CN108545984A - 一种复合型混凝土减水剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及缓凝减水剂技术领域，具体涉及一种复合型混凝土减水剂，所述复合型混凝土减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液30‑50重量份、烯丙基聚氧乙烯醚‑2400 20‑50重量份、聚合氯化铝1‑5重量份、聚天冬氨酸钠0.5‑2重量份、对氨基苯磺酸1‑5重量份、异构醇聚氧乙烯醚0.5‑2重量份、高岭土5‑10重量份、马来酸酐2‑5重量份、石棉绒1‑5重量份、椰油酸二乙醇酰胺1‑10重量份、引发剂0.1‑0.2重量份、葡萄糖酸钠5‑10重量份、聚丙烯酰胺1‑5重量份、柠檬酸铵5‑25重量份。本发明的复合型混凝土减水剂与水泥具有良好的相容性，能增强混凝土的抗压、抗折性能，并且具有良好的缓凝效果，具有较高的实用价值。

Description

一种复合型混凝土减水剂
技术领域
本发明涉及缓凝减水剂技术领域，具体涉及一种复合型混凝土减水剂。
背景技术
目前常用的减水剂主要有木质素磺酸盐类、萘系减水剂类和聚羧酸系减水剂类。聚羧酸系减水剂具有减水率高、增强效果显著、混凝土的和易性较好、绿色环保等优点，是近年来最具应用前景的减水剂。但是在实际混凝土工程使用中，聚羧酸系减水剂存在与水泥相容性的问题，其使用效果受水泥组成成分影响较大。特别是含有粘土等成分时，由于粘土的层间吸附效应，对聚羧酸减水剂的减水分散性能影响严重，使混凝土的工作性能降低，制约了聚羧酸系减水剂的广泛应用和发展。而且目前国内聚羧酸系减水剂产品开发尚未成熟，品种较少，难以满足功能化、多样化的市场需求，还有待进一步开发和完善。在大型混凝土工程应用中，为使混凝土体积收缩均匀而希望延缓凝结时间，因此，开发具有缓凝作用的减水剂具有较高的现实意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种复合型混凝土减水剂，它与水泥具有良好的相容性，能改善水泥的粘结强度，增强混凝土的抗压、抗折性能，并且具有良好的缓凝效果，混凝土凝结时间长、强度高、施工性能良好，具有较高的实用价值。
为了实现上述目的，本发明提供一种复合型混凝土减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液30-50重量份、烯丙基聚氧乙烯醚-240020-50重量份、聚合氯化铝1-5重量份、聚天冬氨酸钠0.5-2重量份、对氨基苯磺酸1-5重量份、异构醇聚氧乙烯醚0.5-2重量份、高岭土5-10重量份、马来酸酐2-5重量份、石棉绒1-5重量份、椰油酸二乙醇酰胺1-10重量份、引发剂0.1-0.2重量份、葡萄糖酸钠5-10重量份、聚丙烯酰胺1-5重量份、柠檬酸铵5-25重量份。
通过上述技术方案，本发明通过有机减水剂与无机减水剂的复配，并协以缓凝辅料制得缓凝减水剂，该复合型混凝土减水剂与水泥具有良好的相容性，能改善水泥的粘结强度，增强混凝土的抗压、抗折性能，并且具有良好的缓凝效果，混凝土凝结时间长、强度高、施工性能良好，具有较高的实用价值。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
一种复合型混凝土减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液30-50重量份、烯丙基聚氧乙烯醚-240020-50重量份、聚合氯化铝1-5重量份、聚天冬氨酸钠0.5-2重量份、对氨基苯磺酸1-5重量份、异构醇聚氧乙烯醚0.5-2重量份、高岭土5-10重量份、马来酸酐2-5重量份、石棉绒1-5重量份、椰油酸二乙醇酰胺1-10重量份、引发剂0.1-0.2重量份、葡萄糖酸钠5-10重量份、聚丙烯酰胺1-5重量份、柠檬酸铵5-25重量份。
为了进一步优化所述缓凝减水剂的减水率和缓凝效果，同时降低缓凝减水剂对钢材的腐蚀性，优选条件下，所述复合型混凝土减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液32-40重量份、烯丙基聚氧乙烯醚-240025-40重量份、聚合氯化铝2-5重量份、聚天冬氨酸钠0.5-2重量份、对氨基苯磺酸2-4重量份、异构醇聚氧乙烯醚0.5-1重量份、高岭土6-10重量份、马来酸酐3-5重量份、石棉绒1-5重量份、椰油酸二乙醇酰胺2-8重量份、引发剂0.1-0.2重量份、葡萄糖酸钠6-8重量份、聚丙烯酰胺2-5重量份、柠檬酸铵10-20重量份。进一步优选的，所述的复合型混凝土减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液35重量份、烯丙基聚氧乙烯醚-240020重量份、聚合氯化铝3重量份、聚天冬氨酸钠1.5重量份、对氨基苯磺酸3重量份、异构醇聚氧乙烯醚1重量份、高岭土8重量份、马来酸酐4重量份、石棉绒3重量份、椰油酸二乙醇酰胺5重量份、引发剂0.1重量份、葡萄糖酸钠6重量份、聚丙烯酰胺2重量份、柠檬酸铵15重量份。
优选条件下，所述聚羧酸母液为聚酯类聚羧酸母液和/或聚醚类聚羧酸母液。进一步优选的，所述聚酯类聚羧酸母液的固含量为55-75％，所述聚醚类聚羧酸母液的固含量为55-75％。
优选条件下，所述高岭土中晶体高岭石的含量高于80％重量，石英低于0.5％重量，Fe2O3低于1.0％重量，K2O和Na2O的总和低于0.5％重量。
本发明还提供一种所述复合型混凝土减水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)向聚合氯化铝中加入聚天冬氨酸钠、对氨基苯磺酸和异构醇聚氧乙烯醚在水中在120-140℃保温混合30-90min，再置于0-5℃环境中密封静置30-60min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)将高岭土在350-450℃下煅烧2-4h，得到煅烧高岭土，将煅烧高岭土与马来酸酐在水中混合均匀后，在微波反应器微波中在100-120℃下回流搅拌30-60min，然后离心、分离、干燥，得到改性高岭土；
(3)将石棉绒加热至120-130℃保温搅拌20-30min，待自然冷却至30-50℃时加入去离子水，再加入椰油酸二乙醇酰胺和引发剂，并利用微波反应器微波回流搅拌反应30-60min，接着减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性石棉绒；
(4)将聚羧酸母液和烯丙基聚氧乙烯醚-2400混合均匀后，加入改性聚合氯化铝、改性高岭土、改性石棉绒，在60-90℃下保温30-60min，然后加入葡萄糖酸钠、聚丙烯酰胺、柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
优选条件下，所述马来酸酐与煅烧高岭土的质量比为(2-3):1，通过马来酸酐对煅烧后的高岭土进行改性，可以使马来酸酐进入高岭土层间，扩大高岭土的层间距，马来酸酐在高岭土层间以平行于高岭土片层的方式呈单层排列，其结构中所含羧基与高岭土的内表面羟基形成结合力很强的氢键。
进一步优选的，所述石棉绒、去离子水、椰油酸二乙醇酰胺、引发剂的质量比为(1-5):(2-8):(0.1-0.2)，进一步优选的，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。
本发明通过有机减水剂与无机减水剂的复配，并协以缓凝辅料制得缓凝减水剂，该复合型混凝土减水剂与水泥具有良好的相容性，能改善水泥的粘结强度，增强混凝土的抗压、抗折性能，并且具有良好的缓凝效果，混凝土凝结时间长、强度高、施工性能良好，具有较高的实用价值。
实施例1
(1)向3g聚合氯化铝中加入1.5g聚天冬氨酸钠、3g对氨基苯磺酸和1g异构醇聚氧乙烯醚在水中在125℃保温混合60min，再置于0-5℃环境中密封静置45min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)将8g高岭土在400℃下煅烧2.5h，得到煅烧高岭土，将煅烧高岭土与4g马来酸酐在水中混合均匀后，在微波反应器微波中在120℃下回流搅拌30min，然后离心、分离、干燥，得到改性高岭土；
其中，高岭土中晶体高岭石的含量高于80％重量，石英低于0.5％重量，Fe2O3低于1.0％重量，K2O和Na2O的总和低于0.5％重量；
(3)将3g石棉绒加热至125℃保温搅拌30min，待自然冷却至50℃时加入去离子水，再加入5g椰油酸二乙醇酰胺和0.1g引发剂，并利用微波反应器微波回流搅拌反应60min，接着减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性石棉绒；
(4)将35g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)和20g烯丙基聚氧乙烯醚-2400混合均匀后，加入改性聚合氯化铝、改性高岭土、改性石棉绒，在60℃下保温60min，然后加入6g葡萄糖酸钠、2g聚丙烯酰胺、15g柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
实施例2
(1)向5g聚合氯化铝中加入0.5g聚天冬氨酸钠、2g对氨基苯磺酸和1g异构醇聚氧乙烯醚在水中在140℃保温混合90min，再置于0-5℃环境中密封静置30min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)将9g高岭土在350℃下煅烧4h，得到煅烧高岭土，将煅烧高岭土与3g马来酸酐在水中混合均匀后，在微波反应器微波中在120℃下回流搅拌60min，然后离心、分离、干燥，得到改性高岭土；
其中，高岭土中晶体高岭石的含量高于80％重量，石英低于0.5％重量，Fe2O3低于1.0％重量，K2O和Na2O的总和低于0.5％重量；
(3)将5g石棉绒加热至120℃保温搅拌30min，待自然冷却至30℃时加入去离子水，再加入8g椰油酸二乙醇酰胺和0.1g引发剂，并利用微波反应器微波回流搅拌反应60min，接着减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性石棉绒；
(4)将40g聚酯类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)和40g烯丙基聚氧乙烯醚-2400混合均匀后，加入改性聚合氯化铝、改性高岭土、改性石棉绒，在90℃下保温30min，然后加入8g葡萄糖酸钠、2g聚丙烯酰胺、20g柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
实施例3
(1)向2g聚合氯化铝中加入2g聚天冬氨酸钠、4g对氨基苯磺酸和0.5g异构醇聚氧乙烯醚在水中在135℃保温混合60min，再置于0-5℃环境中密封静置60min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)将6g高岭土在450℃下煅烧2h，得到煅烧高岭土，将煅烧高岭土与2g马来酸酐在水中混合均匀后，在微波反应器微波中在100℃下回流搅拌30min，然后离心、分离、干燥，得到改性高岭土；
其中，高岭土中晶体高岭石的含量高于80％重量，石英低于0.5％重量，Fe2O3低于1.0％重量，K2O和Na2O的总和低于0.5％重量；
(3)将1g石棉绒加热至130℃保温搅拌20min，待自然冷却至50℃时加入去离子水，再加入2g椰油酸二乙醇酰胺和0.2g引发剂，并利用微波反应器微波回流搅拌反应30min，接着减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性石棉绒；
(4)将32g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)和25g烯丙基聚氧乙烯醚-2400混合均匀后，加入改性聚合氯化铝、改性高岭土、改性石棉绒，在60℃下保温60min，然后加入6g葡萄糖酸钠、5g聚丙烯酰胺、10g柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
实施例4
(1)向1g聚合氯化铝中加入2g聚天冬氨酸钠、1g对氨基苯磺酸和1g异构醇聚氧乙烯醚在水中在140℃保温混合30min，再置于0-5℃环境中密封静置60min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)将10g高岭土在350℃下煅烧4h，得到煅烧高岭土，将煅烧高岭土与5g马来酸酐在水中混合均匀后，在微波反应器微波中在120℃下回流搅拌30-60min，然后离心、分离、干燥，得到改性高岭土；
其中，高岭土中晶体高岭石的含量高于80％重量，石英低于0.5％重量，Fe2O3低于1.0％重量，K2O和Na2O的总和低于0.5％重量；
(3)将2g石棉绒加热至130℃保温搅拌20min，待自然冷却至50℃时加入去离子水，再加入10g椰油酸二乙醇酰胺和0.15g引发剂，并利用微波反应器微波回流搅拌反应60min，接着减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性石棉绒；
(4)将50g聚酯类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)和50g烯丙基聚氧乙烯醚-2400混合均匀后，加入改性聚合氯化铝、改性高岭土、改性石棉绒，在60℃下保温60min，然后加入5g葡萄糖酸钠、5g聚丙烯酰胺、25g柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
实施例5
(1)向5g聚合氯化铝中加入0.5g聚天冬氨酸钠、5g对氨基苯磺酸和2g异构醇聚氧乙烯醚在水中在12℃保温混合90min，再置于0-5℃环境中密封静置30min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)将10g高岭土在450℃下煅烧3h，得到煅烧高岭土，将煅烧高岭土与2g马来酸酐在水中混合均匀后，在微波反应器微波中在100℃下回流搅拌30-60min，然后离心、分离、干燥，得到改性高岭土；
其中，高岭土中晶体高岭石的含量高于80％重量，石英低于0.5％重量，Fe2O3低于1.0％重量，K2O和Na2O的总和低于0.5％重量；
(3)将5g石棉绒加热至120℃保温搅拌30min，待自然冷却至40℃时加入去离子水，再加入1g椰油酸二乙醇酰胺和0.2g引发剂，并利用微波反应器微波回流搅拌反应30min，接着减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性石棉绒；
(4)将30g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)和20g烯丙基聚氧乙烯醚-2400混合均匀后，加入改性聚合氯化铝、改性高岭土、改性石棉绒，在90℃下保温30min，然后加入10g葡萄糖酸钠、1g聚丙烯酰胺、5g柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
对比例1
(1)向3g聚合氯化铝中加入1.5g聚天冬氨酸钠、3g对氨基苯磺酸和1g异构醇聚氧乙烯醚在水中在125℃保温混合60min，再置于0-5℃环境中密封静置45min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)将3g石棉绒加热至125℃保温搅拌30min，待自然冷却至50℃时加入去离子水，再加入5g椰油酸二乙醇酰胺和0.1g引发剂，并利用微波反应器微波回流搅拌反应60min，接着减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性石棉绒；
(3)将35g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)和20g烯丙基聚氧乙烯醚-2400混合均匀后，加入改性聚合氯化铝、8g高岭土、改性石棉绒，在60℃下保温60min，然后加入6g葡萄糖酸钠、2g聚丙烯酰胺、15g柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
对比例2
(1)向3g聚合氯化铝中加入1.5g聚天冬氨酸钠、3g对氨基苯磺酸和1g异构醇聚氧乙烯醚在水中在125℃保温混合60min，再置于0-5℃环境中密封静置45min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)将8g高岭土在400℃下煅烧2.5h，得到煅烧高岭土，将煅烧高岭土与4g马来酸酐在水中混合均匀后，在微波反应器微波中在120℃下回流搅拌30min，然后离心、分离、干燥，得到改性高岭土；
(3)将35g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)和20g烯丙基聚氧乙烯醚-2400混合均匀后，加入改性聚合氯化铝、改性高岭土、3g石棉绒，在60℃下保温60min，然后加入6g葡萄糖酸钠、2g聚丙烯酰胺、15g柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
对比例3
(1)向3g聚合氯化铝中加入1.5g聚天冬氨酸钠、3g对氨基苯磺酸和1g异构醇聚氧乙烯醚在水中在125℃保温混合60min，再置于0-5℃环境中密封静置45min，然后粉碎成粒径为3-10微米的微粒，即得改性聚合氯化铝；
(2)在35g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)中加入改性聚合氯化铝、8g高岭土、3g石棉绒，在60℃下保温60min，然后加入6g葡萄糖酸钠、2g聚丙烯酰胺、15g柠檬酸铵，混合均匀，即得到复合型混凝土减水剂。
对实施例1-5和对比例1-3中所制备的缓凝减水剂的使用性能进行测试，其中混凝土中缓凝减水剂的添加量为1.5wt％，实验结果如表1所示。
表1实施例1-5和对比例1-3中各缓凝减水剂的性能表
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种复合型混凝土减水剂，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液30-50重量份、烯丙基聚氧乙烯醚-240020-50重量份、聚合氯化铝1-5重量份、聚天冬氨酸钠0.5-2重量份、对氨基苯磺酸1-5重量份、异构醇聚氧乙烯醚0.5-2重量份、高岭土5-10重量份、马来酸酐2-5重量份、石棉绒1-5重量份、椰油酸二乙醇酰胺1-10重量份、引发剂0.1-0.2重量份、葡萄糖酸钠5-10重量份、聚丙烯酰胺1-5重量份、柠檬酸铵5-25重量份。
2.根据权利要求1所述的复合型混凝土减水剂，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液32-40重量份、烯丙基聚氧乙烯醚-240025-40重量份、聚合氯化铝2-5重量份、聚天冬氨酸钠0.5-2重量份、对氨基苯磺酸2-4重量份、异构醇聚氧乙烯醚0.5-1重量份、高岭土6-10重量份、马来酸酐3-5重量份、石棉绒1-5重量份、椰油酸二乙醇酰胺2-8重量份、引发剂0.1-0.2重量份、葡萄糖酸钠6-8重量份、聚丙烯酰胺2-5重量份、柠檬酸铵10-20重量份。
3.根据权利要求1所述的复合型混凝土减水剂，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液35重量份、烯丙基聚氧乙烯醚-240020重量份、聚合氯化铝3重量份、聚天冬氨酸钠1.5重量份、对氨基苯磺酸3重量份、异构醇聚氧乙烯醚1重量份、高岭土8重量份、马来酸酐4重量份、石棉绒3重量份、椰油酸二乙醇酰胺5重量份、引发剂0.1重量份、葡萄糖酸钠6重量份、聚丙烯酰胺2重量份、柠檬酸铵15重量份。
4.根据权利要求1所述的复合型混凝土减水剂，其特征在于，所述聚羧酸母液为聚酯类聚羧酸母液和/或聚醚类聚羧酸母液。
5.根据权利要求4所述的复合型混凝土减水剂，其特征在于，所述聚酯类聚羧酸母液的固含量为55-75％，所述聚醚类聚羧酸母液的固含量为55-75％。
6.根据权利要求1所述的复合型混凝土减水剂，其特征在于，所述高岭土中晶体高岭石的含量高于80％重量，石英低于0.5％重量，Fe2O3低于1.0％重量，K2O和Na2O的总和低于0.5％重量。
7.根据权利要求1所述的复合型混凝土减水剂，其特征在于，所述马来酸酐和高岭土的质量比为(2-3):1。
8.根据权利要求7所述的复合型混凝土减水剂，其特征在于，所述石棉绒、椰油酸二乙醇酰胺、引发剂的质量比为(1-5):(2-8):(0.1-0.2)。
9.根据权利要求1所述的复合型混凝土减水剂，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。
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