CN106517857A - 一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂 - Google Patents

一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，该减水剂由以下重量百分比的原料组成：缓释型聚羧酸系减水剂30~50%、缓凝型聚羧酸系减水剂20~30%、缓凝保坍助剂2~10%、小分子聚合物1~5%、有机阳离子聚合物1~5%、大分子聚合物0.02~0.1%、余量为水10~30%。本发明针对高含泥体系混凝土损失的特点，以多种保坍技术与多种抗泥技术的协同作用来制备一种高保坍型聚羧酸系减水剂，最终实现高含泥体系混凝土的超长时间（2~4h）的保坍性能。该产品对高含泥体系混凝土具有明显的延长保坍时间，提升体积稳定性，降低混凝土温升，降低粘土对混凝土敏感性等作用。

Description

一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及到一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，专门用于各种高含泥或含劣质骨料混凝土的施工。
背景技术
随着现代混凝土技术的快速发展以及重大工程的不断涌现，聚羧酸系减水剂的工程应用比例越来越大，目前，其应用已经超过萘系高效减水剂，成为混凝土尤其是高性能高强混凝土中不可或缺的组分，具有广阔的发展和应用前景。但在混凝土实际生产应用中发现，传统聚羧酸系减水剂对骨料中的含泥量非常敏感，表现为随着含泥量的增加，聚羧酸系减水剂的分散性能和分散性保持性能明显降低，导致混凝土的工作性大幅下降。增大聚羧酸系减水剂掺量，虽有所提高混凝土初始流动性，但混凝土损失过快的问题依然无法解决，更无需谈混凝土的超长保坍性能。这主要是因为骨料中的粘土矿物是细分散的、含水的层状铝硅酸盐类矿物总称，亲水性强、具有胶体的特性。当粘土质的泥粉粘在砂石集料上时，会显著增大混凝土的拌合用水量，同时粘土对减水剂尤其是聚羧酸系减水剂具有吸附量大、吸附速度快的特点，导致混凝土液态中减水剂的残余量非常少，从而使混凝土的流动性急剧降低且导致其经时损失过大。
目前，市场上虽然已开发出具有优异保坍性能的缓释型聚羧酸系减水剂，并通过各种复配技术已在工程上展开了应用，但纵观文献和专利可发现，其保坍效果主要适用于常规的混凝土，而在高含泥体系中即使掺用抗泥型聚羧酸系减水剂或复配抗泥外加剂也鲜有超长时间(2～4h)保坍效果的减水剂出现。可见，针对高含泥体系混凝土，仅仅依赖于常规手段是无法实现混凝土的超长保坍性能。因此，开发一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题提供了一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，该减水剂依据高含泥体系混凝土损失机制，采取了多种保坍技术功能性组合和多种抗泥技术功能性组合，这两种组合的协同效应有效的实现了高含泥体系混凝土中聚羧酸系减水剂的高分散性、超长分散保持性能，并提升了混凝土的体积稳定性及硬化混凝土的耐久性。
本发明是采用以下技术方案来实现的，一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂包括下述重量百分比的原料：
所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：
所述缓释型聚羧酸系减水剂是指浓度为40％，具有星状微观结构且强化学缓释保坍功能的聚羧酸系减水剂母液；
所述缓凝型聚羧酸系减水剂是指浓度为40％，具有强缓凝保坍功能的聚羧酸系减水剂母液。
所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：所述缓凝保坍助剂为葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠及PEG600的复合物，其中葡萄糖酸钠的重量百分比为20～40％、葡庚糖酸钠的重量百分比为20～50％、PEG600的重量百分比为20～50％。
所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：所述的小分子聚合物为PEG4000、PEG6000、PEG8000中任意一种或一种以上任意比例的混合物。
所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：所述的有机阳离子聚合物为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中任意一种或一种以上任意比例的混合物。
所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：所述的大分子聚合物为阳离子型聚丙烯酰胺，且分子量为1600万～2000万。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明结合粘土的结构特点、粘土对聚羧酸系减水剂吸附机制及高含泥体系混凝土坍落度损失的机制，通过糅合多种保坍及多种抗泥技术，对减水剂进行了功能性设计，使得产品兼具保坍和抗泥双重功能，最终实现了高含泥体系混凝土的超长时间(2～4h)保坍能力。
本发明以聚羧酸系减水剂分子结构中的缓释效应与缓凝保坍、缓凝保坍助剂的高温保坍、大分子聚合物的粘滞效应保坍等多种保坍技术实现产品的高保坍功能。
本发明依据粘土的结构特点及其对聚羧酸系减水剂吸附机制，首先采用了具有吸附速度慢、吸附量低的缓释型聚羧酸系减水剂，从根本上有效降低了粘土对其吸附；其次采用了小分子聚合物、有机阳离子聚合物以及阳离子型大分子聚合物等多种吸附介质，这些介质分别以形成氢键的优先插层吸附、强表面静电引力的物理吸附以及不可逆的化学吸附等多种吸附方式强烈的被吸附在粘土颗粒表面及层间，粘土对上述介质的吸附均优先于对聚羧酸系减水剂的吸附。这强优先吸附方式有效的屏蔽了粘土对聚羧酸系减水剂吸附的负面影响。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的内容，通过以下具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。本发明通过高含泥混凝土的坍落度损失及扩展度损失试验来对所制备的产品进行评价。
实施例1
一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，各组成成分的重量百分比为：缓释型聚羧酸系减水剂50％、缓凝型聚羧酸系减水剂20％、葡萄糖酸钠3％、葡庚糖酸钠3％、PEG600 2％、PEG4000 2％、十二烷基二甲基苄基氯化铵2％、阳离子型聚丙烯酰胺0.08％、余量为水17.92％。
实施例2
一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，各组成成分的重量百分比为：缓释型聚羧酸系减水剂40％、缓凝型聚羧酸系减水剂25％、葡萄糖酸钠0.8％、葡庚糖酸钠1.6％、PEG600 1.6％、PEG6000 3％、十二烷基二甲基苄基氯化铵3％、阳离子型聚丙烯酰胺0.06％、余量为水24.94％。
实施例3
一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，各组成成分的重量百分比为：缓释型聚羧酸系减水剂30％、缓凝型聚羧酸系减水剂30％、葡萄糖酸钠0.4％、葡庚糖酸钠0.6％、PEG600 1％、PEG8000 4％、十二烷基二甲基苄基氯化铵4％、阳离子型聚丙烯酰胺0.04％、余量为水29.96％。
实施效果
本发明制备的减水剂是针对高含泥体系混凝土中的聚羧酸系减水剂存在分散性及分散保持性能差的问题，且结合粘土的结构特点、粘土吸附机制以及高含泥体系混凝土损失机制，对减水剂进行了功能性设计，旨在通过多种保坍技术及抗泥技术能有效降低粘土对聚羧酸系减水剂的吸附，同时明显提高高含泥体系混凝土的分散性及分散性超长保持性能，保证高含泥体系混凝土工作性能的稳定及可控。
高含泥体系混凝土性能对比试验：以对聚羧酸系减水剂吸附能力最强的膨润土作为粘土，水泥用量为370.5kg/m3，试验中膨润土用量为9.5kg/m3，聚羧酸系减水剂用量为3.8kg/m3，KNJ用量为0.38kg/m3，水胶比为0.45，砂率为42％，砂的细度模数为2.5，粗骨料为5～31.5mm连续级配。其混凝土初始坍落度/扩展度及其经时损失试验结果见表1。
表1掺专用型聚羧酸系减水剂高含泥体系混凝土的经时损失试验结果
注：TX为含固量25％的高减水型聚羧酸系减水剂，DBS为含固量40％的高保坍型聚羧酸系减水剂，KNJ为抗泥剂。
虽然本发明列举了部分实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，例如对某份原料组分或工艺时间作增加或减少，但对产品的效果可能不会产生实质性影响，那么这种改动同样属于本申请的权利要求保护范围所界定的范围之内。

Claims (6)

1.一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：以重量百分数计，包括以下组分及配比：
缓释型聚羧酸系减水剂 30~50%；
缓凝型聚羧酸系减水剂 20~30%；
缓凝保坍助剂 2~10%；
小分子聚合物 1~5%；
有机阳离子聚合物 1~5%；
大分子聚合物 0.02~0.1%；
水 10~30%。
2.根据权利要求1所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：
所述缓释型聚羧酸系减水剂是指浓度为40%，具有星状微观结构且强化学缓释保坍功能的聚羧酸系减水剂母液；
所述缓凝型聚羧酸系减水剂是指浓度为40%，具有强缓凝保坍功能的聚羧酸系减水剂母液。
3.根据权利要求1所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：所述缓凝保坍助剂为葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠及PEG600的复合物，其中葡萄糖酸钠的重量百分比为20~40%、葡庚糖酸钠的重量百分比为20~50%、PEG600的重量百分比为20~50%。
4.根据权利要求1所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：所述的小分子聚合物为PEG4000、PEG6000、PEG8000中任意一种或一种以上任意比例的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：所述的有机阳离子聚合物为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中任意一种或一种以上任意比例的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高含泥体系超长保坍混凝土专用型聚羧酸系减水剂，其特征在于：所述的大分子聚合物为阳离子型聚丙烯酰胺，且分子量为1600万~2000万。
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