CN106277909A - 混凝土缓凝剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土缓凝剂，由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵4～6份、硫酸铵5～7份、三聚磷酸钠6～8份、氨基三甲叉膦酸10～15份、明胶3～7份、丙三醇1～3份、柠檬酸钠2～4份、沸石粉10～15份、浮石粉10～15份、减水剂3～5份、分散剂1～3份、表面活性剂0.4～0.6份。本发明具有缓凝效果佳、强度高、且无污染等优点，是很有发展前途的一种混凝土外加剂。

Description

混凝土缓凝剂

技术领域

本发明涉及一种混凝土缓凝剂，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

混凝土外加剂是混凝土制备过程中常用的试剂，不仅掺量小，而且能改善混凝土性能，满足实际需要，同时还能节约水泥，减少能耗和减少污染物排放等功效。常见的外加剂有：早强剂、减水剂、引气剂、缓凝剂等。其中，缓凝剂是一种能延缓和降低水泥水化的放热速度，从而延长混凝土充分凝结的时间，使新拌混凝土较长时间保持塑性，方便浇注，提高施工效率，同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。因此，缓凝剂在混凝土领域起着重要的作用。

目前，市场上的缓凝剂种类较多，但是按其化学成分可分为两大类：无机缓凝剂和有机缓凝剂。其中，无机缓凝剂主要有：磷酸盐、锌盐、硫酸铁、硫酸铜、硼酸盐、氟硅酸盐等；有机缓凝剂包括：木质素磺酸盐、羟基羧酸及其盐、多元醇及其衍生物、糖类及碳水化合物等。无机缓凝剂电离出离子与水泥水化产物发生反应，在水泥颗粒表面生成致密难溶的物质膜，阻碍了水泥正常水化，从而使C₃A的水化和钙矾石(AFt)的形成过程都被延缓而起到缓凝作用；有机缓凝剂含有的络合物形成基，在水泥水化的碱性介质中，与游离的Ca²⁺生成不稳定的络合物，致使液相中Ca²⁺质量浓度下降，同时络合物形成基也可能吸附于水泥颗粒表面与水化产物表面上的O^2-形成氢键，并且络合物形成基又与水分子通过氢键缔合，使水泥颗粒表面形成一层较稳定的溶剂化水膜，从而抑制了水泥水化进程。

尽管无机缓凝剂和有机缓凝剂都具备一定的缓凝效果，但是单一缓凝剂的性能还是非常有限的，从而在一定的程度上抑制了其应用范围。为了解决这个技术问题，本领域工作人员把无机缓凝剂和有机缓凝剂进行复合研究，并取得一定的研究成就，如名称为“一种复合缓凝剂及其制备方法(中国专利申请公布号：CN105130240A)”的专利公开了一种复合缓凝剂及其制备方法，其所述的缓凝剂是由磷酸钠10～20份，氢氧化铝5～10份，亚硝酸钠4～8份，钛酸钙1～3份，马来酸酐2～6份，膦丁烷三羧酸1～3份，蔗糖1.5～2.8份，己糖酸钙2～5份，交联抑制剂0.2～0.8份，水4～10份制备而成。虽然其能获得较强的缓凝效果，但是在混凝土应用方面，尤其是混凝土强度方面还不能令人满意。此外，硝酸盐的使用，容易产生NO₂等污染物，对空气造成污染。因此，继续探索与研究缓凝剂是必要的。

发明内容

针对上述现有技术中缓凝剂对混凝土强度方面不足的技术问题，本发明所要解决的技术问题是提出了一种能有效地提高缓凝效果和强度，且无污染的混凝土缓凝剂。

一种混凝土缓凝剂，由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵4～6份、硫酸铵5～7份、三聚磷酸钠6～8份、氨基三甲叉膦酸10～15份、明胶3～7份、丙三醇1～3份、柠檬酸钠2～4份、沸石粉10～15份、浮石粉10～15份、减水剂3～5份、分散剂1～3份、表面活性剂0.4～0.6份。

优选地，

一种混凝土缓凝剂，由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵5份、硫酸铵6份、三聚磷酸钠7份、氨基三甲叉膦酸12份、明胶5份、丙三醇2份、柠檬酸钠3份、沸石粉12份、浮石粉12份、减水剂4份、分散剂2份、表面活性剂0.5份。

所述的减水剂为马铃薯淀粉减水剂，并按照以下步骤进行处理：

先将马铃薯淀粉配制成浓度为20～30％的水溶液淀粉乳，并用碱调节pH为值8～9，同时在磁力搅拌状态下，以滴定的方式加入1～3％过氧化氢，50～60℃下恒温水浴氧化2～4h；然后，加入4～6％的乙醚，抽真空，密闭，40～50℃下烘箱醚化10～15h；最后，加6～8％的酸醇溶液，搅拌1～2h后，置于频率为20～40KHz超声机上超声15～20min，过滤，洗涤，干燥，即可得到马铃薯淀粉减水剂。

所述的分散剂为醋酸乙烯-乙烯共聚物；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在无机缓凝剂(磷酸铵、硫酸铵、三聚磷酸钠)和有机缓凝剂(氨基三甲叉膦酸、明胶、丙三醇、柠檬酸钠)的基础上，还添加了沸石粉、浮石粉、减水剂、分散剂和表面活性剂，既能改善混凝土缓凝剂的缓凝效果，又能提高强度。

2、沸石粉具有独特的晶体结构和高的比表面积、吸附能力，浮石粉具有独特的孔道结构，它们的加入，不仅可以吸附大量水分子形成较厚的水膜层,使晶体从相互接触到屏蔽,改变了结构形成过程，起到缓凝效果，还可以将缓凝剂吸附并储存在其孔道或空隙内，并在外界环境发生变化时将缓凝剂脱附而释放出来，从而起到可控性缓凝作用。

3、马铃薯淀粉通过氧化、醚化和酸化得到马铃薯淀粉减水剂。马铃薯淀粉减水剂不仅具有减水功能，还具有缓凝作用。这是由于马铃薯淀粉减水剂具有羧基、羟基、醚基和多支链，能形成较大的空间位阻，增强混凝土的缓凝作用，延长混凝土充分凝结的时间，有利于水化产物的均匀分布，从而增强混凝土的抗压强度；同时，马铃薯淀粉支链部分还继续发挥着减水作用，有利于水泥保塑性。此外，马铃薯淀粉减水剂是一种无毒、无污染的天然高分子混凝土减水剂，相比其他常用的减水剂，更加经济实惠，安全可靠。

具体实施方式

本发明提供一种混凝土缓凝剂，为达到本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。

一种混凝土缓凝剂，由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵4～6份、硫酸铵5～7份、三聚磷酸钠6～8份、氨基三甲叉膦酸10～15份、明胶3～7份、丙三醇1～3份、柠檬酸钠2～4份、沸石粉10～15份、浮石粉10～15份、减水剂3～5份、分散剂1～3份、表面活性剂0.4～0.6份；

所述的减水剂为马铃薯淀粉减水剂，并按照以下步骤进行处理：

先将马铃薯淀粉配制成浓度为20～30％的水溶液淀粉乳，并用碱调节pH为值8～9，同时在磁力搅拌状态下，以滴定的方式加入1～3％过氧化氢，50～60℃下恒温水浴氧化2～4h；然后，加入4～6％的乙醚，抽真空，密闭，40～50℃下烘箱醚化10～15h；最后，加6～8％的酸醇溶液，搅拌1～2h后，置于频率为20～40KHz超声机上超声15～20min，过滤，洗涤，干燥，即可得到马铃薯淀粉减水剂。

所述的分散剂为醋酸乙烯-乙烯共聚物；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

实施例1

一种混凝土缓凝剂，由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵5份、硫酸铵6份、三聚磷酸钠7份、氨基三甲叉膦酸12份、明胶5份、丙三醇2份、柠檬酸钠3份、沸石粉12份、浮石粉12份、减水剂4份、分散剂2份、表面活性剂0.5份。

实施例2

一种混凝土缓凝剂，由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵4份、硫酸铵5份、三聚磷酸钠6份、氨基三甲叉膦酸10份、明胶3份、丙三醇1份、柠檬酸钠2份、沸石粉10份、浮石粉10份、减水剂3份、分散剂1份、表面活性剂0.4份。

实施例3

一种混凝土缓凝剂，由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵6份、硫酸铵7份、三聚磷酸钠8份、氨基三甲叉膦酸15份、明胶7份、丙三醇3份、柠檬酸钠4份、沸石粉15份、浮石粉15份、减水剂5份、分散剂3份、表面活性剂0.6份。

将上述实施例1-3制得的混凝土缓凝剂采用现有技术进行缓凝效果和抗压强度测试，测试结果如下表1所示：

表1缓凝效果和抗压强度测试结果

当然，上面只是本发明优选的具体实施方式作了详细描述，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种混凝土缓凝剂，其特征在于：由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵4～6份、硫酸铵5～7份、三聚磷酸钠6～8份、氨基三甲叉膦酸10～15份、明胶3～7份、丙三醇1～3份、柠檬酸钠2～4份、沸石粉10～15份、浮石粉10～15份、减水剂3～5份、分散剂1～3份、表面活性剂0.4～0.6份；

所述的分散剂为醋酸乙烯-乙烯共聚物；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的混凝土缓凝剂，其特征在于：由以下重量份配比的各组分制成：磷酸铵5份、硫酸铵6份、三聚磷酸钠7份、氨基三甲叉膦酸12份、明胶5份、丙三醇2份、柠檬酸钠3份、沸石粉12份、浮石粉12份、减水剂4份、分散剂2份、表面活性剂0.5份。

3.根据权利要求1所述的混凝土缓凝剂，其特征在于：所述的减水剂为马铃薯淀粉减水剂，并按照以下步骤进行处理：

先将马铃薯淀粉配制成浓度为20～30％的水溶液淀粉乳，并用碱调节pH为值8～9，同时在磁力搅拌状态下，以滴定的方式加入1～3％过氧化氢，50～60℃下恒温水浴氧化2～4h；然后，加入4～6％的乙醚，抽真空，密闭，40～50℃下烘箱醚化10～15h；最后，加6～8％的酸醇溶液，搅拌1～2h后，置于频率为20～40KHz超声机上超声15～20min，过滤，洗涤，干燥，即可得到马铃薯淀粉减水剂。