CN105753362B - 一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途，该早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸55‑63份、乙二胺四乙酸33‑42份、累托石5‑12份、木香15‑23份、聚乙烯亚胺8‑14份。向聚丙烯酸中加去离子水，再加入聚乙烯亚胺，热处理后制得聚丙烯酸混合液；将木香研磨、过筛，加无水乙醇加热处理，然后进行超声处理，制得超声处理液A；将累托石粉碎、过筛，然后加入乙二胺四乙酸与去离子水，进行超声处理，制得超声处理液B；将超声处理液A与超声处理液B混合热处理，过滤，取上层清液，再加入聚丙烯酸混合液，热处理即得。本发明具有剂掺量低、早强效果好、防止钢筋锈蚀、抗压强度高等优点。

Description

一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体是一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途。
背景技术
减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。其中，聚羧酸系高性能减水剂（液体）是继木钙为代表的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第三代高性能减水剂，是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种高效减水剂。在许多工程中，为了加快工程进度，缩短工期，就必须使用混凝土早强剂或早强减水剂来加快水泥水化速度，提高混凝土早期强度，保证工程的顺利竣工。但是传统的萘系早强减水剂由于分散性差、减水率低、早强效果不明显、混凝土凝结时间长等因素不能再适应混凝土的使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种剂掺量低、早强效果好、防止钢筋锈蚀的早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸55-63份、乙二胺四乙酸33-42份、累托石5-12份、木香15-23份、聚乙烯亚胺8-14份。
作为本发明进一步的方案：所述早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸57-61份、乙二胺四乙酸35-40份、累托石7-10份、木香17-21份、聚乙烯亚胺10-12份。
作为本发明进一步的方案：所述早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸59份、乙二胺四乙酸37份、累托石8份、木香19份、聚乙烯亚胺11份。
所述早强型聚羧酸减水剂的制备方法，由以下步骤组成：
1）向聚丙烯酸中加入其质量10-12倍的去离子水，搅拌5-10min后再加入聚乙烯亚胺，然后升温至55-60℃，并在该温度下处理30-40min后制得聚丙烯酸混合液备用；
2）将木香研磨、过80-120目筛，加入其质量8-10倍的无水乙醇，加热至70-75℃并搅拌20-30min，然后进行超声处理30-40min，超声功率为800-1000W，制得超声处理液A；
3）将累托石粉碎、过200目筛，然后加入乙二胺四乙酸与累托石质量4-5倍的去离子水混合，然后升温至70-75℃进行超声处理，超声功率为800-1000W，制得超声处理液B；
4）将超声处理液A与超声处理液B混合后，加热至90-95℃，搅拌处理25-30min后，过滤，取上层清液，再加入聚丙烯酸混合液，然后在100-110℃下搅拌处理1-1.5h，降至室温即得早强型聚羧酸减水剂。
所述早强型聚羧酸减水剂在混凝土中的用途。
所述早强型聚羧酸减水剂的掺加量为混凝土质量的1.5-2.5%。
所述早强型聚羧酸减水剂的掺加量为混凝土质量的2%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在各原料份共同作用下具有剂掺量低、早强效果好、防止钢筋锈蚀等优点。收缩率低能有效提高混凝土的耐久性能。减水率高可大幅降低水灰比，确保混凝土强度。保坍效果好能很好的满足混凝土施工性能。掺量低、抗压强度高，特别是在28d后，混凝土的抗压强度比仍能保持在170%以上。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸55份、乙二胺四乙酸33份、累托石5份、木香15份、聚乙烯亚胺8份。
向聚丙烯酸中加入其质量10倍的去离子水，搅拌5min后再加入聚乙烯亚胺，然后升温至55℃，并在该温度下处理300min后制得聚丙烯酸混合液备用。将木香研磨、过80目筛，加入其质量8倍的无水乙醇，加热至70℃并搅拌20min，然后进行超声处理30min，超声功率为800W，制得超声处理液A。将累托石粉碎、过200目筛，然后加入乙二胺四乙酸与累托石质量4倍的去离子水混合，然后升温至70℃进行超声处理，超声功率为800W，制得超声处理液B。将超声处理液A与超声处理液B混合后，加热至90℃，搅拌处理25min后，过滤，取上层清液，再加入聚丙烯酸混合液，然后在100℃下搅拌处理1h，降至室温即得早强型聚羧酸减水剂。
实施例2
本发明实施例中，一种早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸63份、乙二胺四乙酸42份、累托石12份、木香23份、聚乙烯亚胺14份。
向聚丙烯酸中加入其质量12倍的去离子水，搅拌10min后再加入聚乙烯亚胺，然后升温至60℃，并在该温度下处理40min后制得聚丙烯酸混合液备用。将木香研磨、过120目筛，加入其质量10倍的无水乙醇，加热至75℃并搅拌30min，然后进行超声处理40min，超声功率为1000W，制得超声处理液A。将累托石粉碎、过200目筛，然后加入乙二胺四乙酸与累托石质量5倍的去离子水混合，然后升温至75℃进行超声处理，超声功率为1000W，制得超声处理液B。将超声处理液A与超声处理液B混合后，加热至95℃，搅拌处理30min后，过滤，取上层清液，再加入聚丙烯酸混合液，然后在110℃下搅拌处理1.5h，降至室温即得早强型聚羧酸减水剂。
实施例3
本发明实施例中，一种早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸57份、乙二胺四乙酸35份、累托石7份、木香17份、聚乙烯亚胺10份。
向聚丙烯酸中加入其质量11倍的去离子水，搅拌8min后再加入聚乙烯亚胺，然后升温至60℃，并在该温度下处理40min后制得聚丙烯酸混合液备用。将木香研磨、过120目筛，加入其质量9倍的无水乙醇，加热至75℃并搅拌30min，然后进行超声处理40min，超声功率为1000W，制得超声处理液A。将累托石粉碎、过200目筛，然后加入乙二胺四乙酸与累托石质量4.5倍的去离子水混合，然后升温至75℃进行超声处理，超声功率为1000W，制得超声处理液B。将超声处理液A与超声处理液B混合后，加热至95℃，搅拌处理30min后，过滤，取上层清液，再加入聚丙烯酸混合液，然后在110℃下搅拌处理1.5h，降至室温即得早强型聚羧酸减水剂。
实施例4
本发明实施例中，一种早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸61份、乙二胺四乙酸40份、累托石10份、木香21份、聚乙烯亚胺12份。
制备过程与实施例3一致。
实施例5
本发明实施例中，一种早强型聚羧酸减水剂，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸59份、乙二胺四乙酸37份、累托石8份、木香19份、聚乙烯亚胺11份。
制备过程与实施例3一致。
对比例1
除不含有木香，其配方及制备过程与实施例5一致。
对比例2
仅含有聚丙烯酸与木香，其制备过程与实施例5一致。
将实施例1-5和比较例1-2得到的减水剂进行各项性能对比
1、水泥净浆流动度及其保持性能
水泥净浆流动度及流动度经时损失按照GB/8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行。采用亚东P.0.42.5R水泥，W/C=0.29。试验结果如表1所示。
表1水泥净浆流动度及其保持性能
从表1可以看出，采用本发明方法制备的早强型聚羧酸减水剂的流动性以及流动度保持效果均在各组分的共同作用下有较大提升。
2、早强型减水剂技术指标
将实施例-5制备的早强型聚羧酸减水剂以及对比例1-2得到的减水剂按实施例或比较例中的掺量掺入同批次混凝土中，按照相关国家标准分别进行检测。
减水率、泌水率比、含气量、凝结时间差按照GB8076-2008《混凝土外加剂》进行测定和计算。混凝土试块制作、养护及检测等按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。试验结果如表2所示。
表2减水剂性能检测结果
由表2可以看出，本发明实施例中所述的早强型聚羧酸减水剂均符合GB8076-2008《混凝土外加剂》标准中关于早强型高性能减水剂的相关指标要求。
从表2中还可以看出与对比例1-2进行对比，本发明在各组分的共同作用下在减水率、抗压强度比、收缩率比等关键指标上面均有优势，本发明早强型聚羧酸减水剂使用效果优良，成本优势明显，值得大范围推广。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸55-63份、乙二胺四乙酸33-42份、累托石5-12份、木香15-23份、聚乙烯亚胺8-14份；
所述的早强型聚羧酸减水剂的制备方法，由以下步骤组成：
1）向聚丙烯酸中加入其质量10-12倍的去离子水，搅拌5-10min后再加入聚乙烯亚胺，然后升温至55-60℃，并在该温度下处理30-40min后制得聚丙烯酸混合液备用；
2）将木香研磨、过80-120目筛，加入其质量8-10倍的无水乙醇，加热至70-75℃并搅拌20-30min，然后进行超声处理30-40min，超声功率为800-1000W，制得超声处理液A；
3）将累托石粉碎、过200目筛，然后加入乙二胺四乙酸与累托石质量4-5倍的去离子水混合，然后升温至70-75℃进行超声处理，超声功率为800-1000W，制得超声处理液B；
4）将超声处理液A与超声处理液B混合后，加热至90-95℃，搅拌处理25-30min后，过滤，取上层清液，再加入聚丙烯酸混合液，然后在100-110℃下搅拌处理1-1.5h，降至室温即得早强型聚羧酸减水剂。
2.根据权利要求1所述的早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸57-61份、乙二胺四乙酸35-40份、累托石7-10份、木香17-21份、聚乙烯亚胺10-12份。
3.根据权利要求2所述的早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，由以下按照重量份的原料组成：聚丙烯酸59份、乙二胺四乙酸37份、累托石8份、木香19份、聚乙烯亚胺11份。
4.根据权利要求1-3任一所述的早强型聚羧酸减水剂在混凝土中的用途。
5.根据权利要求4所述的早强型聚羧酸减水剂在混凝土中的用途，其特征在于，所述早强型聚羧酸减水剂的掺加量为混凝土质量的1.5-2.5%。
6.根据权利要求5所述的早强型聚羧酸减水剂在混凝土中的用途，其特征在于，所述早强型聚羧酸减水剂的掺加量为混凝土质量的2%。
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