰型油茶皂甙按上述方法制得的产物即为含固量50％～55％的水剂。

所述的十二烷基苯磺酸钠和松香酸钠作为引气组分引入一定量的气泡。

所述的椰油二乙醇酰胺具有稳泡性能，使气泡在混凝土停放、振捣过程中稳定存在于混凝土内部而不发生聚集逸散。

本发明产品具有的有益效果为：

本发明提供的复合型混凝土引气剂具有能与聚羧酸类减水剂复合、引气性能稳定、引气效果好、气泡保持性能高等特点。与其他外加剂复配性好，其能有效降低溶液的表面张力，产生封闭、独立的气泡。具有发泡倍数高，气泡数量多，气泡间距小，稳泡时间长，能明显改善塑性混凝土的工作性能和提高硬化混凝土耐久性能。

并且制备工艺简单，反应温度低。混凝土中掺入该产品，既能提高减水率，还能是混凝土和易性得到明显改善，耐久性指标大幅度提高。其使用范围广，适用于公路、铁路、桥梁、隧道或水利等工程的各种普通混凝土、砂浆的引气需求，同时适用于特种混凝土的引气需求。

具体实施方式

下面以具体实施例来对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。

本发明实施例中的结构修饰型油茶皂甙制剂按以下方法制备得到：

第一步：在3000L的多功能提取罐中，加入500千克经过孔径为2.5mm筛子的油茶籽饼粕与1500千克含量为70％的甲醇，在常温下浸渍萃取2小时，料液经过滤与压滤分离后，提取罐中的滤渣用热蒸汽进行脱溶与回收，已进入2000L浓缩罐中的滤液在80℃的温度浓缩3～4小时，待浓缩液中的固含量达到40％(浓缩液质量约为150千克)时，用压力泵把浓缩液泵送到2000L的反应釜中，先用30升纯水溶解1.5千克工业用烧碱，再将溶解的烧碱也加入反应釜中，在110℃温度下搅拌50分钟，得产物为式(IV)所示的水解油茶皂甙。

第二步：在第一步的反应釜中，加入4.5千克三苯基氯甲烷、3千克溴化1-对甲苯基-2-二乙基苄基铵-1-丙酮、6千克15％的甲酸、在180℃温度下搅拌2小时，得产物为化合物A，冷却后备用。

第三步：在1000L的反应釜中加入500千克自来水与40千克蔗糖，蔗糖经搅拌完全溶解后，加入15千克原乙酸三甲酯，并在160℃温度下搅拌1.5小时，接着加入10千克3％的稀盐酸，继续搅拌2小时后加入15千克3％的烧碱再搅拌1小时，最后加入10千克溴化1-对甲苯基-2-二乙基苄基铵-1-丙酮与20千克浓度为8％的甲醇钠水溶液继续搅拌2小时，得产物为化合物B，冷却后备用。

第四步：取100千克第二步所得物和50千克第三步所得物于500L的反应釜中混合，加入20千克二乙氧基甲烷，在200℃温度下搅拌5小时，再充入10L氢气到混合物中，1小时后，除去多余氢气，即得含有式(I)所示的结构修饰型油茶皂甙水剂168kg，含固量为26.8％。后经浓缩将结构修饰型油茶皂甙水剂的含固量提高至50％。

实施例1

各组分组成为：

结构修饰型油茶皂甙水剂：           60％

松香酸钠：                         10％

十二烷基苯磺酸钠：                 5％

椰油二乙醇酰胺：                   5％

水：                               20％

制备方法为：在1L的三口烧瓶中加入100g水，并升温至50℃，加入300g结构修饰型油茶皂甙水剂、50g松香酸钠、25g十二烷基苯磺酸钠及25g椰油二乙醇酰胺，机械搅拌60min，制得混凝土复合引气剂500g。

实施例2

各组分组成为：

结构修饰型油茶皂甙水剂：            60％

松香酸钠：                          15％

十二烷基苯磺酸钠：                  5％

椰油二乙醇酰胺：                    5％

水：                                15％

制备方法为：在1L的三口烧瓶中加入75g水，并升温至50℃，加入300g结构修饰型油茶皂甙水剂、75g松香酸钠、25g十二烷基苯磺酸钠及25g椰油二乙醇酰胺，机械搅拌60min，制得混凝土复合引气剂500g。

实施例3

各组分组成为：

结构修饰型油茶皂甙水剂：            50％

松香酸钠：                     15％

十二烷基苯磺酸钠：             10％

椰油二乙醇酰胺：               5％

水：                           20％

制备方法为：在1L的三口烧瓶中加入100g水，并升温至50℃，加入250g结构修饰型油茶皂甙水剂、75g松香酸钠、50g十二烷基苯磺酸钠及25g椰油二乙醇酰胺，机械搅拌60min，制得混凝土复合引气剂500g。

实施例4

各组分组成为：

结构修饰型油茶皂甙水剂：       40％

松香酸钠：                     20％

十二烷基苯磺酸钠：             15％

椰油二乙醇酰胺：               10％

水：                           15％

制备方法为：在1L的三口烧瓶中加入75g水，并升温至50℃，加入200g结构修饰型油茶皂甙水剂、100g松香酸钠、75g十二烷基苯磺酸钠及50g椰油二乙醇酰胺，机械搅拌60min，制得混凝土复合引气剂500g。

将实施例1～4所得产品进行测试，匀质性指标检测情况如表1所示。

表1：实施例匀质性指标

将实施例1～4所得混凝土复合引气剂的应用性能按照GB8076-2008《混凝土外加剂》规定的试验方法进行测试。性能检测结果列于表2。

表2：实施例混凝土性能指标

从以上表格中可以看出，本发明所复配制备的引气剂的各项性能指标完全符合GB8076-2008标准，可实现本发明的发明目的。本发明的引气剂减少了混凝土的收缩，抗压强度大，抗冻耐久性能优异。

Claims (4)

1.一种油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂，其特征在于所述油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂由以下质量百分比的组分组成：

结构修饰型油茶皂甙水剂：    20％～70％

松香酸钠：                  5％～30％

十二烷基苯磺酸钠：          2％～20％

椰油二乙醇酰胺：            1％～10％

水：                        10％～50％

所述结构修饰型油茶皂甙水剂为如式(I)所示的结构修饰型油茶皂甙的水溶液，其含固量为50％～55％；

2.如权利要求1所述的油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂，其特征在于所述油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂由以下质量百分比的组分组成：

结构修饰型油茶皂甙水剂：    40～60％

松香酸钠：                  10～20％

十二烷基苯磺酸钠：          5～15％

椰油二乙醇酰胺：        2～10％

水：                    15～25％。

3.如权利要求1所述的所述油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂的制备方法，其特征在于所述方法为：

按组分质量百分比称取各组分，先将水加入混合机中，加热至40℃～70℃，再将结构修饰型油茶皂甙水剂、松香酸钠、十二烷基苯磺酸钠和椰油二乙醇酰胺投入混合机中，搅拌均匀，即制备得到所述油茶皂甙改性复合型混凝土引气剂。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述搅拌时间为30～90分钟。