CN102775088A - 一种阻泥型混凝土减水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减水剂技术领域，特别涉及一种阻泥型混凝土减水剂，其包括如下组成：0.5-3％季铵盐型粘土稳定剂，0.5-1.5％无机钾盐，3-10％有机磷系列阻垢剂，15-20％聚羧酸高性能混凝土减水剂，70.7-78.5％水。本发明利用季铵盐型粘土稳定剂和无机钾盐来减少粘土表面扩散双电层厚度和Zeta电位，抑制粘土的膨胀与分散，利用有机磷系列阻垢剂吸附在粘土表面，由于有机磷系列阻垢剂的分子量较小，因此较少量的有机磷系列阻垢剂就能在粘土表面实现较好的吸附，效果显著。同时，本发明还公开了阻泥型混凝土减水剂的制备方法，该方法工艺简单，操作可靠。

Description

一种阻泥型混凝土减水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及减水剂技术领域，特别涉及一种阻泥型混凝土减水剂及其制备方法。

背景技术

现有的减水剂主要有如下两种：奈系减水剂和聚羧酸减水剂，其中，奈系减水剂具有工艺成熟、水泥适应性好等优点，但是在生产过程中需要使用大量的甲醛和硫酸，对环境污染严重；而聚羧酸减水剂，在配制高标号混凝土中存在质量不稳定，减水率忽高忽低等技术问题。随着混凝土中粘土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等)含量的增高，欲达到较好的混凝效果，现有减水剂用量较大，使用成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用量少，能抑制混凝土吸附量，且环保的阻泥型混凝土减水剂；同时本发明还公开了这种阻泥型混凝土减水剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种阻泥型混凝土减水剂，其包括的组分及其质量百分比含量为：

其中，所述无机钾盐为硝酸钾和氯化钾中的一种或两种的混和物。

其中，所述有机磷系列阻垢剂为二乙烯三胺五甲叉膦酸七钠和乙二胺四甲叉膦酸五钠中的一种或两种的混和物。

本发明所述的一种阻泥型混凝土减水剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备季铵盐型粘土稳定剂；

(2)制备聚羧酸高性能混凝土减水剂；

(3)将步骤(1)所得的季铵盐型粘土稳定剂，无机钾盐、有机磷系列阻垢剂以及步骤(2)所得的聚羧酸高性能混凝土减水剂依次加入水中搅拌混和而成。

其中，所述季铵盐型粘土稳定剂的制备工艺如下：

(1)在恒温水浴中，向反应容器中加入环氧氯丙烷；

(2)后缓慢滴加二甲胺水溶液，低速搅拌；

(3)随后滴加交联剂乙二胺；

(4)最后加入引发剂亚硫酸钠和过硫酸钾，升温反应，

所述环氧氯丙烷，二甲胺水溶液，乙二胺，亚硫酸钠和过硫酸钾按摩尔比为1∶1.2∶0.01∶0.002∶0.003加入。

步骤(1)中所述的水浴温度为30℃；步骤(2)中所述的二甲胺水溶液为环氧氯丙烷与二甲胺按摩尔比为1∶1.2混和而成；步骤(2)中所述的升温温度为45℃，反应时间为6h。

其中，所述聚羧酸高性能混凝土减水剂的制备工艺如下：

(1)向反应容器中加入顺丁烯二酸酐、聚乙二醇单甲醚和水，搅拌混和；加热升温；

(2)后滴加甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙基酯、甲基烯丙基磺酸钠和水制成单体水溶液，发生聚合反应。

步骤(1)中所述加热升温温度为80℃；步骤(2)中所述的滴加时间为3h。

本发明的有益效果：本发明利用季铵盐型粘土稳定剂和无机钾盐来减少粘土表面扩散双电层厚度和Zeta电位，抑制粘土的膨胀与分散，利用有机磷系列阻垢剂吸附在粘土表面，由于有机磷系列阻垢剂的分子量较小，因此较少量的有机磷系列阻垢剂就能在粘土表面实现较好的吸附，在季铵盐型粘土稳定剂和有机磷系列阻垢剂的协同作用下，聚羧酸高性能混凝土减水剂就不再与粘土表面直接接触，从而在含泥量较高的混凝土中依然保持良好的减水效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

制备季铵盐型粘土稳定剂：在30℃的恒温水浴中，向反应容器中加入环氧氯丙烷，然后按缓慢滴加二甲胺水溶液，低速搅拌，随后滴加交联剂乙二胺，紧接着加入引发剂亚硫酸钠和过硫酸钾，然后升温至45℃反应6h后停止，得到季铵盐型粘土稳定剂。

制备聚羧酸高性能混凝土减水剂：向反应容器中加入质量百分比分别为5％的顺丁烯二酸酐、20％的聚乙二醇单甲醚和30％的水，搅拌加热至80℃，之后滴加3.5％的甲基丙烯酸、5％的甲基丙烯酸羟丙基酯、1.5％的甲基烯丙基磺酸钠和35％的水制成单体水溶液。滴加时间为3h，滴加温度为70-80℃，完成聚合反应，制得所需要的聚羧酸高性能混凝土减水剂。

取上述所得的季铵盐型粘土稳定剂1Kg，、聚羧酸高性能混凝土减水剂20Kg，与1Kg的硝酸钾，5Kg的二乙烯三胺五甲叉膦酸七钠以及73Kg的水置于反应容器中，机械搅拌均匀即可制得阻泥型混凝土减水剂。

实施例二

制备季铵盐型粘土稳定剂：在30℃的恒温水浴中，向反应容器中加入环氧氯丙烷，然后按缓慢滴加二甲胺水溶液，低速搅拌，随后滴加交联剂乙二胺，紧接着加入引发剂亚硫酸钠和过硫酸钾，然后升温至45℃反应6h后停止，得到季铵盐型粘土稳定剂。

制备聚羧酸高性能混凝土减水剂：向反应容器中加入质量百分比分别为5％的顺丁烯二酸酐、20％的聚乙二醇单甲醚和30％的水，搅拌加热至80℃，之后滴加3.5％的甲基丙烯酸、5％的甲基丙烯酸羟丙基酯、1.5％的甲基烯丙基磺酸钠和35％的水制成单体水溶液。滴加时间为3h，滴加温度为70-80℃，完成聚合反应，制得所需要的聚羧酸高性能混凝土减水剂。

取上述所得的季铵盐型粘土稳定剂0.5Kg，、聚羧酸高性能混凝土减水剂15Kg，与1.5Kg的氯化钾，10Kg的乙二胺四甲叉膦酸五钠以及73Kg的水置于反应容器中，机械搅拌均匀即可制得阻泥型混凝土减水剂。

实施例三

制备季铵盐型粘土稳定剂：在30℃的恒温水浴中，向反应容器中加入环氧氯丙烷，然后按缓慢滴加二甲胺水溶液，低速搅拌，随后滴加交联剂乙二胺，紧接着加入引发剂亚硫酸钠和过硫酸钾，然后升温至45℃反应6h后停止，得到季铵盐型粘土稳定剂。

制备聚羧酸高性能混凝土减水剂：向反应容器中加入质量百分比分别为5％的顺丁烯二酸酐、20％的聚乙二醇单甲醚和30％的水，搅拌加热至80℃，之后滴加3.5％的甲基丙烯酸、5％的甲基丙烯酸羟丙基酯、1.5％的甲基烯丙基磺酸钠和35％的水制成单体水溶液。滴加时间为3h，滴加温度为70-80℃，完成聚合反应，制得所需要的聚羧酸高性能混凝土减水剂。

取上述所得的季铵盐型粘土稳定剂3Kg，、聚羧酸高性能混凝土减水剂18Kg，与0.5Kg的硝酸钾和氯化钾的混和物，3Kg的二乙烯三胺五甲叉膦酸七钠和乙二胺四甲叉膦酸五钠的混和物以及75.Kg的水置于反应容器中，机械搅拌均匀即可制得阻泥型混凝土减水剂。

表一、普通混凝十配合比如下表：

原材料	水泥	矿粉	粉煤灰	砂	石	外加剂
							质量(Kg)	240	60	60	780	1080	2.5

表二、本发明所得产品与现有技术效果对比表(以表一中所述普通混凝土为实验材料)

实施例	1	2	3	聚羧酸减水剂
					坍落度	210	220	230	150
1h后坍落度	190	210	220	30
					28d抗压强度(Mpa)	37.9	38.4	38.3	35.3

从表中可以看出，本发明所得阻泥型混凝土减水剂，相对于现有聚羧酸减水剂而言，在混凝土的坍落度和坍落度损失以及抗压强度等方面都有明显改善，技术效果显著。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的工艺原理所做的等效变化或修改，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种阻泥型混凝土减水剂，其特征在于，其包括的组分及其质量百分比含量为：

2.根据权利要求1所述的阻泥型混凝土减水剂，其特征在于：所述无机钾盐为硝酸钾和氯化钾中的一种或两种的混和物。

3.根据权利要求1所述的阻泥型混凝土减水剂，其特征在于：所述有机磷系列阻垢剂为二乙烯三胺五甲叉膦酸七钠和乙二胺四甲叉膦酸五钠中的一种或两种的混和物。

4.一种阻泥型混凝土减水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备季铵盐型粘土稳定剂；

(2)制备聚羧酸高性能混凝土减水剂；

(3)将步骤(1)所得的季铵盐型粘土稳定剂，无机钾盐、有机磷系列阻垢剂以及步骤(2)所得的聚羧酸高性能混凝土减水剂依次加入水中搅拌混和而成。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述季铵盐型粘土稳定剂的制备工艺如下：

(1)在恒温水浴中，向反应容器中加入环氧氯丙烷；

(2)后缓慢滴加二甲胺水溶液，低速搅拌；

(3)随后滴加交联剂乙二胺；

(4)最后加入引发剂亚硫酸钠和过硫酸钾，升温反应；

所述环氧氯丙烷，二甲胺水溶液，乙二胺，亚硫酸钠和过硫酸钾按摩尔比为1∶1.2∶0.01∶0.002∶0.003加入。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的水浴温度为30℃；步骤(2)中所述的二甲胺水溶液为环氧氯丙烷与二甲胺按摩尔比为1∶1.2混和而成；步骤(2)中所述的升温温度为45℃，反应时间为6h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚羧酸高性能混凝土减水剂的制备工艺如下：

(1)向反应容器中加入顺丁烯二酸酐、聚乙二醇单甲醚和水，搅拌混和；加热升温；

(2)后滴加甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙基酯、甲基烯丙基磺酸钠和水制成单体水溶液，发生聚合反应。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述加热升温温度为80℃；步骤(2)中所述的滴加时间为3h。