CN102643046A - 一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种调节萘系减水剂（萘磺酸盐甲醛缩合物）作用效果的辅助添加剂。由保坍剂、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐和早强剂组成。这种辅助添加剂可替代3%-30%的萘系减水剂。使用本发明可以改善萘系减水剂与水泥的适应性，同时优化萘系减水剂自身减水及保坍性能，提高混凝土早期及后期强度。使用本发明可以在保证获得优良性能混凝土的同时，节约水泥及萘系减水剂的用量，减轻相关工业生产对能源的消耗及造成的环境负担，具有良好的经济效益和社会效益。本发明广泛适用于掺有萘系高效减水剂的砂浆和混凝土等建筑材料中，以调节萘系减水剂的减水作用效果及其与水泥的适应性。

Description

一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种调节萘系减水剂（萘磺酸盐甲醛缩合物）作用效果的辅助添加剂。

背景技术

随着高流动性和高强度混凝土的广泛使用,外加剂已成为混凝土除水泥,砂,石和水以外的第五种组成成分。掺加混凝土外加剂无疑是改善混凝土性能，扩展其各种使用功能的一项最有效、最简便和最经济的措施。其中，减水剂在混凝土中应用最广泛，已然成为混凝土中不可或缺的重要组分。混凝土中合理掺加一定量的减水剂，可以达到改善混凝土的和易性和施工性、调整混凝土的凝结时间、提高混凝土早期或各龄期强度、提高混凝土抗渗等级、提高混凝土抗冻等级和耐久性，以及减少水泥用量、节约成本等目的。

从20世纪80年代初至今,减水剂的品种和质量水平都有了飞速的发展,改性木质素磺酸盐系和三聚氰胺系的高效减水剂等都得到了很好的开发应用。由于价格上的独特优势，以及使用效果较好、性能稳定等特点，萘系高效减水剂目前在工程应用中占据主要地位，其使用量约占高效减水剂总量的90%以上；由于在实际中使用较广泛，萘系高效减水剂与水泥不适应的现象在工程中反映得较多。此外，萘系高效减水剂自身存在坍落度经时损失大的缺点，限制了其在高性能混凝土中的应用范围。

影响萘系减水剂与水泥适应性的因素很多，包括：减水剂品种和掺量，水泥熟料的矿物组成，水泥细度，颗粒形态，水泥温度及新鲜程度，体系中石膏含量和形态，碱含量等，因而改善两者的适应性需要“双向适应”，但在实际工程应用中，由于水泥和减水剂的品种繁多，水泥矿物组分波动较大，这种“双向适应”很难实现。因此，需要研究出一种新的适用于改善萘系减水剂与水泥适应性，同时优化其自身减水及保坍性能，提高早期及后期混凝土强度的辅助添加剂，从而在保证获得优良性能混凝土的同时，减少对水泥及萘系减水剂等资源的消耗以及相关生产对环境造成的负担，降低工业生产能耗，达到节能减排的目的。这不仅可以带来直接的、良好的经济效益，而且为全国“十二五”计划的顺利实施，为实现全国可持续发展、发展循环经济、建设节约型社会做出应有的贡献，对中国社会发展具有战略意义，具有十分明显的社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，适用于改善萘系减水剂与水泥的适应性，同时优化其自身减水及保坍性能，提高混凝土早期及后期强度。

本发明提出的一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，由保坍剂、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐和早强剂组成，各组份的重量比为：

保坍剂                 100

硫酸盐                 50-140

碳酸盐                 10-50

硝酸盐                 3-60

早强剂                 5-40。

各组份较佳的重量比为：

保坍剂                 100

硫酸盐                 70-130

碳酸盐                 11-40

硝酸盐                 4-20

早强剂                 6-30。

本发明中，所述保坍剂为氨基磺酸盐或聚羧酸盐中的一种。

本发明中，所述硫酸盐为硫酸钠或硫酸钙中的一种。

本发明中，所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钙中的一种。

本发明中，所述硝酸盐为硝酸钠或亚硝酸钠中的一种。

本发明中，所述早强剂为硫代硫酸钠或亚硫酸钠中的一种。

本发明的制备方法，具体步骤为：按前述各重量比例称取各组份，将保坍剂、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐和早强剂通过机械干拌至均匀状态。

本发明的使用方法如下：准确称取前述辅助添加剂，以这种辅助添加剂替代3%-30%的萘系减水剂，与萘系减水剂一起掺入混凝土原材料，并投入搅拌机加水匀速搅拌。搅拌均匀后即可施工。

该辅助添加剂可以广泛应用于掺入萘系高效减水剂的混凝土。

本发明中，保坍剂分子在水泥颗粒表面属刚性垂直吸附，具有立体的分散效果。当水泥水化开始后，水化产物覆盖在水泥颗粒表面，削弱减水剂的作用，保坍剂分子的立体侧链可以继续产生作用，而浆体中残留的减水剂分子也可继续吸附于水泥颗粒表面，产生塑化作用，使水泥颗粒稳定分散，浆体流动性经时损失减小。保坍剂与萘系高效减水剂复合使用，由于两种减水剂极性基团的共同作用，可使减水率提高，坍落度损失降低，还会减少泌水。石膏含量是水泥性能的一项重要指标。石膏的溶解速率必须与铝酸盐矿物的水化速率相匹配，才能起到调节铝酸盐水化速率的效果，否则，石膏的溶解速率过高或过低，都将对水泥正常水化造成影响。出于避免三氧化硫含量过高对混凝土强度及耐久性的影响，在水泥质量控制中对三氧化硫含量有严格限制。由于试验水泥煅烧过程中使用的是富硫煤，因此在调凝石膏加入前水泥熟料中已有约1.22％左右的三氧化硫含量，由此降低了试验水泥中三氧化硫的许可掺量，导致试验水泥中难以加入足量的调凝石膏。硫酸根与铝酸盐的比例过低，导致大量萘系减水剂分子被吸附能力较强的铝酸盐吸附，从而影响其减水作用的发挥。掺入适量的硫酸盐可以有效调节水泥中硫酸根与铝酸盐的比例，能够降低萘系减水剂的饱和点，减少水泥浆体的流动度经时损失，加之硫酸钙对于水泥颗粒水化的阻碍作用减少了水化产物对萘系减水剂分子的包裹和吞噬作用，改善了水泥与减水剂的相容性。此外，硫酸盐本身的成晶作用会使浆体变得黏稠，增加其粘聚性。碳酸盐和硝酸盐本身具有早强作用，与早强剂复合使用更能有效地提高混凝土的早期强度以及后期强度和耐久性。

本发明可供一般建筑材料厂生产，广泛适用于掺有萘系高效减水剂的砂浆和混凝土等建筑材料中，以调节萘系减水剂的减水作用效果及其与水泥的适应性。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1，一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，按照氨基磺酸盐100，硫酸钙50，碳酸钠10，硝酸钠3和硫代硫酸钠5的重量比配制而成。以这种辅助添加剂替代3%的萘系减水剂，与萘系减水剂一起掺入混凝土，该混凝土初始坍落度为210mm，30min坍落度保留值为180mm，1h坍落度保留值为170mm，减水率为21.7%，1天，3天，7天和28天混凝土立方体抗压强度比分别为240%，246%，206%和190%。

实施例2，一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，按照聚羧酸盐100，硫酸钠140，碳酸钠50，亚硝酸钠60和硫代硫酸钠40的重量比配制而成。以这种辅助添加剂替代13%的萘系减水剂，与萘系减水剂一起掺入混凝土，该混凝土初始坍落度为210mm，30min坍落度保留值为190mm，1h坍落度保留值为180mm，减水率为19.6%，1天，3天，7天和28天混凝土立方体抗压强度比分别为236%，222%，202%和187%。

实施例3，一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，按照氨基磺酸盐100，硫酸钠60，碳酸钾20，硝酸钠10和亚硫酸钠10的重量比配制而成。以这种辅助添加剂替代20%的萘系减水剂，与萘系减水剂一起掺入混凝土，该混凝土初始坍落度为190mm，30min坍落度保留值为170mm，1h坍落度保留值为150mm，减水率为16.3%，1天，3天，7天和28天混凝土立方体抗压强度比分别为215%，207%，200%和181%。

实施例4，一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，按照氨基磺酸盐100，硫酸钙130，碳酸钾10，亚硝酸钠60和亚硫酸钠14的重量比配制而成。以这种辅助添加剂替代27%的萘系减水剂，与萘系减水剂一起掺入混凝土，该混凝土初始坍落度为220mm，30min坍落度保留值为180mm，1h坍落度保留值为160mm，减水率为14.0%，1天，3天，7天和28天混凝土立方体抗压强度比分别为187%，192%，189%和167%。

实施例5， 一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，按照聚羧酸盐100，硫酸钙120，碳酸钠40，亚硝酸钠30和亚硫酸钠5的重量比配制而成。以这种辅助添加剂替代30%的萘系减水剂，与萘系减水剂一起掺入混凝土，该混凝土初始坍落度为200mm，30min坍落度保留值为170mm，1h坍落度保留值为130mm，减水率为15.5%，1天，3天，7天和28天混凝土立方体抗压强度比分别为188%，184%，175%和152%。

Claims (8)

1.一种调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，其特征在于由保坍剂，硫酸盐，碳酸盐，硝酸盐和早强剂组成，各组份的重量比为：

保坍剂                 100

硫酸盐                 50-140

碳酸盐                 10-50

硝酸盐                 3-60

早强剂                 5-40。

2.根据权利要求1所述的调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，其特征在于各组份的重量比为：

保坍剂                 100

硫酸盐                 70-130

碳酸盐                 11-40

硝酸盐                 4-20

早强剂                 6-30。

3.根据权利要求1所述的调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，其特征在于所述保坍剂采用氨基磺酸盐或聚羧酸盐中的任一种。

4.根据权利要求1所述的调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，其特征在于所述硫酸盐采用硫酸钠或硫酸钙中的任一种。

5.根据权利要求1所述的调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，其特征在于所述碳酸盐采用碳酸钠或碳酸钙中的任一种。

6.根据权利要求1所述的调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，其特征在于所述硝酸盐采用硝酸钠或亚硝酸钠中的任一种。

7.根据权利要求1所述的调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂，其特征在于所述早强剂采用硫代硫酸钠或亚硫酸钠中任一种。

8.一种如权利要求1所述的调节萘系减水剂作用效果的辅助添加剂的使用方法，其特征在于：以该辅助添加剂替代3%-30%的萘系减水剂，与萘系减水剂一起掺入混凝土中。