CN107382131A - 一种混凝土粘度调节剂及其制备方法 - Google Patents

一种混凝土粘度调节剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种混凝土粘度调节剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明使用表面活性剂和氯化石蜡、蓖麻油甲酯、去离子水进行快速分散，分散后得乳化液，再将乳化液和改性大豆蛋白、纤维素醚、丙烯酸和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在引发剂的作用下进行交联反应，并且丙烯酸单体在引发剂的作用下也可进行交联反应，最终得到的反应物即为混凝土粘度调节剂，本发明得到的混凝土粘度调节剂与聚羧酸减水剂等混凝土外加剂相容性好，可显著提高混凝土的和易性，抑制前期混凝土出现泌水离析，提高混凝土的保塌性，同时还具有一定的力学增强效果。

Description

一种混凝土粘度调节剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土粘度调节剂及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
混凝土粘度调节剂是一种建筑过程中常用的化学添加剂，因为混凝土粘度调节剂不仅可以促进混凝土的功能的发挥，同时在不改变混凝土力学的作用的时同时还可以使混凝土的作用发挥到极致。
随着土木工程规模不断扩大，一些高层大跨、有特殊功能要求的重要建筑的不断出现，要求混凝土必须具有更高的强度、更好的耐久性、更优的稳定性。混凝土和易性一直是衡量混凝土施工性能的重要指标，但受地材限制，新拌混凝土总是会有各种泌水、粘聚性、包裹性、外加剂敏感性等问题出现。
目前，解决此类问题的有效方法是在减水剂使用过程中，掺加一些保水调粘剂以降低敏感及缓释所带来的由于早期或滞后泌水离析而产生的一系列问题。但现有市场多数保水调粘剂，如：纤维素、海藻酸钠、温轮胶、聚乙烯醇、黄原胶、糊精等均与聚酸酸减水剂存在不相容，有析出及分层现象等问题，同时会影响混凝土的流动性、凝结时间、强度及塑性收容性。
因此，亟待开发一种增加混凝土黏聚性，降低混凝土泌水，与减水剂相容性好，不易离析分层的混凝土粘度调节剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统凝土粘度调节剂均与聚酸酸减水剂存在不相容，有析出及分层现象等问题的弊端，提供了一种混凝土粘度调节剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种混凝土粘度调节剂，其特征在于：按重量份数计，包括30～50份表面活性剂、1～3份氯化石蜡、3～5份蓖麻油甲酯、5～7份改性大豆蛋白、3～5份纤维素醚、15～25份丙烯酸、2～4份引发剂、0.3～0.5份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和150～200份水；
所述的改性大豆蛋白的方法为：取蒸馏水加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入氢氧化钠、脲、十二烷基苯磺酸钠、氢氧化钙，搅拌混合20～30min后加入大豆蛋白，加热至50～60℃，搅拌混合5～7h后冷却至室温，并出料，即可得到改性大豆蛋白。
所述的表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐钠、十二烷基硫酸钠、烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。
所述的氢氧化钠质量为蒸馏水质量1.2～1.5%，脲质量为蒸馏水质量6～10%、十二烷基苯磺酸钠质量为蒸馏水质量2～4%，氢氧化钙质量为蒸馏水质量0.4～0.8%，大豆蛋白质量为蒸馏水质量10～20%。
一种混凝土粘度调节剂的制备方法，其特征在于：具体制备步骤为：
（1）分别选取表面活性剂、氯化石蜡、蓖麻油甲酯和去离子水加入分散机中，以2000～2500r/min转速搅拌混合40～50min，搅拌混合后得乳化液；
（2）将乳化液加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入改性大豆蛋白、纤维素醚、丙烯酸、引发剂和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，升温至70～80℃，保温搅拌反应4～6h，反应结束后冷却至室温，出料，即可得到混凝土粘度调节剂。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明使用表面活性剂和氯化石蜡、蓖麻油甲酯、去离子水进行快速分散，分散后得乳化液，再将乳化液和改性大豆蛋白、纤维素醚、丙烯酸和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵在引发剂的作用下进行交联反应，并且丙烯酸单体在引发剂的作用下也可进行交联反应，最终得到的反应物即为混凝土粘度调节剂，本发明得到的混凝土粘度调节剂与聚羧酸减水剂等混凝土外加剂相容性好，可显著提高混凝土的和易性，抑制前期混凝土出现泌水离析，提高混凝土的保塌性，同时还具有一定的增强效果；
（2）本发明制得改性大豆蛋白并加入，是一种绿色环保的水溶性高分子，对环境友好，可以增加混凝土的内部黏聚力和保水性，从而减少了胶凝材料组分的分离率，提高浆体内部的匀质性，使混凝土工作性能提高。
具体实施方式
称取400～500g蒸馏水加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入蒸馏水质量1.2～1.5%氢氧化钠、蒸馏水质量6～10%脲、蒸馏水质量2～4%十二烷基苯磺酸钠、蒸馏水质量0.4～0.8%氢氧化钙，搅拌混合20～30min后加入蒸馏水质量10～20%大豆蛋白，加热至50～60℃，搅拌混合5～7h，搅拌后冷却至室温，出料，即可得到改性大豆蛋白，按重量份数计，分别选取30～50份表面活性剂、1～3份氯化石蜡、3～5份蓖麻油甲酯、5～7份改性大豆蛋白、3～5份纤维素醚、15～25份丙烯酸、2～4份引发剂、0.3～0.5份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和150～200份水；分别选取表面活性剂、氯化石蜡、蓖麻油甲酯和去离子水加入分散机中，以2000～2500r/min转速搅拌混合40～50min，搅拌混合后得乳化液；将乳化液加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入改性大豆蛋白、纤维素醚、丙烯酸、引发剂和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，升温至70～80℃，保温搅拌反应4～6h，反应结束后冷却至室温，出料，即可得到混凝土粘度调节剂。
所述的表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐钠、十二烷基硫酸钠、烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。
实例1
称取400g蒸馏水加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入蒸馏水质量1.2%氢氧化钠、蒸馏水质量6%脲、蒸馏水质量2%十二烷基苯磺酸钠、蒸馏水质量0.4%氢氧化钙，搅拌混合20min后加入蒸馏水质量10%大豆蛋白，加热至50℃，搅拌混合5h，搅拌后冷却至室温，出料，即可得到改性大豆蛋白，按重量份数计，分别选取30份表面活性剂、1份氯化石蜡、3份蓖麻油甲酯、5份改性大豆蛋白、3份纤维素醚、15份丙烯酸、2份过硫酸铵、0.3份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和150份水；分别选取表面活性剂、氯化石蜡、蓖麻油甲酯和去离子水加入分散机中，以2000r/min转速搅拌混合40min，搅拌混合后得乳化液；将乳化液加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入改性大豆蛋白、纤维素醚、丙烯酸、过硫酸铵和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，升温至70℃，保温搅拌反应4h，反应结束后冷却至室温，出料，即可得到混凝土粘度调节剂。
所述的表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐钠、十二烷基硫酸钠、烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
实例2
称取450g蒸馏水加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入蒸馏水质量1.3%氢氧化钠、蒸馏水质量8%脲、蒸馏水质量3%十二烷基苯磺酸钠、蒸馏水质量0.6%氢氧化钙，搅拌混合25min后加入蒸馏水质量15%大豆蛋白，加热至55℃，搅拌混合6h，搅拌后冷却至室温，出料，即可得到改性大豆蛋白，按重量份数计，分别选取40份表面活性剂、2份氯化石蜡、4份蓖麻油甲酯、6份改性大豆蛋白、4份纤维素醚、20份丙烯酸、3份过硫酸钾、0.4份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和175份水；分别选取表面活性剂、氯化石蜡、蓖麻油甲酯和去离子水加入分散机中，以2200r/min转速搅拌混合45min，搅拌混合后得乳化液；将乳化液加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入改性大豆蛋白、纤维素醚、丙烯酸、过硫酸钾和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，升温至75℃，保温搅拌反应5h，反应结束后冷却至室温，出料，即可得到混凝土粘度调节剂。
所述的表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐钠、十二烷基硫酸钠、烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
实例3
称取500g蒸馏水加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入蒸馏水质量1.5%氢氧化钠、蒸馏水质量10%脲、蒸馏水质量4%十二烷基苯磺酸钠、蒸馏水质量0.8%氢氧化钙，搅拌混合30min后加入蒸馏水质量20%大豆蛋白，加热至60℃，搅拌混合7h，搅拌后冷却至室温，出料，即可得到改性大豆蛋白，按重量份数计，分别选取50份表面活性剂、3份氯化石蜡、5份蓖麻油甲酯、7份改性大豆蛋白、5份纤维素醚、25份丙烯酸、4份过硫酸铵、0.5份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和200份水；分别选取表面活性剂、氯化石蜡、蓖麻油甲酯和去离子水加入分散机中，以2500r/min转速搅拌混合50min，搅拌混合后得乳化液；将乳化液加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入改性大豆蛋白、纤维素醚、丙烯酸、过硫酸铵和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，升温至80℃，保温搅拌反应6h，反应结束后冷却至室温，出料，即可得到混凝土粘度调节剂。
所述的表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐钠、十二烷基硫酸钠、烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
对比例：某公司生产的羧丙基甲基纤维素；
空白例：减水剂中无混凝土粘度调节剂的加入；
将实例1～3制备得到的混凝土粘度调节剂和对比例，直接加入聚羧酸减水剂中拌匀即可。试验试配粘度调节剂分别以0％、0.5％、1％、2％掺量配入聚羧酸减水剂，配制C40混凝土，检测性能见表1。
具体检测方法如下：
1.净浆测试：按照GB/T 8077-2012所示的方法进行净浆流动度测试；
2.混凝土测试：混凝土试验参照GB/T 8076-2008《混凝土外加剂》、GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》、GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》、JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》规定进行。
表1：
由上表可知，本发明制得混凝土粘度调节剂，混凝土的粘度增大，混凝土状态变好，可使混凝土保持均质性，并且不影响流动性能和力学性能。

Claims (5)

1.一种混凝土粘度调节剂，其特征在于：按重量份数计，包括30～50份表面活性剂、1～3份氯化石蜡、3～5份蓖麻油甲酯、5～7份改性大豆蛋白、3～5份纤维素醚、15～25份丙烯酸、2～4份引发剂、0.3～0.5份丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和150～200份水；
所述的改性大豆蛋白的方法为：取蒸馏水加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入氢氧化钠、脲、十二烷基苯磺酸钠、氢氧化钙，搅拌混合20～30min后加入大豆蛋白，加热至50～60℃，搅拌混合5～7h后冷却至室温，并出料，即可得到改性大豆蛋白。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土粘度调节剂，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐钠、十二烷基硫酸钠、烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土粘度调节剂，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土粘度调节剂，其特征在于：所述的氢氧化钠质量为蒸馏水质量1.2～1.5%，脲质量为蒸馏水质量6～10%、十二烷基苯磺酸钠质量为蒸馏水质量2～4%，氢氧化钙质量为蒸馏水质量0.4～0.8%，大豆蛋白质量为蒸馏水质量10～20%。
5.如权利要求1所述的一种混凝土粘度调节剂的制备方法，其特征在于：具体制备步骤为：
分别选取表面活性剂、氯化石蜡、蓖麻油甲酯和去离子水加入分散机中，以2000～2500r/min转速搅拌混合40～50min，搅拌混合后得乳化液；
将乳化液加入反应釜中，随后向反应釜中依次加入改性大豆蛋白、纤维素醚、丙烯酸、引发剂和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，升温至70～80℃，保温搅拌反应4～6h，反应结束后冷却至室温，出料，即可得到混凝土粘度调节剂。
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