CN102718430A

CN102718430A - 掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂及其制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN102718430A
Application number: CN2012102195414A
Authority: CN
Inventors: 贾吉堂; 张明
Original assignee: SHANDONG HUAWEI JIANCAI BUILDING MATERIAL CO Ltd
Current assignee: SHANDONG HUAWEI JIANCAI BUILDING MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: CN102718430B

Abstract

本发明涉及混凝土添加剂领域，具体涉及一种掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂及其制备方法和使用方法。该含泥量抑制剂由如下重量份数的原料制成：泥土分散组分20~30%、泥土吸附组分0.5~5%和离子络合交换组分0.5~5%，余量为水；制备方法为：先将水和泥土分散组分搅拌均匀，再加入泥土吸附组分和离子络合交换组分搅拌均匀；使用方法为：含泥量抑制剂的用量为聚羧酸系减水剂混凝土用量的2~5wt%。使用本发明产品可增大混凝土的流动性和保坍性，降低混凝土的粘度，改善其工作状态，同时可降低高价金属离子对聚羧酸系减水剂的吸附量，保证了掺聚羧酸系减水剂混凝土的性能。

Description

掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及混凝土添加剂领域，具体涉及一种掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

由水泥、石子、砂子和水组成的混凝土是世界上用量最大的建筑材料，由于原材料便宜易得、在应用上的多样性和适应性及经济性高等优点，被广泛应用于各类建筑之中，已经成为现代社会的基础。随着混凝土技术的不断发展，使用聚羧酸系减水剂配制的高性能混凝土已成为混凝土的发展趋势。

聚羧酸系减水剂属于第三代混凝土减水剂，是继木质素普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的高性能减水剂，具有掺量小、减水率高、保坍性能优异、收缩率低、适应性广泛和耐久性能好等优点而被广泛的应用于高速铁路、水利水电、核电、高速公路、港湾码头和各类工民建工程中。

虽然聚羧酸系减水剂具有诸多优点，但其受混凝土中砂子含泥量的影响较大。由于砂中泥土具有层间结构和包含的如铝离子、镁离子等高价金属离子，能够大量吸附聚羧酸系减水剂，从而使减水剂失去活性。近年来，随着国内建设规模的不断扩大，天然砂资源的紧缺，质量稳定、性能优良、颗粒级配良好、泥含量小的砂越来越少。大量砂石没有经过水洗被直接用于混凝土中，一些含泥量高的低品质“特细面砂”和人工砂混合后大量用于混凝土结构中；一些含有大量黏土或黏土质石粉的人工砂也流入市场，在混凝土中以种种不同的形式起作用，对掺聚羧酸系减水剂混凝土的和易性、强度和耐久性等性能均造成不利的影响。

目前还没有一种有效的方法来解决此问题，只能通过提高聚羧酸系减水剂的掺量来解决。但在增大聚羧酸系减水剂掺量同时也提高了每方混凝土的成本，也增加了其他生产工艺的麻烦。例如通过超掺使混凝土初始严重离析来保证0.5h乃至1h后的施工状态，所导致的混凝土含气量高也严重的影响着混凝土制品外观和后期强度，也可能造成混凝土凝结时间过长等问题。因此，研制一种掺聚羧酸混凝土用含泥量抑制剂，在砂含泥量较高时，在混凝土中加入抑制剂，能有效的抑制混凝土砂泥含量对聚羧酸减水剂的影响，降低聚羧酸减水剂的掺量，从而提高聚羧酸减水剂的性价比，对于混凝土行业的发展均具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，可增大混凝土的流动性和保坍性，降低混凝土的粘度，同时可降低高价金属离子对聚羧酸系减水剂的吸附量。

本发明还提供了上述掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂的制备方法和使用方法。

本发明所述的掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，由如下重量份数的原料制成：泥土分散组分20~30%、泥土吸附组分0.5~5%和离子络合交换组分0.5~5%，余量为水。

其中：

所述泥土分散组分为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或焦磷酸钠中的一种。

所述泥土吸附组分为聚乙烯醇、十六烷基三甲基溴化铵或N,N-甲基-1-十六烷基铵中的一种。

所述离子络合交换组分为乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸钠中的一种。

制备方法包括以下步骤：

1）先向反应釜中加入计量好的水和泥土分散组分，搅拌5~10min；

2）再按比例加入泥土吸附组分和离子络合交换组分，搅拌20~30min，即制备出掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂。

本发明中，所述掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂含固量为25~35%。

使用方法为：含泥量抑制剂的用量为聚羧酸系减水剂混凝土用量的2~5wt%。

本发明的机理：泥土是含有多种高价金属离子的层间结构，可大量的吸附聚羧酸系减水剂，导致掺聚羧酸系减水剂混凝土出现初始流动度较小、坍落度经时损失大、状态差和强度低等问题。在掺聚羧酸系减水剂混凝土中应用含泥量抑制剂，其中的泥土分散和吸附组分会被砂中的泥土优先吸附，从而实现对泥土的分散作用，增大了混凝土的流动性和保坍性，降低了混凝土的粘度，改善了其工作状态；离子络合交换组分对泥土中的高价金属离子进行络合和离子交换，减少了高价离子对聚羧酸系减水剂的吸附量，保证了掺聚羧酸系减水剂混凝土的性能。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1）泥土分散组分、泥土吸附组分和离子络合交换组分的协同作用对砂中的泥起到了分散、吸附和离子络合交换作用，抑制泥土对掺聚羧酸系减水剂混凝土工作性和强度的影响具有明显的效果。

2）所采用的生产设备简单，工艺合理，操作简洁，有利于工业化生产。

3）原材料广泛易得，生产成本低。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，按质量计，由20%六偏磷酸钠、5%十六烷基溴化铵、0.5%乙二胺四乙酸二钠和74.5%水制成。

制备方法包括如下步骤：

1）先向反应釜中加入计量好的水和六偏磷酸钠，搅拌10min；

2）再按比例加入十六烷基溴化铵和乙二胺四乙酸二钠，搅拌20min，即制备出掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂。

制备出的含泥量抑制剂的含固量为25.5%。

使用方法为：含泥量抑制剂的用量为聚羧酸系减水剂混凝土用量的5wt%。

实施例2

本发明掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，按质量计，由25%三聚磷酸钠、2%聚乙烯醇、0.5%柠檬酸钠和72.5%水制成。

制备方法包括如下步骤：

1）先向反应釜中加入计量好的水和三聚磷酸钠，搅拌5min；

2）再按比例加入聚乙烯醇和柠檬酸钠，搅拌25min，即制备出掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂。

制备出的含泥量抑制剂的含固量为27.5%。

使用时含泥量抑制剂的用量为聚羧酸系减水剂混凝土用量的3wt%。

实施例3

本发明掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，按质量计，由30%焦磷酸钠、0.5%N,N-二甲基-1-十六烷基铵、1%乙二胺四乙酸二钠和68.5份水制成。

制备方法包括如下步骤：

1）先向反应釜中加入计量好的水和焦磷酸钠，搅拌7min；

2）再按比例加入N，N-二甲基-1-十六烷基铵和乙二胺四乙酸二钠，搅拌27min，即制备出掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂。

制备出的含泥量抑制剂的含固量为31.5%。

使用方法为：含泥量抑制剂的用量为聚羧酸系减水剂混凝土用量的2wt%。

实施例4

本发明掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，按质量计，由26%六偏磷酸钠、0.5%聚乙烯醇、2%柠檬酸钠和71.5%水制成。

制备方法包括如下步骤：

1）先向反应釜中加入计量好的水和六偏磷酸钠，搅拌8min；

2）再按比例加入聚乙烯醇和柠檬酸钠，搅拌22min，即制备出掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂。

制备出的含泥量抑制剂的含固量为28.5%。

使用方法为：含泥量抑制剂的用量为聚羧酸系减水剂混凝土用量的4wt%。

实施例5

本发明掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，按质量计，由24%三聚磷酸钠、2%十六烷基溴化铵、3%乙二胺四乙酸二钠和71%水制成。

制备方法包括如下步骤：

1）先向反应釜中加入计量好的水和三聚磷酸钠，搅拌6min；

2）再按比例加入十六烷基溴化铵和乙二胺四乙酸二钠，搅拌30min，即制备出掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂。

制备出的含泥量抑制剂的含固量为29%。

使用方法为：含泥量抑制剂的用量为聚羧酸系减水剂混凝土用量的3wt%。

实施例6

本发明掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，按质量计，由26%焦磷酸钠、3%N,N-二甲基-1-十六烷基铵、5%柠檬酸钠和66%水制成。

制备方法包括如下步骤：

1）先向反应釜中加入计量好的水和焦磷酸钠，搅拌9min；

2）再按比例加入N，N-二甲基-1-十六烷基铵和柠檬酸钠，搅拌26min，即制备出掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂。

制备出的含泥量抑制剂的含固量为34%。

下面具体说明上述6个实施例的使用效果：

制备样品：选用山铝牌P.O 42.5水泥；砂子为细度模数为2.8，Ⅱ区中砂，含泥量为7%；石子粒径为公称5mm~20mm的碎石或卵石，采用二级配，满足连续级配要求；采用GB8076-2008的试验方法，聚羧酸系减水剂折固掺量为0.26%，将不同用量的含泥量抑制剂与聚羧酸系减水剂一起加入到混凝土中；用水量：应使砼坍落度达到（210±10）mm的最小用水量。单方混凝土配合比水泥：砂子：石子=360：783：957。

样品测试：对样品的坍落度、混凝土初始状态和28d抗压强度进行测试。6个实施例得到的样品依顺序编号为Y-1、Y-2、Y-3、Y-4、Y-5、Y-5、Y-6，不添加含泥量抑制剂的样品编号为Y-0。试验结果见表1。

表1样品性能检测试验

从表1中可以看出，与没有使用抑制剂的混凝土Y-0相比，使用含泥量抑制剂Y-1至Y-6的掺聚羧酸系减水剂混凝土具有较大的流动度、较小坍落度损失和较高的28d抗压强度且混凝土状态良好。

本发明上述的实施例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明权利要求书相当的含义和范围内的任何改变和组合，都应认为是在权利要求书的范围内。

Claims

1.一种掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：泥土分散组分20~30%、泥土吸附组分0.5~5%和离子络合交换组分0.5~5%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，其特征在于，所述泥土分散组分为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或焦磷酸钠中的一种。

3.根据权利要求1所述的掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，其特征在于，所述泥土吸附组分为聚乙烯醇、十六烷基三甲基溴化铵或N,N-二甲基-1-十六烷基铵中的一种。

4.根据权利要求1所述的掺聚羧酸系减水剂混凝土用含泥量抑制剂，其特征在于，所述离子络合交换组分为乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸钠中的一种。

5.一种权利要求1所述的掺聚羧酸减水剂混凝土用含泥量抑制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的掺聚羧酸减水剂混凝土含泥量抑制剂的制备方法，其特征在于，所述含泥量抑制剂含固量为25~35%。

7.一种权利要求1所述的掺聚羧酸系混凝土用含泥量抑制剂的使用方法，其特征在于，所述含泥量抑制剂的用量为聚羧酸系减水剂混凝土用量的2~5wt%。