CN107935431A - 一种混凝土增效剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土增效剂及其制备方法。该混凝土增效剂由以下质量百分比的原料组成：8％～22％次亚硫酸钠，12％～20％三乙醇胺，12％～20％六偏磷酸钠，8％～15％二乙烯三胺五羧酸钠，4％～11％丙烯酰胺，余量为水。同时也公开了一种混凝土增效剂的制备方法。本发明公开了一种高性能的混凝土增效剂，通过提高水泥的分散性，最大限度地激发水泥的作用，提高水泥矿物的水化程度，从而提高混凝土各龄期强度，并通过促进较难水化矿物的水化，增加凝胶体数量，提高混凝土的密实程度，降低了混凝土的塌落度。同时本发明的增效剂还具有一定的分散性能，能提高水泥颗粒及矿物掺合料的分散性能，故能提高混凝土拌合物的均质性及和易性。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土增效剂及其制备方法。
背景技术
自19世纪20年代英国人J·阿斯普丁发明了波特兰水泥之后，以水泥作为胶凝材料，砂 和石作为集料，与水按一定比例配合，经搅拌制成的水泥混凝土，由于其良好的强度和耐久 性能已经成为土木工程中最大宗的建筑材料，它不仅被广泛地用于楼房建筑、公路、桥梁、 水利设施、隧道等基础设施上，而且广泛应用于海洋开发地热工程、原子能工程和宇宙开发 等特殊工程中。混凝土的生产需要大量的使用水泥，而水泥在制备过程中首先要煅烧石灰石 制备熟料，在熟料制备过程中，会排放大量二氧化碳(生产1t熟料排放约1t的CO2废气) 和氮氧化物等污染环境的大量有害气体和污染物，造成对环境的严重污染，成为可持续发展 中的一个突出问题，正在造成巨大的经济损失和对环境的污染引起世界各国政府工程技术界 和材料科学界的高度重视。21世纪在发展的同时，更需重视对环境的保护。因此，最大宗的 建筑材料混凝土在保证各项性能指标的前提下，减少水泥用量，或更多的使用工业废渣替代 水泥，制备绿色高性能混凝土对于水泥工业的节能减排，环境保护具有重要的意义。
混凝土是目前使用量最大的建筑材料，混凝土技术伴随着国家创新驱动和低碳节能的政 策要求不断向前发展，降低混凝土生产过程的能耗势在必行。研究发现混凝土中有接近20％ 的水泥未能水化，仅作为填充材料，这既造成胶凝材料的浪费，也导致水泥不能充分发挥其 强度作用。因此，研发新型外加剂，促进水泥水化是提高胶凝材料使用效率的一个重要途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土增效剂及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种混凝土增效剂，由以下质量百分比的原料组成：8％～22％次亚硫酸钠，12％～20％三 乙醇胺，12％～20％六偏磷酸钠，8％～15％二乙烯三胺五羧酸钠，4％～11％丙烯酰胺，余量为水。
优选的，一种混凝土增效剂，由以下质量百分比的原料组成：10％～20％次亚硫酸钠， 15％～18％三乙醇胺，15％～19％六偏磷酸钠，10％～14％二乙烯三胺五羧酸钠，5％～10％丙烯酰 胺，余量为水。
一种混凝土增效剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将次亚硫酸钠和水在反应釜混合后，加热搅拌；
2)加入六偏磷酸钠，维持步骤1)的温度继续搅拌；
3)停止搅拌和加热，加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，在室温下混合搅 拌；
4)密闭反应釜加热反应，冷却后出料，得到混凝土增效剂，混凝土增效剂的组成如上所 述。
步骤1)中，加热温度为35～45℃，搅拌时间为25～35min。
步骤2)中，搅拌时间为8～15min。
步骤3)中，混合搅拌的时间为25～35min。
步骤4)中，加热的温度为75～85℃，反应时间为50～70min。
本发明的有益效果是：
本发明公开了一种高性能的混凝土增效剂，通过提高水泥的分散性，最大限度地激发水 泥的作用，提高水泥矿物的水化程度，从而提高混凝土各龄期强度，并通过促进较难水化矿 物的水化，增加凝胶体数量，提高混凝土的密实程度，降低了混凝土的塌落度。同时本发明 的增效剂还具有一定的分散性能，能提高水泥颗粒及矿物掺合料的分散性能，故能提高混凝 土拌合物的均质性及和易性。
具体实施方式
一种混凝土增效剂，由以下质量百分比的原料组成：8％～22％次亚硫酸钠，12％～20％三 乙醇胺，12％～20％六偏磷酸钠，8％～15％二乙烯三胺五羧酸钠，4％～11％丙烯酰胺，余量为水。
优选的，一种混凝土增效剂，由以下质量百分比的原料组成：10％～20％次亚硫酸钠， 15％～18％三乙醇胺，15％～19％六偏磷酸钠，10％～14％二乙烯三胺五羧酸钠，5％～10％丙烯酰 胺，余量为水。
一种混凝土增效剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将次亚硫酸钠和水在反应釜混合后，加热搅拌；
2)加入六偏磷酸钠，维持步骤1)的温度继续搅拌；
3)停止搅拌和加热，加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，在室温下混合搅 拌；
4)密闭反应釜加热反应，冷却后出料，得到混凝土增效剂，混凝土增效剂的组成如上所 述。
优选的，步骤1)中，加热温度为35～45℃，搅拌时间为25～35min；进一步优选的，步 骤1)中，搅拌时间为30min。
优选的，步骤2)中，搅拌时间为8～15min；进一步优选的，步骤2)中，搅拌时间为10min。
优选的，步骤3)中，混合搅拌的时间为25～35min；进一步优选的，步骤3)中，混合搅拌的时间为30min。
优选的，步骤4)中，加热的温度为75～85℃，反应时间为50～70min；进一步优选的， 步骤4)中，反应的时间为60min。
优选的，反应釜的搅拌转速为23～35r/min。
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
实施例1：
实施例1的混凝土增效剂其组成如表1所示。
表1实施例1的混凝土增效剂
| 原料 | 质量份 |
| 次亚硫酸钠 | 10 |
| 三乙醇胺 | 15 |
| 六偏磷酸钠 | 15 |
| 二乙烯三胺五羧酸钠 | 12 |
| 丙烯酰胺 | 8 |
| 水 | 40 |
实施例1的混凝土增效剂制作方法如下：
1)在洗净的反应釜中按配方比例依次加入水和次亚硫酸钠，开启搅拌后逐渐开始加热， 至温度达到35℃后，搅拌加热30分钟；
2)停止搅拌，向反应釜中加入六偏磷酸钠，保持温度，继续搅拌10分钟；
3)停止搅拌和加热，向反应釜中加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，室温 下搅拌30分钟；
4)密闭反应釜，把反应釜加热到75℃，继续加热1小时，自然降温冷却后出料，即得到实施例1的混凝土增效剂。
实施例2：
实施例2的混凝土增效剂其组成如表2所示。
表2实施例2的混凝土增效剂
| 原料 | 质量份 |
| 次亚硫酸钠 | 13 |
| 三乙醇胺 | 16 |
| 六偏磷酸钠 | 17 |
| 二乙烯三胺五羧酸钠 | 12 |
| 丙烯酰胺 | 8 |
| 水 | 34 |
实施例2的混凝土增效剂制作方法如下：
1)在洗净的反应釜中按配方比例依次加入水和次亚硫酸钠，开启搅拌后逐渐开始加热， 至温度达到35℃后，搅拌加热30分钟；
2)停止搅拌，向反应釜中加入六偏磷酸钠，保持温度，继续搅拌10分钟；
3)停止搅拌和加热，向反应釜中加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，室温 下搅拌30分钟；
4)密闭反应釜，把反应釜加热到75℃，继续加热1小时，自然降温冷却后出料，即得到实施例2的混凝土增效剂。
实施例3：
实施例3的混凝土增效剂其组成如表3所示。
表3实施例3的混凝土增效剂
| 原料 | 质量份 |
| 次亚硫酸钠 | 15 |
| 三乙醇胺 | 18 |
| 六偏磷酸钠 | 18 |
| 二乙烯三胺五羧酸钠 | 13 |
| 丙烯酰胺 | 10 |
| 水 | 26 |
实施例3的混凝土增效剂制作方法如下：
1)在洗净的反应釜中按配方比例依次加入水和次亚硫酸钠，开启搅拌后逐渐开始加热， 至温度达到40℃后，搅拌加热30分钟；
2)停止搅拌，向反应釜中加入六偏磷酸钠，保持温度，继续搅拌10分钟；
3)停止搅拌和加热，向反应釜中加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，室温 下搅拌30分钟；
4)密闭反应釜，把反应釜加热到80℃，继续加热1小时，自然降温冷却后出料，即得到实施例3的混凝土增效剂。
实施例4：
实施例4的混凝土增效剂其组成如表4所示。
表4实施例4的混凝土增效剂
| 原料 | 质量份 |
| 次亚硫酸钠 | 17 |
| 三乙醇胺 | 18 |
| 六偏磷酸钠 | 19 |
| 二乙烯三胺五羧酸钠 | 14 |
| 丙烯酰胺 | 9 |
| 水 | 23 |
实施例4的混凝土增效剂制作方法如下：
1)在洗净的反应釜中按配方比例依次加入水和次亚硫酸钠，开启搅拌后逐渐开始加热， 至温度达到40℃后，搅拌加热30分钟；
2)停止搅拌，向反应釜中加入六偏磷酸钠，保持温度，继续搅拌10分钟；
3)停止搅拌和加热，向反应釜中加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，室温 下搅拌30分钟；
4)密闭反应釜，把反应釜加热到80℃，继续加热1小时，自然降温冷却后出料，即得到实施例4的混凝土增效剂。
实施例5：
实施例5的混凝土增效剂其组成如表5所示。
表5实施例5的混凝土增效剂
实施例5的混凝土增效剂制作方法如下：
1)在洗净的反应釜中按配方比例依次加入水和次亚硫酸钠，开启搅拌后逐渐开始加热， 至温度达到45℃后，搅拌加热30分钟；
2)停止搅拌，向反应釜中加入六偏磷酸钠，保持温度，继续搅拌10分钟；
3)停止搅拌和加热，向反应釜中加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，室温 下搅拌30分钟；
4)密闭反应釜，把反应釜加热到85℃，继续加热1小时，自然降温冷却后出料，即得到实施例5的混凝土增效剂。
本发明高性能水泥增效剂对混凝土抗压强度及塌落度的对比实验如下：
实验室拌制混凝土采用机械搅拌，外加剂和混凝土增效剂采用同掺法加入，搅拌时间为 5分钟，并与不加混凝土增效剂的对比例进行对比。实验室以C30混凝土作为对象，水泥采 用华润P·O 42.5水泥，粉煤灰采用二级F类粉煤灰，砂子采用常见的河砂，石子采用5～25mm 连续级配碎石，减水剂采用木质素磺酸盐类减水剂。混凝土强度按照GB/T50081-2016《普通 混凝土力学性能试验方法标准》进行检验，混凝土塌落度性能按照GB/T50080-2016《普通混 凝土拌合物性能方法试验标准》进行检验。
对比例中混凝土配合比(C30)如下表6所示。
表6对比例混凝土配比(kg/m3)
| 水泥 | 粉煤灰 | 砂子 | 石子 | 水 | 减水剂 |
| 280 | 100 | 800 | 1040 | 160 | 7 |
实施例1～5中，所有成份及比例与对比例都相同，只是实施例中加入了3‰的水泥增效 剂，各性能对比如下表7和表8所示。
表7力学性能实验结果
表8塌落度及和易性实验结果
从表7和表8的实验结果可以看出，在混凝土中加入本发明的增效剂后，混凝土的力学 性能中7天的强度增加了21％，而28天的强度增加了24％，混凝土的强度都得到了极大的 提高；混凝土的初使塌落度和塌落度的损失比都有一定程度的改善，同时混凝土的和易性稍 微有一点提高。
Claims (7)
1.一种混凝土增效剂，其特征在于：由以下质量百分比的原料组成：8％～22％次亚硫酸钠，12％～20％三乙醇胺，12％～20％六偏磷酸钠，8％～15％二乙烯三胺五羧酸钠，4％～11％丙烯酰胺，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土增效剂，其特征在于：由以下质量百分比的原料组成：10％～20％次亚硫酸钠，15％～18％三乙醇胺，15％～19％六偏磷酸钠，10％～14％二乙烯三胺五羧酸钠，5％～10％丙烯酰胺，余量为水。
3.一种混凝土增效剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将次亚硫酸钠和水在反应釜混合后，加热搅拌；
2)加入六偏磷酸钠，维持步骤1)的温度继续搅拌；
3)停止搅拌和加热，加入三乙醇胺、二乙烯三胺五羧酸钠和丙烯酰胺，在室温下混合搅拌；
4)密闭反应釜加热反应，冷却后出料，得到混凝土增效剂，混凝土增效剂的组成如权利要求1或2所述。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土增效剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中，加热温度为35～45℃，搅拌时间为25～35min。
5.根据权利要求3所述的一种混凝土增效剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，搅拌时间为8～15min。
6.根据权利要求3所述的一种混凝土增效剂的制备方法，其特征在于：步骤3)中，混合搅拌的时间为25～35min。
7.根据权利要求3所述的一种混凝土增效剂的制备方法，其特征在于：步骤4)中，加热的温度为75～85℃，反应时间为50～70min。
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| CN201711203090.4A CN107935431A (zh) | 2017-11-27 | 2017-11-27 | 一种混凝土增效剂及其制备方法 |
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| CN108585592A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-09-28 | 北京人众创新工贸有限公司 | 一种混凝土增效剂及其制备方法 |
| CN109776054A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-21 | 陇东学院 | 一种土木工程用泡沫混凝土 |
| CN111763066A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-13 | 兰州理工大学 | 一种含增效剂混凝土及其制备方法 |
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| KR101057132B1 (ko) * | 2011-04-04 | 2011-08-16 | 주식회사 새솔건설화학 | 친환경 유무기 하이브리드 보수재 모르타르 조성물 및 이를 이용한 보수공법 |
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2017
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