CN108609901A - 一种高效混凝土缓凝减水剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及缓凝减水剂技术领域，具体涉及一种高效混凝土缓凝减水剂，所述高效混凝土缓凝减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液40‑60重量份、葡萄糖酸钠5‑15重量份、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物3‑8重量份、石棉绒1‑5重量份、聚合氯化铝2‑6重量份、无水硫酸钠3‑8重量份、氯化钙2‑5重量份、聚乙二醇单乙醚5‑12重量份、对氨基苯磺酸1‑5重量份、甲壳素3‑10重量份、聚天冬氨酸钠0.2‑3重量份、柠檬酸铵10‑20重量份、丙酮3‑8重量份、水40‑60重量份。本发明的缓凝减水剂不仅可以调整混凝土的凝结时间，还可以减缓混凝土的坍落度损失，提高产品的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及缓凝减水剂技术领域，具体涉及一种高效混凝土缓凝减水剂。
背景技术
目前，混凝土多采用商品混凝土及泵送施工技术。商品混凝土亦称集中搅拌混凝土，即把传统的现场施工现场搅拌的混凝土集中起来设一个搅拌站，由它搅拌出来的混凝土用搅拌运输车运至施工现场，再用泵车经过泵管输送至建筑物的施工层面上去，如不进行缓凝处理，特别在夏季高温天气，水分挥发快，甚至未等到运至工地，混凝土已开始凝结硬化而无法使用，这就需要在搅拌混凝土时加入缓凝剂以延缓混凝土的凝结和硬化时间。
高性能的减水剂对水泥具有高的分散作用，能较好的保持混凝土的明落度。渗入这类外加剂可以使混凝土具有高性能，可以得到高强高性能混凝土。
现有缓凝减水剂在水泥颗粒表面难形成一层难溶的薄膜，对水泥的水化难起屏障作用，阻碍了水泥的正常水化，这些都会导致水泥的水化速度加快，或者缓凝作用不明显，缩短水泥正常的凝结时间。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种减水率高、缓凝效果好的高效混凝土缓凝减水剂，它还具有掺量范围宽、混凝土收缩率比低、绿色环保等优点。
为了实现上述目的，本发明提供一种高效混凝土缓凝减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液40-60重量份、葡萄糖酸钠5-15重量份、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物3-8重量份、石棉绒1-5重量份、聚合氯化铝2-6重量份、无水硫酸钠3-8重量份、氯化钙2-5重量份、聚乙二醇单乙醚5-12重量份、对氨基苯磺酸1-5重量份、甲壳素3-10重量份、聚天冬氨酸钠0.2-3重量份、柠檬酸铵10-20重量份、丙酮3-8重量份、水40-60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，在保证减水率的条件下达到了缓凝的效果，防止混凝土快速凝结而影响其正常施工，且所述缓凝减水剂在混凝土中的添加范围宽，能够方便的调节产品性能，且该缓凝减水剂不仅可以调整混凝土的凝结时间，还可以减缓混凝土的坍落度损失，提高产品的适应性；此外，它还具有绿色环保的特点。
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。
一种高效混凝土缓凝减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液40-60重量份、葡萄糖酸钠5-15重量份、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物3-8重量份、石棉绒1-5重量份、聚合氯化铝2-6重量份、无水硫酸钠3-8重量份、氯化钙2-5重量份、聚乙二醇单乙醚5-12重量份、对氨基苯磺酸1-5重量份、甲壳素3-10重量份、聚天冬氨酸钠0.2-3重量份、柠檬酸铵10-20重量份、丙酮3-8重量份、水40-60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，所述高效混凝土缓凝减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液42-55重量份、葡萄糖酸钠8-12重量份、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物3-8重量份、石棉绒2-4重量份、聚合氯化铝3-5重量份、无水硫酸钠4-8重量份、氯化钙3-5重量份、聚乙二醇单乙醚6-10重量份、对氨基苯磺酸1-5重量份、甲壳素5-8重量份、聚天冬氨酸钠0.5-2重量份、柠檬酸铵12-18重量份、丙酮3-8重量份、水40-60重量份。进一步优选的，所述的高效混凝土缓凝减水剂，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液50重量份、葡萄糖酸钠10重量份、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物5重量份、石棉绒3重量份、聚合氯化铝4重量份、无水硫酸钠5重量份、氯化钙3重量份、聚乙二醇单乙醚8重量份、对氨基苯磺酸3重量份、甲壳素6重量份、聚天冬氨酸钠1.5重量份、柠檬酸铵15重量份、丙酮5重量份、水45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55-75wt％，所述聚醚类聚羧酸母液的固含量为55-75wt％。
为了进一步提高缓凝减水剂的缓凝效果，优选条件下，所述麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物与所述甲壳素的重量比为1：(1-1.2)，所述无水硫酸钠与氯化钙的重量比为(1-1.6)：1。
本发明还提供一种所述高效混凝土缓凝减水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)向聚合氯化铝中加入聚天冬氨酸钠、对氨基苯磺酸和聚乙二醇单乙醚，接着在105-125℃下搅拌0.5-1.5h，再置于0-5℃下密封静置1-2h，并经超微粉碎机制成微粉，即得改性聚合氯化铝；
(2)将聚羧酸母液、葡萄糖酸钠、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物、甲壳素、柠檬酸铵在水和丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入石棉绒、改性聚合氧化铝、无水硫酸钠和氯化钙，混合均匀，即得缓凝减水剂。
优选条件下，所述甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法为：将甲基-β-环糊精溶于水后，通氮气10-15min，接着加入过硫酸钾溶液，继续通氮气10-15min，再加入N,N-二甲基乙二胺水溶液搅拌20-30min，然后加入丙烯酰胺的水溶液，再40-45℃下搅拌30-60min，反应结束后用无水乙醇洗涤沉淀，所得沉淀物于50-60℃下干燥至恒重，最后经超微粉碎机制成粒径为3-5μm的微粉，即得甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物。
进一步优选的，所述麦芽糊精、过硫酸钾、N,N-二甲基乙二胺、丙烯酰胺的质量比为(5-10):(0.05-0.5):(0.05-0.5):(10-15)。
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，在保证减水率的条件下达到了缓凝的效果，防止混凝土快速凝结而影响其正常施工，且所述缓凝减水剂在混凝土中的添加范围宽，能够方便的调节产品性能，且该缓凝减水剂不仅可以调整混凝土的凝结时间，还可以减缓混凝土的坍落度损失，提高产品的适应性；此外，它还具有绿色环保的特点。
实施例1
(1)向4g聚合氯化铝中加入1.5g聚天冬氨酸钠、3g对氨基苯磺酸和8g聚乙二醇单乙醚，接着在105-125℃下搅拌0.5-1.5h，再置于0-5℃下密封静置1-2h，并经超微粉碎机制成微粉，即得改性聚合氯化铝；
(2)将50g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)、10g葡萄糖酸钠、5g麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物、6g甲壳素、15g柠檬酸铵在45g水和5g丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入3g石棉绒、改性聚合氧化铝、5g无水硫酸钠和3g氯化钙，混合均匀，即得缓凝减水剂。
所述甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法为：将10g甲基-β-环糊精溶于水后，通氮气10-15min，接着加入0.25g过硫酸钾的水溶液，继续通氮气10-15min，再加入0.25g N,N-二甲基乙二胺的水溶液搅拌20-30min，然后加入12g丙烯酰胺的水溶液，再40-45℃下搅拌30-60min，反应结束后用无水乙醇洗涤沉淀，所得沉淀物于50-60℃下干燥至恒重，最后经超微粉碎机制成粒径为3-5μm的微粉，即得甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物。
实施例2
(1)向3g聚合氯化铝中加入0.5g聚天冬氨酸钠、1g对氨基苯磺酸和6g聚乙二醇单乙醚，接着在105-125℃下搅拌0.5-1.5h，再置于0-5℃下密封静置1-2h，并经超微粉碎机制成微粉，即得改性聚合氯化铝；
(2)将42g聚酯类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)、8g葡萄糖酸钠、3g麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物、5g甲壳素、12g柠檬酸铵在50g水和5g丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入2g石棉绒、改性聚合氧化铝、4g无水硫酸钠和4g氯化钙，混合均匀，即得缓凝减水剂。
所述甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法为：将10g甲基-β-环糊精溶于水后，通氮气10-15min，接着加入0.2g过硫酸钾的水溶液，继续通氮气10-15min，再加入0.2g N,N-二甲基乙二胺的水溶液搅拌20-30min，然后加入10g丙烯酰胺的水溶液，再40-45℃下搅拌30-60min，反应结束后用无水乙醇洗涤沉淀，所得沉淀物于50-60℃下干燥至恒重，最后经超微粉碎机制成粒径为3-5μm的微粉，即得甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物。
实施例3
(1)向5g聚合氯化铝中加入2g聚天冬氨酸钠、5g对氨基苯磺酸和10g聚乙二醇单乙醚，接着在105-125℃下搅拌0.5-1.5h，再置于0-5℃下密封静置1-2h，并经超微粉碎机制成微粉，即得改性聚合氯化铝；
(2)将55g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)、12g葡萄糖酸钠、8g麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物、8g甲壳素、18g柠檬酸铵在50g水和5g丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入4g石棉绒、改性聚合氧化铝、8g无水硫酸钠和5g氯化钙，混合均匀，即得缓凝减水剂。
所述甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法为：将10g甲基-β-环糊精溶于水后，通氮气10-15min，接着加入0.2g过硫酸钾的水溶液，继续通氮气10-15min，再加入0.2g N,N-二甲基乙二胺的水溶液搅拌20-30min，然后加入10g丙烯酰胺的水溶液，再40-45℃下搅拌30-60min，反应结束后用无水乙醇洗涤沉淀，所得沉淀物于50-60℃下干燥至恒重，最后经超微粉碎机制成粒径为3-5μm的微粉，即得甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物。
实施例4
(1)向2g聚合氯化铝中加入0.2g聚天冬氨酸钠、1g对氨基苯磺酸和5g聚乙二醇单乙醚，接着在105-125℃下搅拌0.5-1.5h，再置于0-5℃下密封静置1-2h，并经超微粉碎机制成微粉，即得改性聚合氯化铝；
(2)将60g聚酯类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)、5g葡萄糖酸钠、8g麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物、3g甲壳素、20g柠檬酸铵在40g水和3g丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入1g石棉绒、改性聚合氧化铝、3g无水硫酸钠和2g氯化钙，混合均匀，即得缓凝减水剂。
所述甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法为：将10g甲基-β-环糊精溶于水后，通氮气10-15min，接着加入0.5g过硫酸钾的水溶液，继续通氮气10-15min，再加入0.5g N,N-二甲基乙二胺的水溶液搅拌20-30min，然后加入15g丙烯酰胺的水溶液，再40-45℃下搅拌30-60min，反应结束后用无水乙醇洗涤沉淀，所得沉淀物于50-60℃下干燥至恒重，最后经超微粉碎机制成粒径为3-5μm的微粉，即得甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物。
实施例5
(1)向6g聚合氯化铝中加入3g聚天冬氨酸钠、5g对氨基苯磺酸和12g聚乙二醇单乙醚，接着在105-125℃下搅拌0.5-1.5h，再置于0-5℃下密封静置1-2h，并经超微粉碎机制成微粉，即得改性聚合氯化铝；
(2)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)、15g葡萄糖酸钠、3g麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物、10g甲壳素、10g柠檬酸铵在60g水和8g丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入5g石棉绒、改性聚合氧化铝、8g无水硫酸钠和5g氯化钙，混合均匀，即得缓凝减水剂。
所述甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法为：将5g甲基-β-环糊精溶于水后，通氮气10-15min，接着加入0.05g过硫酸钾的水溶液，继续通氮气10-15min，再加入0.05g N,N-二甲基乙二胺的水溶液搅拌20-30min，然后加入10g丙烯酰胺的水溶液，再40-45℃下搅拌30-60min，反应结束后用无水乙醇洗涤沉淀，所得沉淀物于50-60℃下干燥至恒重，最后经超微粉碎机制成粒径为3-5μm的微粉，即得甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物。
对比例1
将50g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)、10g葡萄糖酸钠、5g麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物、6g甲壳素、15g柠檬酸铵在45g水和5g丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入3g石棉绒、4g聚合氧化铝、5g无水硫酸钠和3g氯化钙，混合均匀，即得缓凝减水剂。
所述甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法同实施例1。
对比例2
(1)向4g聚合氯化铝中加入1.5g聚天冬氨酸钠、3g对氨基苯磺酸和8g聚乙二醇单乙醚，接着在105-125℃下搅拌0.5-1.5h，再置于0-5℃下密封静置1-2h，并经超微粉碎机制成微粉，即得改性聚合氯化铝；
(2)将50g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)、10g葡萄糖酸钠、5g麦芽糊精和5g聚丙烯酰胺接枝共聚物、6g甲壳素、15g柠檬酸铵在45g水和5g丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入3g石棉绒、改性聚合氧化铝、5g无水硫酸钠和3g氯化钙，混合均匀，即得缓凝减水剂。
对比例3
(1)向4g聚合氯化铝中加入1.5g聚天冬氨酸钠、3g对氨基苯磺酸和8g聚乙二醇单乙醚，接着在105-125℃下搅拌0.5-1.5h，再置于0-5℃下密封静置1-2h，并经超微粉碎机制成微粉，即得改性聚合氯化铝；
(2)将50g聚醚类聚羧酸母液(固含量为55-75wt％，购自瑞泰化工产品商行)、10g葡萄糖酸钠、5g麦芽糊精和5g聚丙烯酰胺接枝共聚物、15g柠檬酸铵在45g水和5g丙酮的混合溶液中混合均匀后，调节混合体系的pH值为6.5～7.5，然后在80-100℃下搅拌20-30min，接着自然冷却至室温，再向该混合体系中加入3g石棉绒、改性聚合氧化铝，混合均匀，即得缓凝减水剂。
所述甲基-β-环糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物的制备方法同实施例1。
实验例1：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1.3wt％，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
实验例2：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1.8wt％，实验结果如表2所示。
表2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 (8)
1.一种高效混凝土缓凝减水剂，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液40-60重量份、葡萄糖酸钠5-15重量份、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物3-8重量份、石棉绒1-5重量份、聚合氯化铝2-6重量份、无水硫酸钠3-8重量份、氯化钙2-5重量份、聚乙二醇单乙醚5-12重量份、对氨基苯磺酸1-5重量份、甲壳素3-10重量份、聚天冬氨酸钠0.2-3重量份、柠檬酸铵10-20重量份、丙酮3-8重量份、水40-60重量份。
2.根据权利要求1所述的高效混凝土缓凝减水剂，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液42-55重量份、葡萄糖酸钠8-12重量份、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物3-8重量份、石棉绒2-4重量份、聚合氯化铝3-5重量份、无水硫酸钠4-8重量份、氯化钙3-5重量份、聚乙二醇单乙醚6-10重量份、对氨基苯磺酸1-5重量份、甲壳素5-8重量份、聚天冬氨酸钠0.5-2重量份、柠檬酸铵12-18重量份、丙酮3-8重量份、水40-60重量份。
3.根据权利要求1所述的高效混凝土缓凝减水剂，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：聚羧酸母液50重量份、葡萄糖酸钠10重量份、麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物5重量份、石棉绒3重量份、聚合氯化铝4重量份、无水硫酸钠5重量份、氯化钙3重量份、聚乙二醇单乙醚8重量份、对氨基苯磺酸3重量份、甲壳素6重量份、聚天冬氨酸钠1.5重量份、柠檬酸铵15重量份、丙酮5重量份、水45重量份。
4.根据权利要求1所述的高效混凝土缓凝减水剂，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所述的高效混凝土缓凝减水剂，其特征在于，所述聚酯类聚羧酸母液的固含量为55-75wt％。
6.根据权利要求4所述的高效混凝土缓凝减水剂，其特征在于，所述聚醚类聚羧酸母液的固含量为55-75wt％。
7.根据权利要求1所述的高效混凝土缓凝减水剂，其特征在于，所述麦芽糊精聚丙烯酰胺接枝共聚物与所述甲壳素的重量比为1：(1-1.2)。
8.根据权利要求1所述的高效混凝土缓凝减水剂，其特征在于，所述无水硫酸钠与氯化钙的重量比为(1-1.6)：1。
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