CN106348640B - 一种透水混凝土专用外加剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种透水混凝土专用外加剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明具体涉及一种透水混凝土专用外加剂，其特征在于，由以下原料组成，分别为：外加剂母液、葡萄糖酸钠以及水，其中各组分质量比为外加剂母液：葡萄糖酸钠：水=（20~30）：（2~8）：（62~78）。本发明的目的在于提供一种透水混凝土专用外加剂，通过对外加剂配方以及加工工艺的优化来控制孔隙率的同时，增强其抗压强度。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土领域，特别涉及一种透水混凝土专用外加剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着城市现代化建设的不断发展，城市被钢筋混凝土所覆盖，不透水路面呼吸性差，无法渗透雨水。目前，生活和工业用水仍以地下水为主，过量开采，使得地下水位急剧下降，地表生态开始失衡，环境问题越来越严重。透水混凝土是生态友好型混凝土，透水混凝土具有多孔结构、孔隙率大的特点，可以渗透雨水，增加城市地下水资源，改善城市气候，保护环境。透水混凝土可广泛用于广场、人行道、公园内道路和停车场等。
而目前的加入普通混凝土外加剂的透水混凝土的性能一般，其中其抗压强度一般控制在30MPa以下，抗冻融循环次数也低于150次。中国发明专利CN201310454082.2中公开了一种透水混凝土用外加剂，其特征在于：包括减水剂、缓凝剂、粘度改性剂、引气剂、水，各组分质量比为减水剂∶缓凝剂∶粘度改性剂∶引气剂∶水＝（30～50）∶（1～3）∶（0.5～3）∶（0.3～1.5）∶（42～60）。但是该透水混凝土用外加剂孔隙率控制在33±2%，其抗压强度控制在32±2MPa。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种透水混凝土专用外加剂，通过对外加剂配方以及加工工艺的优化来控制孔隙率的同时，增强其抗压强度。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种透水混凝土专用外加剂，由以下原料组成，分别为：外加剂母液、葡萄糖酸钠以及水，其中各组分质量比为外加剂母液：葡萄糖酸钠：水=（20～30）：（2～8）：（62～78）。
上述透水混凝土专用外加剂中，所述外加剂母液、葡萄糖酸钠以及水的质量比为25：4：71。其中葡萄糖酸钠作为缓凝剂能够有效地延迟透水混凝土初凝的速度，增强了混凝土运输、浇筑的可用时间。
上述透水混凝土专用外加剂中，所述外加剂母液，其组分包括甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、乙烯基聚氧乙烯醚、氧化剂、A液、B液、羟丙基甲基纤维素，各组分按质量比为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚：乙烯基聚氧乙烯醚：氧化剂：A液：B液：羟丙基甲基纤维素=（35～40）：（25～ 30）：（0.3～0.8）：（15～20）：（15～20）：（0.5～1.2）；其中A液由丙烯酸、马来酸酐和去离子水配制而成，B液由还原剂、链转移剂和去离子水配制而成，而A液各组分的质量比为丙烯酸：马来酸酐：去离子水=（15～25）：（12～20）：（50～70），B液各组分的质量比为还原剂：链转移剂：去离子水=（0.5～1.3）：（0.5～1.3）：（85～95）。其中，母液中采用甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、乙烯基聚氧乙烯醚二者混合物作为减水剂的原料，增强了透水混凝土的密实性，并确保透水混凝土具有足够流变性，便于混凝土浇筑，并且羟丙基甲基纤维素作为保水剂和缓凝剂使得透水混凝土具有泵送性，有利于现场施工人员的浇筑工序。
上述透水混凝土专用外加剂中，所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、次亚磷酸钠和甲基丙烯磺酸钠的一种或者两种或者三种或者四种混合。
上述透水混凝土专用外加剂中，所述氧化剂为30%双氧水溶液，所述还原剂为VC。
上述透水混凝土专用外加剂的制备方法，其制备步骤如下：
（1）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入200g甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、160g乙烯基聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g氧化剂搅拌10min；
（2）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1g还原剂、1g链转移剂、90g去离子水配制而成；
（3）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，滴加完成后保温60min；
（4）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（5）最后向烧杯中加入5g羟丙基甲基纤维素搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（6）透水混凝土专用外加剂母液、葡萄糖酸钠以及去离子水按照配方比混合便形成透水混凝土专用外加剂成品。
上述透水混凝土专用外加剂的制备方法中，在步骤（3）中A、B溶液的滴加时间分别控制在180min、210min。
上述透水混凝土专用外加剂的制备方法中，在步骤（5）中羟丙基甲基纤维素的粘度控制在20±1万。
上述透水混凝土专用外加剂的应用，所述外加剂在透水混凝土中的用量占总胶凝材料质量的1.5～2.5%。
本发明的有益效果为：
该发明针对于透水混凝土专用外加剂改进，在去离子水介质中，以甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和乙烯基聚氧乙烯醚为主链，以A溶液为侧链，引入B溶液作为链转移剂、还原剂，然后以30%双氧水溶液作为氧化剂，得到高性能减水剂。同时与作为缓凝剂的葡萄糖酸钠混合制成的外加剂，能够提供透水混凝土的流动性，减缓混凝土起始和最终的凝固时间，方便混凝土的运输以及卸料，同时增强了后期混凝土耐久性和抗压强度。
具体实施方式
对本发明一种透水混凝土专用外加剂及其制备方法和应用实施例做进一步说。该透水混凝土专用外加剂，其特征在于，由以下原料组成，分别为：外加剂母液、葡萄糖酸钠以及水，其中各组分质量比为外加剂母液：葡萄糖酸钠：水=（20～30）：（2～8）：（62～78）。
其中优选地，所述外加剂母液、葡萄糖酸钠以及水的质量比为25：4：71。
所述外加剂母液，其组分包括甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、乙烯基聚氧乙烯醚、氧化剂、A液、B液、羟丙基甲基纤维素，各组分按质量比为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚：乙烯基聚氧乙烯醚：氧化剂：A液：B液：羟丙基甲基纤维素=（35～40）：（25～30）：（0.3～0.8）：（15～20）：（15～20）：（0.5～1.2）；其中A液由丙烯酸、马来酸酐和去离子水配制而成，B液由还原剂、链转移剂和去离子水配制而成，而A液各组分的质量比为丙烯酸：马来酸酐：去离子水=（15～25）：（12～20）：（50～70），B液各组分的质量比为还原剂：链转移剂：去离子水=（0.5～1.3）：（0.5～1.3）：（85～95）。
而所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、次亚磷酸钠和甲基丙烯磺酸钠的一种或者两种或者三种或者四种混合。所述氧化剂为30%双氧水溶液，所述还原剂为VC。
对应的透水混凝土专用外加剂的制备方法，其制备步骤如下：
（1）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入200g甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、160g乙烯基聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g氧化剂搅拌10min；
（2）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1g还原剂、1g链转移剂、90g去离子水配制而成；
（3）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，滴加完成后保温60min；
（4）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（5）最后向烧杯中加入5g羟丙基甲基纤维素搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（6）透水混凝土专用外加剂母液、葡萄糖酸钠以及去离子水按照配方比混合便形成透水混凝土专用外加剂成品。
其中，在步骤（3）中A、B溶液的滴加时间分别控制在180min、210min。在步骤（5）中羟丙基甲基纤维素的粘度控制在20±1万。
而所述外加剂在透水混凝土中的用量占总胶凝材料质量的1.5～2.5%。
实施例1
透水混凝土专用外加剂的制备方法，其制备步骤如下：
（1）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入200g甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、160g乙烯基聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g30% 双氧水溶液搅拌10min；
（2）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1gVC、1g巯基丙酸、90g去离子水配制而成；
（3）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，其中，A、B溶液的滴加时间分别控制在180min、210min，并且滴加完成后保温60min；
（4）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（5）最后向烧杯中加入5g羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素的粘度控制在20±1 万）搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（6）选取250g透水混凝土专用外加剂母液、40g葡萄糖酸钠以及710g去离子水便形成透水混凝土专用外加剂成品。
实施例2
透水混凝土专用外加剂的制备方法，其制备步骤如下：
（1）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入250g甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、200g乙烯基聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g30% 双氧水溶液搅拌10min；
（2）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1gVC、1g巯基丙酸、90g去离子水配制而成；
（3）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，其中，A、B溶液的滴加时间分别控制在180min、210min，并且滴加完成后保温60min；
（4）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（5）最后向烧杯中加入5g羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素的粘度控制在20±1 万）搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（6）选取250g透水混凝土专用外加剂母液、40g葡萄糖酸钠以及710g去离子水便形成透水混凝土专用外加剂成品。
实施例3
透水混凝土专用外加剂的制备方法，其制备步骤如下：
（1）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入250g甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、200g乙烯基聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g30% 双氧水溶液搅拌10min；
（2）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1gVC、1g巯基丙酸、90g去离子水配制而成；
（3）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，其中，A、B溶液的滴加时间分别控制在180min、210min，并且滴加完成后保温60min；
（4）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（5）搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（6）选取250g透水混凝土专用外加剂母液、40g葡萄糖酸钠以及710g去离子水便形成透水混凝土专用外加剂成品。
实施例4
透水混凝土专用外加剂的制备方法，其制备步骤如下：
（7）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入200g甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、160g乙烯基聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g30% 双氧水溶液搅拌10min；
（8）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1gVC、1g巯基丙酸、90g去离子水配制而成；
（9）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，其中，A、B溶液的滴加时间分别控制在100min、110min，并且滴加完成后保温60min；
（10）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（11）最后向烧杯中加入5g羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素的粘度控制在20±1 万）搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（12）选取250g透水混凝土专用外加剂母液、40g葡萄糖酸钠以及710g去离子水便形成透水混凝土专用外加剂成品。
对比例1
透水混凝土专用外加剂的制备方法，其制备步骤如下：
（1）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入360g甲基烯丙醇聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g30%双氧水溶液搅拌10min；
（2）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1gVC、1g巯基丙酸、90g去离子水配制而成；
（3）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，其中，A、B溶液的滴加时间分别控制在180min、210min，并且滴加完成后保温60min；
（4）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（5）最后向烧杯中加入5g羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素的粘度控制在20±1 万）搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（6）选取250g透水混凝土专用外加剂母液、40g葡萄糖酸钠以及710g去离子水便形成透水混凝土专用外加剂成品。
对比例2
透水混凝土专用外加剂的制备方法，其制备步骤如下：
（1）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入360g乙烯基聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g30%双氧水溶液搅拌10min；
（2）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1gVC、1g巯基丙酸、90g去离子水配制而成；
（3）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，其中，A、B溶液的滴加时间分别控制在180min、210min，并且滴加完成后保温60min；
（4）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（5）最后向烧杯中加入5g羟丙基甲基纤维素（羟丙基甲基纤维素的粘度控制在20±1 万）搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（6）选取250g透水混凝土专用外加剂母液、40g葡萄糖酸钠以及710g去离子水便形成透水混凝土专用外加剂成品。
上述实施1-4以及对比例1-2制备的外加剂按照占总胶凝材料质量的1.5%加入至C20的透水混凝土中，测得该透水混凝土各项性能如下表：
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种透水混凝土专用外加剂，其特征在于，由以下原料组成，分别为：外加剂母液、葡萄糖酸钠以及水，其中各组分质量比为外加剂母液：葡萄糖酸钠：水=（20～30）：（2～8）：（62～78）；
所述外加剂母液，其组分包括甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、乙烯基聚氧乙烯醚、氧化剂、A液、B液、羟丙基甲基纤维素，各组分按质量比为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚：乙烯基聚氧乙烯醚：氧化剂：A液：B液：羟丙基甲基纤维素=（35～40）：（25～30）：（0.3～0.8）：（15～20）：（15～20）：（0.5～1.2）；其中A液由丙烯酸、马来酸酐和去离子水配制而成，B液由还原剂、链转移剂和去离子水配制而成，而A液各组分的质量比为丙烯酸：马来酸酐：去离子水=（15～25）：（12～20）：（50～70），B液各组分的质量比为还原剂：链转移剂：去离子水=（0.5～1.3）：（0.5～1.3）：（85～95）。
2.根据权利要求1所述的一种透水混凝土专用外加剂，其特征在于，所述外加剂母液、葡萄糖酸钠以及水的质量比为25：4：71。
3.根据权利要求1所述的一种透水混凝土专用外加剂，其特征在于，所述链转移剂为巯基丙酸、巯基乙酸、次亚磷酸钠和甲基丙烯磺酸钠的一种或者两种或者三种或者四种混合。
4.根据权利要求3所述的一种透水混凝土专用外加剂，其特征在于，所述氧化剂为30%双氧水溶液，所述还原剂为VC。
5.根据权利要求1或3或4所述的一种透水混凝土专用外加剂的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：
（1）选取带有温度计并备有搅拌器的1000ml皿口烧杯，向烧杯中加入300g去离子水，再分别加入200g甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、160g乙烯基聚氧乙烯醚搅拌10min，然后加入3g氧化剂搅拌10min；
（2）制备A、B溶液，其中A溶液由20g丙烯酸、16g马来酸酐、60g去离子水配制而成，B溶液由1g还原剂、1g链转移剂、90g去离子水配制而成；
（3）在步骤（1）加入氧化剂搅拌10min后，采用蠕动泵同时滴加A、B溶液，滴加完成后保温60min；
（4）然后向烧杯中加入30%氢氧化钠溶液调节PH值为6.5至7，再向烧杯中加入去离子水调至溶液的固含量为40%；
（5）最后向烧杯中加入5g羟丙基甲基纤维素搅拌30min，便形成透水混凝土专用外加剂母液；
（6）透水混凝土专用外加剂母液、葡萄糖酸钠以及去离子水按照配方比混合便形成透水混凝土专用外加剂成品。
6.根据权利要求5所述的一种透水混凝土专用外加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中A、B溶液的滴加时间分别控制在180min、210min。
7.根据权利要求6所述的一种透水混凝土专用外加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中羟丙基甲基纤维素的粘度控制在20±1万。
8.根据权利要求1至4任一项所述的一种透水混凝土专用外加剂的应用，其特征在于，所述外加剂在透水混凝土中的用量占总胶凝材料质量的1.5～2.5%。
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| CN106348640A (zh) | 2017-01-25 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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