CN104495865A - 抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂及其使用方法，属于混凝土添加剂技术领域，用于抑制蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂混凝土的危害，解决现有技术手段工艺复杂、成本高、效果不好的问题。该抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂各组分的质量分数为：插层吸附剂：25％～35％；分散剂：45％～55％以及稳定剂10％～25％。使用时，抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的用量为混凝土中胶凝材料用量的0.01％～0.03％。该处理剂能够有效降低蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂的吸附，改善混凝土的性能；且其制备工艺简单，用量小，生产和使用成本低。

Description

抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及混凝土添加剂技术领域，具体涉及一种抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂及其使用方法。

背景技术

现代混凝土是由胶凝材料、粗骨料、细骨料和水组成的材料体系，而且大多掺加了外加剂以达到所需的工作性能和硬化性能。其中粗细骨料占混凝土体积的70％以上，对混凝土性能有着重要的影响。粗骨料一般通过天然岩石采集或经过机械破碎而制成，细骨料一般通过自然采集得到。骨料的破碎和采集过程中可能会夹杂一些粘土质微细颗粒物(粒径范围2μm-75μm)，会对混凝土的性能产生不利影响。

在各种粘土中，蒙脱土类粘土对混凝土性能的影响尤为严重，特别是对掺聚羧酸系减水剂的混凝土的危害更加突出。蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂的混凝土的危害具体表现为：一是大幅度降低混凝土工作性，混凝土坍落度减小，混凝土坍落度经时损失增大；二是降低混凝土力学性能，混凝土耐久性变差；三是大量吸附聚羧酸系减水剂，影响聚羧酸系减水剂性能的发挥。因此，若混凝土骨料中含有较多的蒙脱土类粘土时，必须采取一定的措施来减少其危害。

专利CN102875051A(公告日为2013年12月18日)公开了一种由烯基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、丙烯酸或甲基丙烯酸和丙烯酰胺衍生物等单体通过自由基共聚制备的聚羧酸系减水剂，可以抵御8％以内的骨料含泥量。专利CN103467670A(公开日为2013年12月25日)公开了一种采用季铵盐低聚物、异戊烯醇聚氧乙烯醚、氨基三亚甲基膦酸、不饱和一元羧酸及其衍生物在引发剂和链转移剂的作用下通过自由基共聚制备的抗泥型聚羧酸系减水剂。这些专利都是通过合成的方法制备对粘土适应性好的聚羧酸系减水剂，效果有限且合成工艺复杂，使用成本高。

因此，如何提供一种制备工序简单、能够有效降低蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂的危害的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂及其使用方法成为本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂及其使用方法，用于抑制蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂混凝土的危害，解决现有技术手段工艺复杂、成本高、效果不好的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，适用于抑制蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂混凝土的危害，各组分的质量分数为：

插层吸附剂：    25％～35％

分散剂：        45％～55％

稳定剂：        10％～25％。

进一步地，所述插层吸附剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵或亚甲基蓝中的一种。

进一步地，所述分散剂为聚乙烯醇、九水偏硅酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种或多种。

进一步地，所述稳定剂为2-氯乙基三甲基氯化铵、聚丙烯酸钠或羧甲基纤维素钠中的一种。

进一步地，由如下质量分数的原料制成：十六烷基三甲基溴化铵30％；聚乙烯醇45％；2-氯乙基三甲基氯化铵25％。

进一步地，由如下质量分数的原料制成：十八烷基三甲基氯化铵25％；九水偏硅酸钠55％；2-氯乙基三甲基氯化铵20％。

进一步地，由如下质量分数的原料制成：亚甲基蓝35％；三聚磷酸钠55％；聚丙烯酸钠10％。

进一步地，由如下质量分数的原料制成：十八烷基三甲基氯化铵25％；聚乙烯醇25％、九水偏硅酸钠30％；2-氯乙基三甲基氯化铵20％。

进一步地，由如下质量分数的原料制成：十六烷基三甲基溴化铵30％；聚乙烯醇25％、三聚磷酸钠20％；2-氯乙基三甲基氯化铵25％。

进一步地，由如下质量分数的原料制成：十八烷基三甲基氯化铵20％；九水偏硅酸钠35％、六偏磷酸钠20％；羧甲基纤维素钠25％。

抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的使用方法，所述抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的用量为所述混凝土中胶凝材料用量的0.01％～0.03％。

本发明的机理：

蒙脱土类粘土对混凝土性能有显著影响的主要原因是其对聚羧酸系减水剂的强烈吸附和其本身的吸水膨胀性，前者影响程度更大。国内外相关研究表明蒙脱土类粘土对聚羧酸系减水剂吸附的机理在于通过PEO链上部分极化的氧原子与蒙脱石层间的水分子形成的氢键作用而插层到蒙脱石层间，这种插层吸附非常强烈，少量的蒙脱土类粘土即可极大地削弱聚羧酸系减水剂对水泥的分散性能，从而影响混凝土的性能。本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂中含有插层吸附剂，能够优先被粘土吸附，使粘土的吸附能力饱和，避免了对聚羧酸系减水剂的吸附。另一方面，蒙脱土类粘土的吸水膨胀性较大，会导致混凝土流动性变差，硬化性能劣化。本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂中含有的分散剂和稳定剂能够有效抑制蒙脱土类粘土的吸水膨胀性，保证混凝土的性能。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，各组分的质量分数为：插层吸附剂：25％～35％；分散剂：45％～55％以及稳定剂10％～25％。使用时，抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的用量为混凝土中胶凝材料用量的0.01％～0.03％。该处理剂能够有效降低蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂的吸附，抑制其吸水膨胀性，使得含有蒙脱土类粘土的掺聚羧酸系减水剂的混凝土保持较好的流动性，从而改善混凝土的工作性能和硬化性能。而且，本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，取材方便，制备工艺简单，用量小，生产和使用成本低，有利于工业化生产应用。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂及其使用方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例1

本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂配方如下(质量分数)：

插层吸附剂：十六烷基三甲基溴化铵30％

分散剂：聚乙烯醇45％

稳定剂：2-氯乙基三甲基氯化铵25％。

制备方法为：采用高速分散机(最高转速8000r/min)将各组分原料搅拌均匀后即配制出本实施例的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂。

使用方法为：抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的用量为混凝土中胶凝材料用量的0.01％。

实施例2

本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂配方如下(质量分数)：

插层吸附剂：十八烷基三甲基氯化铵25％

分散剂：九水偏硅酸钠55％

稳定剂：2-氯乙基三甲基氯化铵20％。

制备方法和使用方法同实施例1。

实施例3

本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂配方如下(质量分数)：

插层吸附剂：亚甲基蓝35％

分散剂：三聚磷酸钠55％

稳定剂：聚丙烯酸钠10％。

制备方法同实施例1。

使用方法为：抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的用量为混凝土中胶凝材料用量的0.02％。

实施例4

本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂配方如下(质量分数)：

插层吸附剂：十八烷基三甲基氯化铵25％

分散剂：聚乙烯醇25％、九水偏硅酸钠30％

稳定剂：2-氯乙基三甲基氯化铵20％。

制备方法和使用方法同实施例3。

实施例5

本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂配方如下(质量分数)：

插层吸附剂：十六烷基三甲基溴化铵30％

分散剂：聚乙烯醇25％、三聚磷酸钠20％

稳定剂：2-氯乙基三甲基氯化铵25％。

制备方法同实施例1。

使用方法为：抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的用量为混凝土中胶凝材料用量的0.03％。

实施例6

本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂配方如下(质量分数)：

插层吸附剂：十八烷基三甲基氯化铵20％

分散剂：九水偏硅酸钠35％、六偏磷酸钠20％

稳定剂：羧甲基纤维素钠25％。

制备方法和使用方法同实施例5。

下面具体说明上述6个实施例的实施效果：

制备样品：选用海螺牌P.O42.5R水泥；减水剂为巴斯夫RP325聚羧酸系减水剂；选择一定量的膨润土掺加到水泥中，模拟混凝土骨料中的蒙脱土类粘土，进行水泥净浆流动度试验和混凝土坍落度试验，评估各实施例的应用效果。

在水泥净浆流动度试验中，采用GB/T 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》，聚羧酸系减水剂的掺量为0.7％，将不同用量的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂和聚羧酸系减水剂一起加入到水泥净浆中。不添加抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的样品I水泥净浆的配合比为：水泥300g，水105g。

在混凝土坍落度试验中，采用GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》，聚羧酸系减水剂的掺量为1.0％，将不同用量的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂和聚羧酸系减水剂一起加入到混凝土中。单方混凝土配合比为：水泥230Kg,粉煤灰80Kg、矿粉110Kg、砂780Kg、石1010Kg、水185Kg。

样品测试：对样品的净浆流动度、混凝土初始状态和坍落度进行测试。6个实施例得到的样品依次编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ，不添加抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的样品编号为Ⅰ，Ⅰ组作为对照组。试验结果见表1和表2。

其中，表1为水泥净浆流动度试验结果，表2为混凝土坍落度试验结果。

表1水泥净浆流动度试验结果

表2混凝土坍落度试验结果

从表1和表2可以看出，相对于没有掺加膨润土的对照组，膨润土显著降低了水泥净浆流动度和混凝土坍落度，在加入实施例1至实施例6(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ)中的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂后，水泥净浆流动度和混凝土坍落度得到改善，部分组获得了与对照组相近的指标，说明本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂能够有效地抑制膨润土对混凝土性能的危害。

综上所述，本发明的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，各组分的质量分数为：插层吸附剂：25％～35％；分散剂：45％～55％以及稳定剂10％～25％。该抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂能够有效降低蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂的吸附，抑制其吸水膨胀性，使得含有蒙脱土类粘土的掺聚羧酸系减水剂的混凝土保持较好的流动性，从而改善混凝土的工作性能和硬化性能。使用时，抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的用量为混凝土中胶凝材料用量的0.01％～0.03％，用量小，生产和使用成本低，有利于工业化生产应用。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，适用于抑制蒙脱土类粘土对掺聚羧酸系减水剂混凝土的危害，其特征在于，各组分的质量分数为：

插层吸附剂：    25％～35％

分散剂：        45％～55％

稳定剂：        10％～25％。

2.如权利要求1所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，所述插层吸附剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵或亚甲基蓝中的一种。

3.如权利要求1所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯醇、九水偏硅酸钠、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，所述稳定剂为2-氯乙基三甲基氯化铵、聚丙烯酸钠或羧甲基纤维素钠中的一种。

5.如权利要求1至4任一项所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，由如下质量分数的原料制成：十六烷基三甲基溴化铵30％；聚乙烯醇45％；2-氯乙基三甲基氯化铵25％。

6.如权利要求1至4任一项所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，由如下质量分数的原料制成：十八烷基三甲基氯化铵25％；九水偏硅酸钠55％；2-氯乙基三甲基氯化铵20％。

7.如权利要求1至4任一项所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，由如下质量分数的原料制成：亚甲基蓝35％；三聚磷酸钠55％；聚丙烯酸钠10％。

8.如权利要求1至4任一项所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，由如下质量分数的原料制成：十八烷基三甲基氯化铵25％；聚乙烯醇25％、九水偏硅酸钠30％；2-氯乙基三甲基氯化铵20％。

9.如权利要求1至4任一项所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，由如下质量分数的原料制成：十六烷基三甲基溴化铵30％；聚乙烯醇25％、三聚磷酸钠20％；2-氯乙基三甲基氯化铵25％。

10.如权利要求1至4任一项所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂，其特征在于，由如下质量分数的原料制成：十八烷基三甲基氯化铵20％；九水偏硅酸钠35％、六偏磷酸钠20％；羧甲基纤维素钠25％。

11.一种如权利要求1至10任一项所述的抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的使用方法，其特征在于，所述抑制蒙脱土类粘土对混凝土危害的处理剂的用量为所述混凝土中胶凝材料用量的0.01％～0.03％。