CN108059382A - 一种混凝土减胶剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种混凝土减胶剂及其制备方法，所述混凝土减胶剂包括以下质量分数的组分：增强剂16～20％、分散剂12～15％、减缩剂7～10％、起泡剂0.1～0.5％、稳泡剂0.05～0.2％以及水55～64％。本发明提供的混凝土减胶剂可以减少混凝土中水泥用量的10.7～20.9％，对混凝土的强度有显著的增强作用，和易性良好，且同时还具有减水作用。

Description

一种混凝土减胶剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种混凝土减胶剂及其制备方法。

背景技术

混凝土是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常所说的混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作骨料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经均匀搅拌、密实成型、养护硬化而成的混凝土，也称普通混凝土，具有原料丰富、价格低廉、生产工艺简单的特点，广泛应用于土木工程。

研究表明，在常规环境下，混凝土中有20～30％左右的水泥胶凝材料水化反应不充分，只起填充作用，不能有效发挥水泥的作用；另一方面，水泥生产过程资源消耗大、而且对环境的污染较为严重，因此，在保证混凝土使用性能的基础上，尽量减少混凝土中水泥的用量，不仅可以降低成本，还有利于实现绿色环保的目的。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种混凝土减胶剂及其制备方法，旨在减少混凝土中水泥的用量的同时，提高混凝土的强度。

为实现上述目的，本发明提出的一种混凝土减胶剂，包括以下质量分数的组分：

增强剂16～20％、分散剂12～15％、减缩剂7～10％、起泡剂0.1～0.5％、稳泡剂0.05～0.2％以及水55～64％。

优选地，所述增强剂包括六甲磷酰三胺、季戊四胺以及三亚乙基四胺中的至少一种。

优选地，所述分散剂包括聚环氧琥珀酸(钠)、聚马来酸酐、膦酰基聚丙烯酸以及羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物中的至少一种。

优选地，所述减缩剂包括1-二甲基氨基-2-丙醇、一缩二丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-1-丁醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、三羟甲基氨基甲烷、3-氨基-1-金刚烷醇以及(R)-(-)-2-氨基-1-苯乙醇中的至少一种。

优选地，所述起泡剂包括椰油酰胺乙基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丁基甜菜碱、十二烷基磺酸钠以及十二烷基硫酸钠中的至少一种。

优选地，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液。

本发明还提出一种如上所述的混凝土减胶剂的制备方法，包括如下步骤：

将增强剂、分散剂、减缩剂、起泡剂、稳泡剂以及水在25～40℃搅拌2～4h，得到混凝土减胶剂。

本发明提供的混凝土减胶剂，可以减少混凝土中水泥用量的10.7～20.9％，对混凝土的强度有显著的增强作用，和易性良好，且同时还具有减水作用。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明提出的一种混凝土减胶剂，包括以下质量分数的组分：

增强剂16～20％、分散剂12～15％、减缩剂7～10％、起泡剂0.1～0.5％、稳泡剂0.05～0.2％以及水55～64％。

本发明提供的混凝土减胶剂，可以减少混凝土中水泥用量的10.7～20.9％，对混凝土的强度有显著的增强作用，和易性良好，且同时还具有减水作用，适应性良好。通过在减少混凝土中水泥的用量的同时，还能提高混凝土的强度，由此，不仅可以降低混凝土的成本，还有利于实现绿色环保的目的。

所述增强剂的作用是提高混凝土的强度，将其掺入混凝土中后，能均匀分布至混凝土骨料与水泥浆体的界面区域，使砂石中的SiO₂和Al₂O₃与水泥的水化物Ca(OH)₂发生多次水化，产生水化硅酸钙凝胶，从而大大提高了混凝土的强度、耐久性和抗腐蚀性等性能。在本发明实施例中，所述增强剂包括六甲磷酰三胺、季戊四胺以及三亚乙基四胺中的至少一种，通过吸附于水泥粒子表面形成吸附膜，改变电位而使得水泥粒子的排列更加致密，从而起到增强并减少用水量的效果。

所述分散剂的作用是使混凝土在拌和时，水泥粒子能均匀分散，改善混凝土拌和时流变性能。在本发明实施例中，所述分散剂包括聚环氧琥珀酸(钠)、聚马来酸酐、膦酰基聚丙烯酸以及羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物中的至少一种。

一般而言，混凝土在成型及使用过程中容易由于失水干燥而引起混凝土的体积收缩的现象(通常称为混凝土的干缩)，混凝土的干缩会对混凝土的力学性能造成影响，而成为造成路面横向开裂的重要影响因素。本发明提供的混凝土减胶剂，通过添加减缩剂组分，进而起到改善混凝土的干缩性能的作用，从而进一步增强混凝土的强度。在本发明实施例中，所述减缩剂包括1-二甲基氨基-2-丙醇、一缩二丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-1-丁醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、三羟甲基氨基甲烷、3-氨基-1-金刚烷醇以及(R)-(-)-2-氨基-1-苯乙醇中的至少一种。

所述起泡剂的作用是使混凝土在密实成型时形成更为致密的孔结构以及界面微结构，从而提高混凝土的物理力学性能、和易性以及耐久性能。在本发明实施例中，所述起泡剂包括椰油酰胺乙基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丁基甜菜碱、十二烷基磺酸钠以及十二烷基硫酸钠中的至少一种。

所述稳泡剂的作用是使有起泡剂作用产生的多孔结构更为稳定，不易发生破裂或并孔等现象(破裂或并孔都会导致多孔结构的强度降低)。在本发明实施例中，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液。

本发明还提出一种如上所述的混凝土减胶剂的制备方法，包括如下步骤：

将增强剂、分散剂、减缩剂、起泡剂、稳泡剂以及水在25～40℃搅拌2～4h，得到混凝土减胶剂。

其中，各原料组分占原料总量的质量分数对应为：增强剂16～20％、分散剂12～15％、减缩剂7～10％、起泡剂0.1～0.5％、稳泡剂0.05～0.2％以及水55～64％。通过上述提供的方法制备的混凝土减胶剂，可以在拌制混凝土的过程中掺入，其掺入量一般不大于水泥质量的5％(特殊情况除外)。在本发明实施例中，所述混凝土减胶剂的掺入量为0.5～0.8％。

本发明提供的混凝土减胶剂的制备方法，具有工艺简单、易于大量生产的特点，且制备工艺过程中所需的温度较低，可以达到节能、环保的目的。

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

(1)将六甲磷酰三胺16％、聚马来酸酐12％、一缩二丙二醇9％、十二烷基磺酸钠0.4％、硅树脂聚醚乳液0.15％以及水62.45％，在25℃条件下搅拌4h，得到混凝土减胶剂，备用。

(2)将步骤(1)制备的混凝土减胶剂掺入混凝土(混凝土拌和过程中掺入)中，然后标准养护3d、7d和28d；其中，混凝土减胶剂的掺入量为混凝土中水泥质量的0.5％，混凝土的配合比如表1所示。

需要注意的是，所有实施例和对比例中，水泥和水所减少的用量，相应添加至砂和碎石的用量中，以避免由于混凝土整体质量不一致而导致性能测试结果不同；另外，所有实施例和对比例中均同时加入市售聚羧酸盐系高性能减水剂，其中，减水剂的固含量为10％，添加量为水泥、粉煤灰和矿粉总质量的2.0％。

表1各实施例中混凝土的配合比

实施例2

(1)将季戊四胺17％、聚环氧琥珀酸(钠)15％、三羟甲基氨基甲烷8％、椰油酰胺丙基甜菜碱0.2％、硅树脂聚醚乳液0.1％以及水59.7％，在30℃条件下搅拌3.5h，得到混凝土减胶剂，备用。

(2)将步骤(1)制备的混凝土减胶剂掺入混凝土(混凝土拌和过程中掺入)中，然后标准养护3d、7d和28d；其中，混凝土减胶剂的掺入量为混凝土中水泥质量的0.6％，混凝土的配合比如表1所示。

实施例3

(1)将三亚乙基四胺20％、膦酰基聚丙烯酸14％、1-二甲基氨基-2-丙醇10％、椰油酰胺丁基甜菜碱0.5％、硅树脂聚醚乳液0.2％以及水55.3％，在35℃条件下搅拌3h，得到混凝土减胶剂，备用。

(2)将步骤(1)制备的混凝土减胶剂掺入混凝土(混凝土拌和过程中掺入)中，然后标准养护3d、7d和28d；其中，混凝土减胶剂的掺入量为混凝土中水泥质量的0.7％，混凝土的配合比如表1所示。

实施例4

(1)将六甲磷酰三胺18％、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物13％、2-氨基-2-甲基-1-丙醇10％、椰油酰胺乙基甜菜碱0.3％、硅树脂聚醚乳液0.12％以及水58.58％，在40℃条件下搅拌2h，得到混凝土减胶剂，备用。

(2)将步骤(1)制备的混凝土减胶剂掺入混凝土(混凝土拌和过程中掺入)中，然后标准养护3d、7d和28d；其中，混凝土减胶剂的掺入量为混凝土中水泥质量的0.8％，混凝土的配合比如表1所示。

实施例5

(1)将季戊四胺16％、聚环氧琥珀酸(钠)13％、2-甲基-2,4-戊二醇7％、十二烷基硫酸钠0.1％、硅树脂聚醚乳液0.05％以及水63.85％，在33℃条件下搅拌2.5h，得到混凝土减胶剂，备用。

(2)将步骤(1)制备的混凝土减胶剂掺入混凝土(混凝土拌和过程中掺入)中，然后标准养护3d、7d和28d；其中，混凝土减胶剂的掺入量为混凝土中水泥质量的0.8％，混凝土的配合比如表1所示。

对比例

混凝土中仅添加市售聚羧酸盐系高效减水剂作为对比例，然后标准养护3d、7d和28d；其中，混凝土的配合比如表1所示。

按照GB/T 50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法，分别测试各实施例及对比例中混凝土的减水率、坍落度/扩展度、和易性以及抗压强度，结果如表2所示。

表2各实施例及对比例中的混凝土的各项性能测试结果

由表1和表2可知，本发明实施例制备的混凝土减胶剂的掺入量为混凝土中水泥质量的0.5～1.0％时，可以减少混凝土中水泥用量的10.7～20.9％，与仅掺入市售聚羧酸盐系高效减水剂的混凝土相比，减水率略微提高，和易性良好，且对混凝土的强度有显著的增强作用。

综上所述，本发明提供的混凝土减胶剂，不仅制备工艺简单，而且可以大大减少混凝土中水泥的用量，同时对混凝土的强度有显著的增强作用，和易性良好，还具有一定程度的减水作用，适应性良好。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种混凝土减胶剂，其特征在于，包括以下质量分数的组分：

增强剂16～20％、分散剂12～15％、减缩剂7～10％、起泡剂0.1～0.5％、稳泡剂0.05～0.2％以及水55～64％。

2.如权利要求1所述的混凝土减胶剂，其特征在于，所述增强剂包括六甲磷酰三胺、季戊四胺以及三亚乙基四胺中的至少一种。

3.如权利要求1所述的混凝土减胶剂，其特征在于，所述分散剂包括聚环氧琥珀酸(钠)、聚马来酸酐、膦酰基聚丙烯酸以及羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物中的至少一种。

4.如权利要求1所述的混凝土减胶剂，其特征在于，所述减缩剂包括1-二甲基氨基-2-丙醇、一缩二丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-1-丁醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、三羟甲基氨基甲烷、3-氨基-1-金刚烷醇以及(R)-(-)-2-氨基-1-苯乙醇中的至少一种。

5.如权利要求1所述的混凝土减胶剂，其特征在于，所述起泡剂包括椰油酰胺乙基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丁基甜菜碱、十二烷基磺酸钠以及十二烷基硫酸钠中的至少一种。

6.如权利要求1所述的混凝土减胶剂，其特征在于，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液。

7.一种如权利要求1至6任意一项所述的混凝土减胶剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将增强剂、分散剂、减缩剂、起泡剂、稳泡剂以及水在25～40℃搅拌2～4h，得到混凝土减胶剂。