CN105776933A - 一种抗泥型聚羧酸系减水剂、其制备方法及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗泥型聚羧酸系减水剂、其制备方法及使用方法。该抗泥型聚羧酸系减水剂,由下述原料制成:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A 9~13份、单体B 0~6份、单体C 0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D 1~2份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份、链转移剂0.4~1.6份、pH调节剂3~7份和水140~160份。本发明的制备方法制得的抗泥型聚羧酸系减水剂能在骨料含泥量较高时使用,避免预拌混凝土中骨料含泥量对聚羧酸系减水剂的不良影响;原料成本低,性能好;同时,本发明的抗泥型聚羧酸系减水剂的制备方法和使用方法,工艺简单,操作方便,应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗泥型聚羧酸系减水剂、其制备方法及使用方法。
背景技术
混凝土减水剂是混凝土工业最重要的助剂,其发展历程可分为3代:第一代减水剂(20世纪30年代):木质素磺酸盐类及松香酸钠、硬脂酸皂类等减水剂。其减水率低,有一定缓凝和引气作用,掺量过多会严重影响混凝土性能。第二代减水剂(20世纪60年代):萘系、三聚氰胺系等减水剂。其减水率高,不引气、不缓凝,增强效果好,掺量过大对混凝土性能影响不大,但是添加这类减水剂的混凝土坍落度损失大,而且所用的萘、甲醛、三聚氰胺等原料对人体及环境有害。第三代减水剂(20世纪80年代):聚羧酸系减水剂。其具有掺量低,减水率高,混凝土坍落度损失小且不引起明显缓凝,水泥适应性好,有害成分含量低,适宜配制高性能混凝土等特点。聚羧酸系减水剂由于具有显著的优点,目前已成为综合性能最优、应用前景最好的混凝土减水剂。
虽然聚羧酸系减水剂优异的减水性能和良好坍落度保持能力已被业界广泛认可,越来越多城市的混凝土搅拌站也逐渐使用聚羧酸系减水剂。但是,由于受材料条件限制,各地的砂石资源逐渐劣化,特别是大中城市,有很多使用高含泥砂和尾矿砂以及二者的混合砂。而聚羧酸系减水剂在黏土矿物中具有强烈的吸附趋向,对骨料含泥量有极高的敏感度,主要表现为聚羧酸系减水剂的减水分散能力严重下降、保坍效果差,导致硬化混凝土强度降低等,这对混凝土运输、工作状态以及强度等带来很大影响。针对此类问题,现有技术中的解决方案一般是添加一些表面活性剂,甚至大单体、聚乙二醇等使泥土优先吸附这些表面活性剂;或者拌合混凝土的时候大量添加缓凝材料;某些抗泥型减水剂也具有适应性窄的问题,只能解决部分地区含泥量高的问题,不能从根本上解决聚羧酸减水剂对泥土敏感的问题。
因此,本领域亟需开发一种适用于高含泥骨料、反应过程简单、不含氯离子的抗泥型聚羧酸系减水剂,这对聚羧酸系减水剂在预拌混凝土行业的大力推广与应用,具有很重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的聚羧酸系减水剂对骨料含泥量的敏感性高,导致现有的聚羧酸系减水剂存在减水分散能力严重下降、保坍效果差,导致硬化混凝土强度降低等缺陷,而提供了一种抗泥型聚羧酸系减水剂、其制备方法及使用方法。本发明的制备方法制得的抗泥型聚羧酸系减水剂能有效避免混凝土中骨料含泥量对其的不良影响,并且能在骨料含泥量较高时使用,并且在含泥量达到12%的情况下,依然有良好的初始减水性能和保坍性能;原料成本低,性能好;同时,本发明的抗泥型聚羧酸系减水剂的制备方法和使用方法,工艺简单,操作方便,应用范围广。
本发明提供了一种抗泥型聚羧酸系减水剂,其由下述原料制成,所述的原料包括以下重量份数的组分:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A9~13份、单体B0~6份、单体C0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D1~2份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份、链转移剂0.4~1.6份、pH调节剂3~7份和水140~160份;其中,所述的单体A为丙烯酸和/或甲基丙烯酸;所述的单体B为丙烯酸羟丙酯和/或丙烯酸羟乙酯;所述的单体C为丙烯酸甲酯和/或丙烯酸丁酯;所述的单体D为甲基丙烯磺酸钠和/或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸;所述的引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾;所述的链转移剂为巯基乙酸和巯基丙酸,其中,所述的巯基乙酸的用量为0.2~0.8份,所述的巯基丙酸的用量为0.2~0.8份;所述的pH调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
其中,所述的抗泥型聚羧酸系减水剂,较佳地,其由下述原料制成,所述的原料由以下重量份数的组分组成:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A9~13份、单体B0~6份、单体C0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D1~2份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份、链转移剂0.4~1.8份、pH调节剂3~7份和水140~160份。
其中,所述的抗泥型聚羧酸系减水剂中,所述的单体A的用量较佳地为10~12重量份。所述的单体B的用量较佳地为1~5重量份。所述的单体C的用量较佳地为0.5~3.5重量份。所述的氨基三亚甲基膦酸的用量较佳地为0.5~1.5重量份。所述的马来酸酐的用量较佳地为1.5~2.5重量份。所述的单体D的用量较佳地为1.2~1.8重量份。所述的引发剂的用量较佳地为1.2~1.8重量份。所述的次磷酸钠的用量较佳地为0.2~0.8重量份。所述的链转移剂的用量较佳地为0.6~1.4重量份,其中,所述的巯基乙酸的用量较佳地为0.3~0.7重量份;所述的巯基丙酸的用量较佳地为0.3~0.7重量份。所述的pH调节剂的用量较佳地为4~6重量份。所述的水的用量较佳地为144~155重量份。
较佳地,所述的抗泥型聚羧酸系减水剂,其由下述原料制成,所述的原料包括以下重量份数的组分:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A10~12份、单体B1~5份、单体C0.5~3.5份、氨基三亚甲基膦酸0.5~1.5份、马来酸酐1.5~2.5份、单体D1.2~1.8份、引发剂1.2~1.8份、次磷酸钠0.2~0.8份、链转移剂0.6~1.4份,其中,巯基乙酸0.3~0.7份;巯基丙酸的用量为0.3~0.7份,pH调节剂4~6份和水144~155份。
更佳地,所述的抗泥型聚羧酸系减水剂,其由下述原料制成,所述的原料由以下重量份数的组分组成:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A10~12份、单体B1~5份、单体C0.5~3.5份、氨基三亚甲基膦酸0.5~1.5份、马来酸酐1.5~2.5份、单体D1.2~1.8份、引发剂1.2~1.8份、次磷酸钠0.2~0.8份、链转移剂0.6~1.4份,其中,巯基乙酸0.3~0.7份、巯基丙酸0.3~0.7份、pH调节剂4~6份和水144~155份。
其中,所述的异戊烯醇聚氧乙烯醚市售可得,分子结构式如下所示:
其中,m为26~53的正整数。所述的异戊烯醇聚氧乙烯醚的数均分子量较佳地为1200~2400,pH值较佳地为6~7.5,双键保留率较佳地在90%以上。所述的异戊烯醇聚氧乙烯醚是一种以异戊烯醇为起始剂合成的聚醚,在聚合过程中形成侧链,产生空间位阻作用,防止水泥颗粒凝聚,保持分散性;长侧链的聚羧酸系减水剂具有较好的流动度保持性,而短侧链的聚羧酸系减水剂具有较高的分散能力。异戊烯醇聚氧乙烯醚可与丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、马来酸酐、氨基三亚甲基膦酸和甲基丙烯磺酸钠发生聚合反应,引入羧基、酯基、膦酸基和磺酸基,对减水剂分子分散水泥颗粒起到促进作用,具有减水、保坍及抗泥等作用。过硫酸铵和/或过硫酸钾作为引发剂,使各单体参与聚合反应。巯基乙酸和巯基丙酸作为链转移剂,控制合成减水剂的分子量。氢氧化钠和氢氧化钾用来调节反应产物溶液的pH值,使合成的减水剂性能稳定,适用于各项工程。
本发明还提供了一种所述的抗泥型聚羧酸系减水剂的制备方法,其包括以下步骤:
(1)惰性气氛和搅拌条件下,向溶液C中滴加溶液A和溶液B,进行聚合反应,所述的聚合反应的温度为30℃~50℃;其中,溶液B先于溶液A滴加;溶液A的滴加时间为2~4小时,溶液B的滴加时间为2.5~4.5小时;溶液C包括以下重量份数的组分:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份和水51~55份;溶液A包括以下重量份数的组分:单体A9~13份、单体B0~6份、单体C0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D1~2份和水38~46份;溶液B包括以下重量份数的组分:水51~59份和链转移剂0.4~1.6份,其中,巯基乙酸0.2~0.8份,巯基丙酸0.2~0.8份;
(2)步骤(1)的聚合反应结束后的反应液,用3~7重量份的pH调节剂调节pH值为5.0~6.0,即得抗泥型聚羧酸系减水剂。
步骤(1)中,所述的聚合反应的方法和条件可为本领域此类聚合反应常规的方法和条件。本发明优选下列方法和条件:所述的聚合反应较佳地在聚合反应釜中进行。所述的惰性气氛较佳地为氮气气氛。对于所述搅拌的速度没有特殊要求,只要能够使溶液A和溶液B与混合物C混合均匀即可。所述的溶液A和所述的溶液B较佳地分别从高位槽A和高位槽B中滴加到溶液C中。所述的溶液B先于溶液A滴加较佳地是指溶液B滴加5~10分钟后,再滴加溶液A。所述的溶液A的滴加时间较佳地为2.5~3.5小时。所述的溶液B的滴加时间较佳地为3~4小时。所述的聚合反应的温度较佳地为35℃~45℃。
步骤(1)中,所述的溶液C较佳地由以下重量份数的组分组成:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份和水51~55份。所述的溶液A较佳地由以下重量份数的组分组成:单体A9~13份、单体B0~6份、单体C0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D1~2份和水38~46份。所述的溶液B较佳地由以下重量份数的组分组成:水51~59份和链转移剂0.4~1.6份,其中,巯基乙酸0.2~0.8份、巯基丙酸0.2~0.8份。
步骤(1)中,溶液A与溶液B滴加完毕后,较佳地,继续于所述聚合反应温度下,保温进行聚合反应0~2小时,优选0.5~1.5小时。
本发明的制备方法制得的抗泥型羧酸系减水剂为无色至淡黄色透明液体,其有效活性成分的浓度一般为43%~47%。
本发明还提供了一种所述的抗泥型羧酸系减水剂的使用方法,其包括下列步骤:将所述的抗泥型羧酸系减水剂与水泥静浆混合,即可;其中,所述的抗泥型羧酸系减水剂的添加量为水泥的0.10%~0.20%,所述的百分比是指抗泥型羧酸系减水剂的质量占水泥质量的百分比;或者,将所述的抗泥型羧酸系减水剂与混凝土混合,即可;所述的抗泥型羧酸系减水剂的添加量为水泥的0.20%~0.40%,所述的百分比是指抗泥型羧酸系减水剂的质量占水泥质量的百分比;所述的混凝土的含泥量为0%~12%,所述的百分比是指泥的质量占混凝土质量的百分比。其中,所述的混凝土的含泥量较佳地为2~12%,更佳地为4%~12%,最佳地为8%~12%。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于:
(1)本发明的制备方法制得的抗泥型聚羧酸系减水剂有效避免混凝土中骨料含泥量对其的不良影响,并且能在骨料含泥量较高时使用,并且在含泥量达到12%的情况下,依然有良好的初始减水性能和保坍性能。同时,本发明的制备方法制得的抗泥型聚羧酸系减水剂原料成本低,性能好。
(2)本发明的抗泥型聚羧酸系减水剂的制备方法和使用方法,工艺简单,操作方便,应用范围广。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
实施例1
准确称取水155重量份,备以下各步骤分用;
a:溶液A的配制
准确称取丙烯酸9重量份、丙烯酸羟丙酯6重量份、丙烯酸甲酯2重量份、氨基三亚甲基膦酸2重量份、马来酸酐2重量份、甲基丙烯磺酸钠1.25重量份和水44重量份,搅拌混合均匀,抽入高位槽A,备滴加;
b:溶液B的配制
准确称取巯基乙酸0.6重量份、巯基丙酸0.4重量份和水56重量份,搅拌混合均匀,抽入高位槽B,备滴加;
c:溶液C的配制
准确称取数均分子量为1200的异戊烯醇聚氧乙烯醚(DD-524)100重量份、过硫酸铵1.5重量份、次磷酸钠0重量份和水55重量份,投入聚合反应釜中,搅拌均匀,备聚合用;
(1)将溶液C投入聚合反应釜,通入氮气若干分钟以赶跑空气,开动搅拌,升温至45℃时,滴加溶液A和溶液B,溶液B先于溶液A开始滴加,控制滴加速度,溶液A于2.5小时滴完,溶液B于3.0小时滴完,滴加完毕后,在45℃温度下,继续保温聚合反应1.5小时,降至40℃,待中和;
(2)步骤(1)聚合反应结束后的反应液,用5重量份的氢氧化钠调节pH值为5.0,混合均匀,即得抗泥型聚羧酸系减水剂。
实施例2~实施例5
按照实施例1的方法和步骤,按照表1的配方制备本发明的抗泥型聚羧酸系减水剂。根据表1中所示添加量将本发明实施例1~5(简称S1~S5)得到的抗泥型聚羧酸系减水剂添加到不同含泥量的水泥净浆和混凝土中,所得水泥净浆和混凝土的性能数据同样见表1。
其中,市售的抗泥型聚羧酸减水剂购自武汉金羧科技有限公司型号为JS-900,简称D1。
其中,表1中水泥静浆和混凝土中所使用的水泥型号为P.O.42.5,生产厂家为上海金山水泥厂。
其中,所进行的净浆试验参照GB/T8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》标准,混凝土试验参照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》。
原料和技术指标 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | D1 |
数均分子量为1200的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | 100 | / | / | / | / | / |
数均分子量为1500的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | / | 100 | / | / | / | / |
数均分子量为1800的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | / | / | 100 | / | / | / |
数均分子量为2100的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | / | / | / | 100 | / | / |
数均分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | / | / | / | / | 100 | / |
丙烯酸 | 9 | 10 | 13 | 11 | 12 | / |
丙烯酸羟丙酯 | 6 | 4 | 0 | 2 | 3 | / |
丙烯酸甲酯 | 2 | 0 | 4 | 3 | 1 | / |
氨基三亚甲基膦酸 | 2 | 1 | 0 | 0.5 | 1.5 | / |
马来酸酐 | 2 | 1 | 1.5 | 3 | 2.5 | / |
甲基丙烯磺酸钠 | 1.25 | 2 | 1 | 1.75 | 1.5 | / |
过硫酸铵 | 1.5 | 1.75 | 2 | 1 | 1.25 | / |
次磷酸钠 | 0 | 0.5 | 1 | 0.75 | 0.25 | / |
巯基乙酸 | 0.6 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 0.7 | / |
巯基丙酸 | 0.4 | 0.8 | 0.6 | 0.2 | 0.3 | / |
氢氧化钠 | 5 | 6 | 7 | 3 | 4 | / |
水 | 155 | 145 | 160 | 140 | 150 | / |
聚合反应温度(℃) | 45 | 50 | 35 | 40 | 30 | / |
溶液a滴加时间(小时) | 2.5 | 3 | 4 | 3.5 | 2 | / |
溶液b滴加时间(小时) | 3 | 3.5 | 4.5 | 4 | 2.5 | / |
保温聚合反应时间(小时) | 1.5 | 1.0 | 0 | 0.5 | 2.0 | / |
pH值 | 5.0 | 5.25 | 5.50 | 5.75 | 6.0 | / |
水灰比为0.29的水泥净浆中添加量(wt%) | 0.20 | 0.18 | 0.16 | 0.14 | 0.1 | 0.20 |
(含泥量0%)初始净浆流动度(mm) | 280 | 290 | 280 | 275 | 270 | 285 |
(含泥量0%)1小时净浆流动度(mm) | 260 | 260 | 270 | 265 | 250 | 265 |
(含泥量2%)初始净浆流动度(mm) | 280 | 285 | 280 | 275 | 270 | 280 |
(含泥量2%)1小时净浆流动度(mm) | 260 | 260 | 265 | 260 | 250 | 260 |
(含泥量4%)初始净浆流动度(mm) | 270 | 275 | 270 | 260 | 255 | 250 |
(含泥量4%)1小时净浆流动度(mm) | 240 | 240 | 250 | 245 | 240 | 230 |
(含泥量8%)初始净浆流动度(mm) | 260 | 265 | 255 | 250 | 250 | 200 |
(含泥量8%)1小时净浆流动度(mm) | 240 | 240 | 240 | 235 | 235 | 150 |
(含泥量12%)初始净浆流动度(mm) | 250 | 255 | 250 | 240 | 235 | 130 |
(含泥量12%)1小时净浆流动度(mm) | 220 | 225 | 225 | 220 | 215 | 80 |
混凝土中减水剂添加量(wt%) | 0.40 | 0.35 | 0.30 | 0.25 | 0.20 | 0.40 |
(含泥量0%)混凝土初始坍落度(mm) | 210 | 240 | 230 | 225 | 220 | 210 |
(含泥量0%)混凝土1小时坍落度(mm) | 185 | 215 | 205 | 200 | 195 | 175 |
(含泥量2%)混凝土初始坍落度(mm) | 210 | 240 | 230 | 225 | 220 | 210 |
(含泥量2%)混凝土1小时坍落度(mm) | 185 | 210 | 200 | 200 | 195 | 170 |
(含泥量4%)混凝土初始坍落度(mm) | 210 | 230 | 225 | 220 | 215 | 190 |
(含泥量4%)混凝土1小时坍落度(mm) | 180 | 200 | 190 | 200 | 190 | 160 |
(含泥量8%)混凝土初始坍落度(mm) | 200 | 220 | 210 | 210 | 205 | 150 |
(含泥量8%)混凝土1小时坍落度(mm) | 170 | 195 | 175 | 185 | 185 | 70 |
(含泥量12%)混凝土初始坍落度(mm) | 195 | 205 | 200 | 195 | 195 | 100 |
(含泥量12%)混凝土1小时坍落度(mm) | 165 | 180 | 170 | 175 | 180 | 30 |
按照实施例1的方法和步骤,按照表2的配方制备对比实施例1~5(简称DB1~DB5)的抗泥型聚羧酸系减水剂。根据表2中所示添加量将得到的抗泥型聚羧酸系减水剂添加到不同含泥量的水泥净浆和混凝土中,所得水泥净浆和混凝土的性能数据同样见表2。
原料和技术指标 | DB1 | DB2 | DB3 | DB4 | DB5 |
数均分子量为1200的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | 100 | / | / | / | / |
数均分子量为1500的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | / | 100 | / | / | / |
数均分子量为1800的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | / | / | 100 | / | / |
数均分子量为2100的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | / | / | / | 100 | / |
数均分子量为2400的异戊烯醇聚氧乙烯醚 | / | / | / | / | 100 |
丙烯酸 | 7 | 15 | 13 | 11 | 12 |
丙烯酸羟丙酯 | 5 | 4 | 0 | 2 | 3 |
丙烯酸甲酯 | 2 | 0.5 | 4 | 3 | 1 |
氨基三亚甲基膦酸 | 1.5 | 1 | 0 | 0.5 | 1.5 |
马来酸酐 | 2 | 1.75 | 1.5 | 3 | 2.5 |
甲基丙烯磺酸钠 | 1.2 | 1.6 | 1 | 1.75 | 1.5 |
过硫酸铵 | 1.5 | 1.8 | 0.5 | 1 | 1.25 |
次磷酸钠 | 0.2 | 0.5 | 1 | 0.75 | 0.25 |
巯基乙酸 | 0.6 | 0.3 | 0.4 | 1.8 | 0.7 |
巯基丙酸 | 0.4 | 0.7 | 0.6 | 0.2 | 2.3 |
氢氧化钠 | 5 | 6 | 7 | 3 | 4 |
水 | 155 | 145 | 160 | 140 | 150 |
聚合反应温度(℃) | 45 | 50 | 35 | 40 | 30 |
溶液a滴加时间(小时) | 2.5 | 3 | 4 | 3.5 | 2 |
溶液b滴加时间(小时) | 3 | 3.5 | 4.5 | 4 | 2.5 |
保温聚合反应时间(小时) | 1.5 | 1.0 | 0 | 0.5 | 2.0 |
pH值 | 5 | 5.25 | 5.50 | 5.75 | 6.0 |
水灰比为0.29的水泥净浆中添加量(wt%) | 0.20 | 0.18 | 0.16 | 0.14 | 0.1 |
(含泥量0%)初始净浆流动度(mm) | 240 | 280 | 180 | 205 | 220 |
(含泥量0%)1小时净浆流动度(mm) | 220 | 230 | 120 | 165 | 150 |
(含泥量2%)初始净浆流动度(mm) | 230 | 280 | 180 | 200 | 220 |
(含泥量2%)1小时净浆流动度(mm) | 205 | 220 | 115 | 160 | 150 |
(含泥量4%)初始净浆流动度(mm) | 210 | 255 | 160 | 180 | 205 |
(含泥量4%)1小时净浆流动度(mm) | 180 | 180 | 90 | 145 | 140 |
(含泥量8%)初始净浆流动度(mm) | 170 | 205 | 135 | 150 | 180 |
(含泥量8%)1小时净浆流动度(mm) | 120 | 130 | 70 | 125 | 105 |
(含泥量12%)初始净浆流动度(mm) | 130 | 175 | 110 | 120 | 155 |
(含泥量12%)1小时净浆流动度(mm) | 80 | 90 | 60 | 80 | 75 |
混凝土中减水剂添加量(wt%) | 0.40 | 0.35 | 0.30 | 0.25 | 0.20 |
(含泥量0%)混凝土初始坍落度(mm) | 190 | 240 | 170 | 185 | 200 |
(含泥量0%)混凝土1小时坍落度(mm) | 170 | 215 | 105 | 160 | 165 |
(含泥量2%)混凝土初始坍落度(mm) | 190 | 240 | 170 | 180 | 200 |
(含泥量2%)混凝土1小时坍落度(mm) | 160 | 210 | 100 | 155 | 155 |
(含泥量4%)混凝土初始坍落度(mm) | 170 | 230 | 155 | 170 | 175 |
(含泥量4%)混凝土1小时坍落度(mm) | 145 | 200 | 90 | 140 | 130 |
(含泥量8%)混凝土初始坍落度(mm) | 140 | 220 | 130 | 150 | 145 |
(含泥量8%)混凝土1小时坍落度(mm) | 70 | 195 | 75 | 115 | 105 |
(含泥量12%)混凝土初始坍落度(mm) | 90 | 205 | 100 | 115 | 115 |
(含泥量12%)混凝土1小时坍落度(mm) | 20 | 180 | 50 | 75 | 70 |
由表2的数据可以看出:当单体A、引发剂或链转移剂的重量份数不在本发明范围内,制得的抗泥型聚羧酸系减水剂不能有效避免混凝土中骨料含泥量对其的不良影响,并且在骨料含泥量较高时使用,初始减水性能和保坍性能均较差。
Claims (10)
1.一种抗泥型聚羧酸系减水剂,其特征在于其由下述原料制成,所述的原料包括以下重量份数的组分:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A9~13份、单体B0~6份、单体C0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D1~2份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份、链转移剂0.4~1.6份、pH调节剂3~7份和水140~160份;其中,所述的单体A为丙烯酸和/或甲基丙烯酸;所述的单体B为丙烯酸羟丙酯和/或丙烯酸羟乙酯;所述的单体C为丙烯酸甲酯和/或丙烯酸丁酯;所述的单体D为甲基丙烯磺酸钠和/或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸;所述的引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾;所述的链转移剂为巯基乙酸和巯基丙酸,其中,所述的巯基乙酸的用量为0.2~0.8份,所述的巯基丙酸的用量为0.2~0.8份;所述的pH调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
2.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸系减水剂,其特征在于其由下述原料制成,所述的原料由以下重量份数的组分组成:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A9~13份、单体B0~6份、单体C0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D1~2份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份、链转移剂0.4~1.8份、pH调节剂3~7份和水140~160份。
3.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸系减水剂,其特征在于,
所述的单体A的用量为10~12重量份;
和/或,所述的单体B的用量为1~5重量份;
和/或,所述的单体C的用量为0.5~3.5重量份;
和/或,所述的氨基三亚甲基膦酸的用量为0.5~1.5重量份;
和/或,所述的马来酸酐的用量为1.5~2.5重量份;
和/或,所述的单体D的用量为1.2~1.8重量份;
和/或,所述的引发剂的用量为1.2~1.8重量份;
和/或,所述的次磷酸钠的用量为0.2~0.8重量份;
和/或,所述的链转移剂的用量为0.6~1.4重量份,其中,所述的巯基乙酸的用量为0.3~0.7重量份;所述的巯基丙酸的用量为0.3~0.7重量份;
和/或,所述的pH调节剂的用量为4~6重量份;
和/或,所述的水的用量为144~155重量份。
4.如权利要求3所述的抗泥型聚羧酸系减水剂,其特征在于其由下述原料制成,所述的原料包括以下重量份数的组分:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A10~12份、单体B1~5份、单体C0.5~3.5份、氨基三亚甲基膦酸0.5~1.5份、马来酸酐1.5~2.5份、单体D1.2~1.8份、引发剂1.2~1.8份、次磷酸钠0.2~0.8份、链转移剂0.6~1.4份,其中,巯基乙酸0.3~0.7份;巯基丙酸的用量为0.3~0.7份,pH调节剂4~6份和水144~155份。
5.如权利要求4所述的抗泥型聚羧酸系减水剂,其特征在于其由下述原料制成,所述的原料由以下重量份数的组分组成:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、单体A10~12份、单体B1~5份、单体C0.5~3.5份、氨基三亚甲基膦酸0.5~1.5份、马来酸酐1.5~2.5份、单体D1.2~1.8份、引发剂1.2~1.8份、次磷酸钠0.2~0.8份、链转移剂0.6~1.4份,其中,巯基乙酸0.3~0.7份、巯基丙酸0.3~0.7份、pH调节剂4~6份和水144~155份。
6.如权利要求1所述的抗泥型聚羧酸系减水剂,其特征在于,所述的异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子结构式如下所示:
其中,m为26~53的正整数;所述的异戊烯醇聚氧乙烯醚的数均分子量为1200~2400,pH值为6~7.5,双键保留率在90%以上。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的抗泥型聚羧酸系减水剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)惰性气氛和搅拌条件下,向溶液C中滴加溶液A和溶液B,进行聚合反应,所述的聚合反应的温度为30℃~50℃;其中,溶液B先于溶液A滴加;溶液A的滴加时间为2~4小时,溶液B的滴加时间为2.5~4.5小时;溶液C包括以下重量份数的组分:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份和水51~55份;溶液A包括以下重量份数的组分:单体A9~13份、单体B0~6份、单体C0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D1~2份和水38~46份;溶液B包括以下重量份数的组分:水51~59份和链转移剂0.4~1.6份,其中,巯基乙酸0.2~0.8份,巯基丙酸0.2~0.8份;
(2)步骤(1)的聚合反应结束后的反应液,用3~7重量份的pH调节剂调节pH值为5.0~6.0,即得抗泥型聚羧酸系减水剂。
8.如权利要求7所述的抗泥型聚羧酸系减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的聚合反应在聚合反应釜中进行;和/或,所述的惰性气氛为氮气气氛;和/或,所述的溶液A的滴加时间为2.5~3.5小时;和/或,所述的溶液B的滴加时间为3~4小时;和/或,所述的聚合反应的温度为35℃~45℃;和/或,步骤(1)中,溶液A与溶液B滴加完毕后,继续于所述聚合反应温度下,保温进行聚合反应0~2小时。
9.如权利要求7所述的抗泥型聚羧酸系减水剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的溶液C由以下重量份数的组分组成:异戊烯醇聚氧乙烯醚100份、引发剂1~2份、次磷酸钠0~1份和水51~55份;和/或,所述的溶液A由以下重量份数的组分组成:单体A9~13份、单体B0~6份、单体C0~4份、氨基三亚甲基膦酸0~2份、马来酸酐1~3份、单体D1~2份和水38~46份;和/或,所述的溶液B由以下重量份数的组分组成:水51~59份和链转移剂0.4~1.6份,其中,巯基乙酸0.2~0.8份、巯基丙酸0.2~0.8份。
10.一种如权利要求1~6任一项所述的抗泥型羧酸系减水剂的使用方法,其特征在于其包括下列步骤:将所述的抗泥型羧酸系减水剂与水泥静浆混合,即可;其中,所述的抗泥型羧酸系减水剂的添加量为水泥的0.10%~0.20%,所述的百分比是指抗泥型羧酸系减水剂的质量占水泥质量的百分比;或者,将所述的抗泥型羧酸系减水剂与混凝土混合,即可;所述的抗泥型羧酸系减水剂的添加量为水泥的0.20%~0.40%,所述的百分比是指抗泥型羧酸系减水剂的质量占水泥质量的百分比;所述的混凝土的含泥量为0%~12%,所述的百分比是指泥的质量占混凝土质量的百分比;其中,所述的混凝土的含泥量较佳地为2~12%,更佳地为4%~12%,最佳地为8%~12%。
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