CN106116242A - 一种phc管桩混凝土专用消泡剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：酰胺类磷酸酯20％～26％、聚硅氧烷10％～16％、聚醚、5％～8％、乳化剂2％～12％、改性纳米二氧化硅4％～14％、水42％～59％。将原料按照质量百分比混合后，在50～65℃温度下搅拌1～5h制备而成。本发明消泡剂稳定性强，抑制时间长，在PHC管桩混凝土中可以迅速消除C60以上强度等级的混凝土中直径大于30nm的气泡，使微小气泡能够分布均匀，有效降低混凝土含气量，使得管桩混凝土离心成型后表面光滑，且提高了其力学性能和耐久性能。

Description

一种PHC管桩混凝土专用消泡剂
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂应用领域，具体涉及一种PHC管桩混凝土专用消泡剂。
背景技术
由于混凝土配比中常掺入减水剂等外加剂、胶凝材料自身原因等，在搅拌和浇筑过程中易产生易引入气泡，混凝土料浆中的气泡的液膜粘附在大量水泥等固体颗粒后，气泡由原来的液膜变成液-固复合膜，液膜变厚，弹性增强，能够稳定存在于混凝土中。通过振捣混凝土，部分气泡可以直接排出，但部分气泡发生移动，小气泡中的气体挤入大气泡中，反复相互作用后，可形成许多大尺度气泡，在混凝土中大于50nm以上的气泡对混凝土危害严重，引起混凝土制品外观出现马蜂窝，且力学性能和耐久性能受到极大危害。PHC管桩混凝土属于高标号混凝土，其中气泡应该控制在30nm以下，使得混凝土中形成直径20～200um的微小气泡，且均匀分布，密闭独立，增强混凝土施工的和易性，且满足PHC管桩制品的外观光滑，提高力学性能和耐久性能。
CN 103691163A公开了一种环保型消泡剂，采用聚醚改性硅氧烷、乳化剂、纳米二氧化硅作为载体制备得到，但纳米二氧化硅未做改性处理，比表面积受限，分散效果较低，难以对混凝土中的气泡起到迅速消除作用。CN 105293990 A公开了一种自乳化混凝土消泡剂及其制备方法，由低含氢量的硅氧烷或硅氧烷衍生物、含糖基的丙烯酸酯类化合物或其衍生物通过加成反应制备得到，具有自乳化性能，应用于混凝土中可以消除混凝土中直径大于50nm的大泡，但其制备过程中使用甲苯为溶剂，具有危害性。
发明内容
本发明旨在公开一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，改进现有消泡剂用于PHC管桩混凝土中的技术不足，可以有效消除PHC管桩混凝土中的不利气泡，并引入微小均匀、微小且封闭稳定的小气泡，改善混凝土的和易性，且对管桩制品的外观光滑程度、力学性能和耐久性能有很大提高。
本发明的技术方案为：一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：
优选上述的酰胺类磷酸酯为烷基二乙醇酰胺磷酸酯、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯、椰油基单乙醇酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯或棉油基单乙醇酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯。
优选上述的聚硅氧烷为聚二甲基硅氧烷、环聚二甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷。
优选上述的聚醚为月桂醇聚醚硫酸酯或聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚。
优选上述的乳化剂为烷基胺聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯或山梨醇酐三油酸酯。
优选上述的改性纳米二氧化硅由以下方法制备得到，将将占原料总质量25％～32％纳米二氧化硅置于马弗炉中在100℃～300℃烘干1～3h，然后加入占原料总质量58％～72％的无水乙醇中，再加入占原料总质量3％～10％的改性剂，在0.09～0.1MPa真空条件下加热搅拌1～3h，加热温度为45～60℃，最后将混合物抽滤，在85～105℃烘干12～24h。
优选上述的改性剂为正辛基三甲氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷；所述的纳米二氧化硅比表面积为190～250m/g。
本发明还提供了上述的PHC管桩混凝土专用消泡剂的方法，其具体步骤为：将原料按照质量百分比混合后，在50～65℃温度下搅拌1～5h制备而成。
本发明选取酰胺类磷酸酯表面活性剂组分，具有很强的稳泡性能，并通过改性剂改性纳米二氧化硅，增强其比表面积，在混凝土中迅速扩散，降低混凝土中气泡的表面张力，干扰泡沫膜的表面弹性，聚醚链段中聚氧乙烷链节能够提供亲水性和起泡性，聚环氧丙烷链节能够提供疏水性和渗透力，对降低表面张力有极强的作用。与聚硅氧烷在乳化剂作用下可以引入微小有用的小气泡，稳固气泡的均匀分布状态，有效抑制气泡的产生，改善PHC管桩混凝土的外观、提高其力学性能及耐久性能。该发明不会出现分层现象，制备工艺简单、原料环保无污染，适合大规模推广使用。
具体实施方式
实例1
一种PHC管桩混凝土专用消泡剂
步骤1：将32g纳米二氧化硅(比表面积190m/g)置于马弗炉中在300℃烘干1h，然后加入58g无水乙醇中，再加入10g正辛基三甲氧基硅烷，在0.1MPa真空条件下加热搅拌3h，加热温度为45℃，最后将混合物抽滤，在105℃烘干12h，制备得改性纳米二氧化硅；
步骤2：按照质量百分比称取各原料后，在50℃温度下搅拌5h。
实例2
一种PHC管桩混凝土专用消泡剂
步骤1：将30g纳米二氧化硅(比表面积200m/g)置于马弗炉中在200℃烘干2h，然后加入65g无水乙醇中，再加入5g异辛基三乙氧基硅烷，在0.09MPa真空条件下加热搅拌1h，加热温度为50℃，最后将混合物抽滤，在100℃烘干18h，制备得改性纳米二氧化硅；
步骤2：按照质量百分比称取各原料后，在55℃温度下搅拌3h。
实例3
一种PHC管桩混凝土专用消泡剂
步骤1：将25g纳米二氧化硅(比表面积200m/g)置于马弗炉中在100℃烘干3h，然后加入72g无水乙醇中，再加入3g异辛基三乙氧基硅烷，在0.1MPa真空条件下加热搅拌2h，加热温度为60℃，最后将混合物抽滤，在85℃烘干24h，制备得改性纳米二氧化硅；
步骤2：按照质量百分比称取各原料后，在65℃温度下搅拌1h。
实例4
一种PHC管桩混凝土专用消泡剂
步骤1：将26g纳米二氧化硅(比表面积220m/g)置于马弗炉中在200℃烘干1h，然后加入67g无水乙醇中，再加入7g异辛基三乙氧基硅烷，在0.1MPa真空条件下加热搅拌2h，加热温度为55℃，最后将混合物抽滤，在105℃烘干24h，制备得改性纳米二氧化硅；
步骤2：按照质量百分比称取各原料后，在55℃温度下搅拌3h。
根据权利要求5所述的一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅制备方法是将纳米二氧化硅置于马弗炉中在100℃～300℃烘干1～3h，然后加入无水乙醇中，再加入改性剂在0.09～0.1MPa真空条件下加热搅拌1～3h，加热温度为45～60℃，最后将混合物抽滤，在85～105℃烘干1～3h；
将本发明实施例1-4制备的消泡剂与市售混凝土消泡剂产品进行混凝土性能对比试验
C80PHC管桩混凝土可根据如下具体原料配比配制而得，具体见表1。消泡剂对混凝土性能影响结果见表2。
表1
注：表中聚羧酸减水剂为江苏中体奥莱特新材料股份有限公司ART-M12产品，将C80PHC管桩混凝土制品经过蒸汽养护后测试其1d抗压强度。
表2
注：新拌混凝土抗压强度测试实验按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》相关规定执行。
采用本实例1～4制备的消泡剂用于PHC管桩混凝土中，含气量低，消泡效果明显。混凝土外观光滑，蒸养后的1d抗压强度、普通养护3d、28d的抗压强度较市售消泡剂掺入后更高，力学性能更优异。

Claims (8)

1.一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比分别为：
。
2.根据权利要求1所述的一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于所述酰胺类磷酸酯为烷基二乙醇酰胺磷酸酯、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯、椰油基单乙醇酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯或棉油基单乙醇酰胺聚氧乙烯醚磷酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于所述聚硅氧烷为聚二甲基硅氧烷、环聚二甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于所述聚醚为月桂醇聚醚硫酸酯或聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚。
5.根据权利要求1所述的一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于所述乳化剂为烷基胺聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯酯或山梨醇酐三油酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于所述的改性纳米二氧化硅由以下方法制备得到，将将占原料总质量25％～32％纳米二氧化硅置于马弗炉中在100℃～300℃烘干1～3h，然后加入占原料总质量58％～72％的无水乙醇中，再加入占原料总质量3％～10％的改性剂，在0.09～0.1MPa真空条件下加热搅拌1～3h，加热温度为45～60℃，最后将混合物抽滤，在85～105℃烘干12～24h。
7.根据权利要求6所述的一种PHC管桩混凝土专用消泡剂，其特征在于所述改性剂为正辛基三甲氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷；所述的纳米二氧化硅比表面积为190～250m/g。
8.一种制备如权利要求1所述的PHC管桩混凝土专用消泡剂的方法，其具体步骤为：将原料按照质量百分比混合后，在50～65℃温度下搅拌1～5h制备而成。
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