CN106746881A - 一种混凝土抗泥剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土抗泥剂组合物，该抗泥剂组合物是由10%‑70%的甜菜碱及其衍生物、10%‑70%的季铵盐衍生物和0%‑80%的水组成。本发明公开的混凝土抗泥剂组合物在含泥量高的混凝土中使用时，能够有效减少聚羧酸减水剂在粘土中的插层反应，保持混凝土良好的工作性和工作保持性，与现有的抗泥剂相比，性价比高。
Description
技术领域
本发明属于建筑外加剂技术领域，涉及到一种混凝土用抗泥剂组合物。
背景技术
混凝土是当前使用量最大的建筑材料，随着国内基础设施的建设，消耗了大量的砂石骨料，导致当前混凝土原材料质量逐渐下降，其中砂石的含泥量一直是建筑施工中比较头疼的一个问题。砂石含泥过高，容易导致混凝土流动性急剧的下降，不仅影响施工，还导致混凝土不符合设计要求，带来一系列外观和质量问题。
当前研究表明，砂石含泥量高导致混凝土流动性下降，主要是因为起分散作用的混凝土外加剂被吸附到泥中的粘土中，特别是聚羧酸减水剂，其分子结构中的聚醚侧链非常容易和粘土中的蒙脱土发生插层，导致减水剂被粘土消耗而难以发挥作用，严重影响混凝土的施工性。目前对于抗泥剂的研究也有一些专利报道，如专利CN105924026A报道一种聚羧酸减水剂复配用抗泥小料，是采用焦亚硫酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、硝酸钠等无机盐的组合物，这种无机盐抗泥效果并不显著，而且用量过多容易导致混凝土流动性下降，对混凝土质量也有一定程度的影响；专利CN105800997A报道了一种硅烷基改性聚合物抑泥剂，在共聚物中引入了硅氧烷基团，是一种低分子量线性共聚物，通过与粘土发生吸附来减少对减水剂的影响，但是泥土对这种聚合物的吸附不一定强于聚羧酸减水剂，效果也有限；专利CN104609756A报道了一种阳离子型混凝土抑泥剂及制备方法，由含磷或含氮有机阳离子聚合物和无机盐组成，这种季磷或季铵盐阳离子聚合物能优先吸附到带负电荷的粘土表面，从而减少粘土对聚羧酸减水剂的吸附，但是该聚合物使用的阳离子单体价格昂贵，生产成本较高，不利于工业化生产使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种混凝土抗泥剂组合物。
本发明的目的是这样实现的：
一种混凝土抗泥剂组合物，特点在于它是由10％-70％的甜菜碱及其衍生物、10％-70％的季铵盐衍生物和0％-80％的水组成，其中所述的甜菜碱及其衍生物包括羧基甜菜碱及其衍生物、磺基甜菜碱及其衍生物和磷酸基甜菜碱及其衍生物；所述的季铵盐衍生物为壳聚糖季铵盐、糊精改性季铵盐、淀粉改性季铵盐、纤维素改性季铵盐中的一种或几种。
所述的混凝土抗泥剂组合物，其特点在于甜菜碱及其衍生物为甘氨酸三甲胺乙内酯、十二烷基二甲基胺乙内酯、柠檬酸甜菜碱、椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、3-(N,N-二甲基辛基铵)丙烷-1-磺酸内盐、磷酸甜菜碱、十二烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱、十四烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱的一种或几种。
所述的混凝土抗泥剂组合物，其特点在于季铵盐衍生物为N-三甲基壳聚糖季铵盐、N-2-羟丙基-三甲基氯化铵壳聚糖、季铵型阳离子淀粉、季铵盐阳离子淀粉接枝共聚物、季铵盐阳离子β-糊精改性物、氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚。
所述的混凝土抗泥剂组合物，其特点在于该组合物可以是以固体形式存在的粉体混合物，也可以溶于水中配置成水溶液。
所述的混凝土抗泥剂组合物，其特点在于该组合物为60％的柠檬酸甜菜碱和40％的N-2-羟丙基-三甲基氯化铵壳聚糖，也可以是30％磷酸甜菜碱、20％的季铵型阳离子淀粉和50％的水。
所述的混凝土抗泥剂组合物，其特点在于它用作混凝土抗泥剂时可以和减水剂、消泡剂、引气剂、增稠剂、状态调节剂等进行复配使用。
所述的混凝土抗泥剂组合物，其特点在于用作混凝土抗泥剂时使用掺量为混凝土总胶材的0.10％-2.0％。
本发明的技术原理和优势在于：
1)本发明公开的混凝土抗泥剂组合物包含了甜菜碱及其衍生物，甜菜碱及其衍生物是一种两性离子化合物，分子结构上既含有与粘土发生吸附的季铵盐阳离子同时还具有羧基、磺酸基或者磷酸基团，这种阴离子基团能够吸附到水泥颗粒表面，提供一定静电斥力，表现出一定的减水分散能力，此外甜菜碱及其衍生物来源广泛，既可以天然提取也可以化学合成，价格便宜，与使用阳离子单体合成的聚合物相比具有十分突出的成本优势和经济效益；
2)本发明公开的混凝土抗泥剂组合物还包含了季铵盐衍生物，包括壳聚糖季铵盐、糊精改性季铵盐、淀粉改性季铵盐、纤维素改性季铵盐等，这种季铵盐与阳离子聚合物相比分子量更小，能够更好的和粘土中的膨润土发生插层，减少聚羧酸减水剂长侧链与膨润土发生插层，而且均是富含多羟基的化合物，具有一定的减水、缓凝效果，制备原料广泛，性能优良。
基于以上特点，本发明公开的混凝土抗泥剂组合物在含泥量高的混凝土中加入，能够明显提高混凝土的流动性，减少聚羧酸减水剂的用量，性价比高。
具体实施方式
以下参考具体实施例，对发明做进一步说明，但不对发明造成任何限制。
实施例1
30g的十二烷基二甲基胺乙内酯，20g的N-2-羟丙基-三甲基氯化铵壳聚糖溶于50g水中，既得抗泥剂组合物KN-1。
实施例2
15g椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱，25g以3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂改性的淀粉季铵盐溶于60g水中既得混凝土抗泥剂组合物KN-2。
实施例3
将35g磷酸甜菜碱、15gN-2-羟丙基-三甲基氯化铵壳聚糖溶于50g水中既得所述混凝土抗泥剂组合物KN-3。
实施例4
将30g 3-(N,N-二甲基辛基铵)丙烷-1-磺酸内盐、10g氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚溶于60g水中既得所述混凝土抗泥剂组合物KN-4。
实施例5
将60g柠檬酸甜菜碱、40g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和淀粉的接枝共聚物混合均匀既得所述混凝土抗泥剂组合物KN-5。
实施例中各组分含量见下表：
| 样品编号 | 甜菜碱及其衍生物 | 壳聚糖衍生物 | 水 | 固含量 |
| KN-1 | 30％ | 20％ | 50％ | 50％ |
| KN-2 | 15％ | 25％ | 60％ | 40％ |
| KN-3 | 35％ | 15％ | 50％ | 50％ |
| KN-4 | 30％ | 10％ | 60％ | 40％ |
| KN-5 | 60％ | 40％ | 0％ | 100％ |
应用评价：
对以上5个实施例进行应用性能评价，混凝土坍落度和扩张度均按照国标GB/T50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测试，混凝土配合比如表1所示，抗泥剂性能测试如表2所示：
表1混凝土配合比
| 材料 | P0.42.5水泥 | 粉煤灰 | 河砂 | 石子 | 用水量 | 外加剂掺量 |
| 用量/m3 | 246kg | 106kg | 787kg | 1086kg | 155kg | 4.22kg |
注：河砂含泥量6％，外加剂采用聚羧酸减水剂；
表2混凝土性能测试结果
| 编号 | 聚羧酸减水剂 | 抗泥剂 | 初始坍落度/mm | 60min坍落度/mm | 60min状态 |
| 1 | 4.22kg | 空白 | 190/510*500 | 140/350*360 | 坍损快，流动性差 |
| 2 | 3.87kg | 1.06kg KN-1 | 180/480*480 | 170/440*450 | 坍损减少 |
| 3 | 4.22kg | 1.76kg KN-2 | 180/470*490 | 180/480*470 | 坍损小，流动性好 |
| 4 | 3.87kg | 1.76kg KN-3 | 190/490*500 | 170/460*430 | 坍损减少 |
| 5 | 3.87kg | 1.76kg KN-4 | 170/470*450 | 160/400*410 | 坍损变小 |
| 6 | 4.22kg | 0.70kg KN-5 | 190/500*490 | 180/480*490 | 流动性保持好 |
从表2中可以看出，未加入抗泥剂时，聚羧酸减水剂1.2％胶材掺量，混凝土初始流动性较好，1小时就失去流动性，抗泥剂KN-1、KN-3和KN-4在减水剂掺量减少的情况下，初始流动性略降低，1小时后仍然具有一定的流动性，表现出较好的抗泥性能，KN-2和KN-5在聚羧酸减水剂用量不变的情况下，1小时坍落度损失大幅减少，流动性保持良好，说明本发布公开的抗泥剂组合物具有良好的抗泥性能，性价比高。
Claims (7)
1.一种混凝土抗泥剂组合物，其特征在于它是由10%-70%的甜菜碱及其衍生物、10%-70%的季铵盐衍生物和0%-80%的水组成；其中：
所述甜菜碱及其衍生物包括羧基甜菜碱及其衍生物、磺基甜菜碱及其衍生物和磷酸基甜菜碱及其衍生物；
所述季铵盐衍生物为壳聚糖季铵盐、糊精改性季铵盐、淀粉改性季铵盐、纤维素改性季铵盐中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的混凝土抗泥剂组合物，其特征在于甜菜碱及其衍生物为甘氨酸三甲胺乙内酯、十二烷基二甲基胺乙内酯、柠檬酸甜菜碱、椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、3-(N,N-二甲基辛基铵)丙烷-1-磺酸内盐、磷酸甜菜碱、十二烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱、十四烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的混凝土抗泥剂组合物，其特征在于季铵盐衍生物为N-三甲基壳聚糖季铵盐、N-2-羟丙基-三甲基氯化铵壳聚糖、季铵型阳离子淀粉、季铵盐阳离子淀粉接枝共聚物、季铵盐阳离子β-糊精改性物或氯化-2-羟基-3-(三甲氨基)丙基聚环氧乙烷纤维素醚。
4.根据权利要求1所述的混凝土抗泥剂组合物，其特征在于该组合物是以固体形式存在的粉体混合物，或者溶于水中配置成水溶液。
5.根据权利要求1所述的混凝土抗泥剂组合物，其特征在于该组合物为60%的柠檬酸甜菜碱和40%的N-2-羟丙基-三甲基氯化铵壳聚糖，或者是30%磷酸甜菜碱、20%的季铵型阳离子淀粉和50%的水。
6.根据权利要求1所述的混凝土抗泥剂组合物，其特征在于它用作混凝土抗泥剂时能够和减水剂、消泡剂、引气剂、增稠剂或状态调节剂进行复配使用。
7.根据权利要求1所述的混凝土抗泥剂组合物，其特征在于用作混凝土抗泥剂时使用掺量为混凝土总胶材的0.10%-2.0%。
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