CN108609903A - 一种泵送剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泵送剂，属于化工领域。本发明于20~25℃，取助剂、碱金属硫酸盐、基料、水混合搅拌，后升温至45~55℃，加入润滑剂、分散剂、表面活性剂、复合减水剂，混合搅拌，经超声波分散30~40min，即得泵送剂。本发明解决了目前市场上的混凝土泵送剂粘塑性不够好，使用时间一长，就容易发生离析，使得混凝土抗折、抗压强度不够高的问题。

Description

一种泵送剂
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种泵送剂。
背景技术
混凝土（concrete）是当代最主要的建筑材料之一，它是由胶结材料，集料、骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。通常讲的混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，同时还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点，广泛应用于土木工程。为保证泵送过程中混凝土的和易性和流动性，混凝土中需要加入泵送剂。泵送剂，能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂称为泵送剂，又称为混凝土泵送剂。所谓泵送性能，就是混凝土拌合物具有能顺利通过输送管道、不阻塞、不离析、粘塑性良好的性能。
目前市场上的泵送剂是以萘系高效减水剂为主体，再与缓凝剂、引气剂和润滑剂复配制得，虽然有一定效果，但是粘塑性不够好，时间一长，就容易发生离析。而且混凝土容易发生粘结，强度不够高。因此，生产出一种能使混凝土具有更高强度的泵送剂具有很大的市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前市场上的混凝土泵送剂粘塑性不够好，使用时间一长，就容易发生离析，使得混凝土抗折、抗压强度不够高的问题，提供一种泵送剂。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种泵送剂，按质量份数计包括如下组分：5~10份润滑剂、8~12分散剂、3~5份助剂、5~12份表面活化剂、4~10份碱金属硫酸盐、3~7份消泡剂、30~40份水，其特征在于，还包括：15~20份复合减水剂，10~15份基料；
所述复合减水剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取干酪素，按质量比1:3~4:1加入氢氧化钠溶液、透明质酸钠，混合搅拌，超声波分散，得基液，取淀粉，按质量比加入1:2~3:1加入水、次氯酸钠，混合搅拌，加入环氧乙醚，经醚化，得改性淀粉；
S2.按质量比3:2:2~3:4:1，取基液、改性淀粉、过硫酸钾、β-环糊精、石英砂，混合搅拌，即得复合减水剂；
所述基料的制备：按质量比3:1~2:7取碳纳米管、石墨烯、混酸混合2~3h，过滤，取滤渣真空干燥，得初料，取初料，按质量比1:3~4加入水混合搅拌，于超声波分散处理3~4h，离心处理，得上清液和下层胶体，取上清液按质量比1:2~3:1加入等质量的碳纳米管和下层胶体，混合搅拌，超声波分散处理2~3h，离心处理，去除上清液，得基剂，取基剂，按质量比1:1:1~2加入环氧树脂和二氯甲烷，混合搅拌，超声波处理，即得基料。
所述润滑剂为硬脂酸镁和微晶纤维素，按质量比2:1混合，即得润滑剂。
所述分散剂为石蜡和乙烯—醋酸共聚物，按质量比3：1~2混合，即得分散剂。
所述助剂为按质量比1:1:4:2，取煤粉灰、高岭石、滑石粉、黏土混合，即得助剂。
所述表面活性剂为按质量比1：1~2，取仲烷基磺酸钠和月桂醇磷酸酯钾混合，即得表面活性剂。
所述碱金属硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙中的一种或几种。
所述缓凝剂为柠檬酸、三聚磷酸钠、乙二醇、蔗糖、酒石酸钠中的一种或几种。
所述消泡剂为硅油和聚二甲硅氧烷，按质量比2：1混合，即得消泡剂。
所述混酸为浓硫酸和浓硝酸，按质量比3：1混合，即得混酸。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明所制泵送剂使用两种阴离子表面活性剂复配使用，使其疏水基团可定向吸附在水泥及石英砂表面，使细颗粒表面带有相同的电荷，产生排斥，促使尺寸较大絮团结构解体为尺寸较小的絮团，孔隙逐渐减少，混凝土逐渐致密，此过程增加了水泥颗粒群的比表面积，部分被絮团包裹的水分释放，水泥进一步发生水化反应增加流动性，随着泵送剂掺量的增加，尺寸较小的絮团逐渐发生解体，水泥、石英砂单个细颗粒和水被释放出来，水化反应更加完全，孔隙进一步减少，结构强度愈来愈大，膏体内絮团结构是导致其流变性差的主要原因，本发明主要通过在颗粒间的分散作用和润滑作用，破坏膏体的絮团结构，改善膏体的流动性；（2）本发明加入硫酸盐，使水泥硬化时硫酸钠很快与水泥水化析出氢氧化钙作用，生二水石膏比在水泥粉磨时加入的石膏对水泥的反应快得多，反应生成水化硫铝酸钙针状晶体形成早期骨架，使得混凝土中氢氧化钙浓度降低，促进C3S水化作用加速，从而加快了混凝土的硬化速度，加快了干燥速度，提高了泵送剂与水泥的相容性；
（3）本发明泵送剂吸附在颗粒表面，亲水基团指向水溶液，易与水分子以氢键形式缔合，而且氢键缔合作用力远大于分子引力，加上水分子中氢键的缔合，使颗粒表面形成一层稳定的水膜，阻止了颗粒间的直接接触，在颗粒间起到了润滑作用，在膏体的搅拌过程中会引入空气，这些空气会被泵送剂中的表面活性剂和水组成的液膜包裹，形成较稳定的气泡，气泡表面吸附表面活性剂分子，这些定向排列的分子在气泡表面达到一定程度时，气泡壁就成为一层坚固的薄膜，使气泡间不易发生合并；并且表面活性剂使液体的表面张力明显下降，导致气泡间的内压差降低，因而排液速度减慢，气泡可保持很好的稳定性，液膜中表面活性剂的疏水基指向气泡，亲水基指向溶液，与颗粒的吸附层相同，在电性斥力的作用下，气泡与气泡、气泡与细颗粒间相互分散，增加了颗粒间的滑动能力，增强了粘塑性；
（4）本发明所用复合减水剂与基料复合，使得膏体混凝土中细颗粒物料的内聚力和分子动量交换等引起高分散，提高混凝土的和易性，遇水之后，发生水化反应，水泥颗粒表面的C3A和C3S等发生溶解，并向水溶液中扩散，其中的阳离子如Ca2+比SiO 3 2− 和 AlO 3 3− 等阴离子扩散得快，因而在水泥颗料表面的阴离子浓度比阳离子浓度高，形成负电层，而扩散的 Ca2+ 和其他阳离子再吸附在水泥表面形成吸附层，有稳定的粘塑性，提高抗压折性能。
具体实施方式
润滑剂：硬脂酸镁和微晶纤维素，按质量比2:1混合，即得润滑剂。
分散剂：为石蜡和乙烯—醋酸共聚物，按质量比3：1~2混合，即得分散剂。
助剂：按质量比1:1:4:2，取煤粉灰、高岭石、滑石粉、黏土混合，即得助剂。
表面活化剂：按质量比1：1~2，取仲烷基磺酸钠和月桂醇磷酸酯钾混合，即得表面活性剂。
混酸为浓硫酸和浓硝酸，按质量比3：1混合，即得混酸。
碱金属硫酸盐：硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙中的一种或几种。
消泡剂为硅油和聚二甲硅氧烷，按质量比2：1混合，即得消泡剂。
复合减水剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取干酪素，按质量比1：3~4:1加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液、透明质酸钠，混合搅拌，经超声波分散20~30min，得基液，取淀粉，按质量比加入1:2~3:1加入水、次氯酸钠，混合搅拌，加入环氧乙醚，进行醚化，得改性淀粉；
S2.按质量比3:2:2~3:4:1，取基液、改性淀粉、过硫酸钾、β-环糊精石英砂以220~250r/min混合搅拌，即得复合减水剂。
基料的制备方法：按质量比3:1~2:7取碳纳米管、石墨烯、混酸混合酸化2~3h，过滤，取滤渣真空干燥，得初料，取初料，按质量比1:3~4加入水混合搅拌，于超声波分散处理3~4h，以3000~3500r/min离心20~25min，得上清液和下层胶体，取上清液按质量比1:2~3:1加入等质量的碳纳米管和下层胶体，混合搅拌，超声波分散处理2~3h，以3000~3500r/min离心处理，去除上清液，得基剂，取基剂，按质量比1:1:1~2加入60~70℃预热处理20~30min的环氧树脂和二氯甲烷，以300~400r/min混合搅拌，后超声波处理2~3h，即得基料。
缓凝剂：柠檬酸、三聚磷酸钠、乙二醇、蔗糖、酒石酸钠中的一种或几种。
一种泵送剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计包括如下组分：5~10份润滑剂、8~12份分散剂、3~5份助剂、5~12份表面活化剂、4~10份碱金属硫酸盐、15~20份复合减水剂，10~15份基料、3~7份消泡剂、30~40份水；
（2）于20~25℃，取助剂、碱金属硫酸盐、基料、水混合搅拌，后升温至45~55℃，加入润滑剂、分散剂、表面活性剂、复合减水剂，混合搅拌，经超声波分散30~40min，即得泵送剂。
实施例1
润滑剂：硬脂酸镁和微晶纤维素，按质量比2:1混合，即得润滑剂。
分散剂：为石蜡和乙烯—醋酸共聚物，按质量比3：1混合，即得分散剂。
助剂：按质量比1:1:4:2，取煤粉灰、高岭石、滑石粉、黏土混合，即得助剂。
表面活化剂：按质量比1：1，取仲烷基磺酸钠和月桂醇磷酸酯钾混合，即得表面活性剂。
混酸为浓硫酸和浓硝酸，按质量比3：1混合，即得混酸。
碱金属硫酸盐：硫酸钠。
消泡剂为硅油和聚二甲硅氧烷，按质量比2：1混合，即得消泡剂。
复合减水剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取干酪素，按质量比1：3:1加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液、透明质酸钠，混合搅拌，经超声波分散20min，得基液，取淀粉，按质量比加入1:2:1加入水、次氯酸钠，混合搅拌，加入环氧乙醚，进行醚化，得改性淀粉；
S2.按质量比3:2:2:4:1，取基液、改性淀粉、过硫酸钾、β-环糊精石英砂以220r/min混合搅拌，即得复合减水剂。
基料的制备方法：按质量比3:1:7取碳纳米管、石墨烯、混酸混合酸化2h，过滤，取滤渣真空干燥，得初料，取初料，按质量比1:3加入水混合搅拌，于超声波分散处理3h，以3000r/min离心20min，得上清液和下层胶体，取上清液按质量比1:2:1加入等质量的碳纳米管和下层胶体，混合搅拌，超声波分散处理2h，以3000r/min离心处理，去除上清液，得基剂，取基剂，按质量比1:1:1加入60℃预热处理20min的环氧树脂和二氯甲烷，以300r/min混合搅拌，后超声波处理2h，即得基料。
缓凝剂：柠檬酸。
一种泵送剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计包括如下组分：5份润滑剂、8份分散剂、3份助剂、5份表面活化剂、4份碱金属硫酸盐、15份复合减水剂，10份基料、3份消泡剂、30份水；
（2）于20℃，取助剂、碱金属硫酸盐、基料、水混合搅拌，后升温至45℃，加入润滑剂、分散剂、表面活性剂、复合减水剂，混合搅拌，经超声波分散30min，即得泵送剂。
实施例2
润滑剂：硬脂酸镁和微晶纤维素，按质量比2:1混合，即得润滑剂。
分散剂：为石蜡和乙烯—醋酸共聚物，按质量比3：2混合，即得分散剂。
助剂：按质量比1:1:4:2，取煤粉灰、高岭石、滑石粉、黏土混合，即得助剂。
表面活化剂：按质量比1：2，取仲烷基磺酸钠和月桂醇磷酸酯钾混合，即得表面活性剂。
混酸为浓硫酸和浓硝酸，按质量比3：1混合，即得混酸。
碱金属硫酸盐：硫酸钾。
消泡剂为硅油和聚二甲硅氧烷，按质量比2：1混合，即得消泡剂。
复合减水剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取干酪素，按质量比1：4:1加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液、透明质酸钠，混合搅拌，经超声波分散30min，得基液，取淀粉，按质量比加入1:3:1加入水、次氯酸钠，混合搅拌，加入环氧乙醚，进行醚化，得改性淀粉；
S2.按质量比3:2:3:4:1，取基液、改性淀粉、过硫酸钾、β-环糊精石英砂以250r/min混合搅拌，即得复合减水剂。
基料的制备方法：按质量比3:2:7取碳纳米管、石墨烯、混酸混合酸化3h，过滤，取滤渣真空干燥，得初料，取初料，按质量比1:4加入水混合搅拌，于超声波分散处理4h，以3500r/min离心25min，得上清液和下层胶体，取上清液按质量比1:3:1加入等质量的碳纳米管和下层胶体，混合搅拌，超声波分散处理3h，以3500r/min离心处理，去除上清液，得基剂，取基剂，按质量比1:1:2加入70℃预热处理30min的环氧树脂和二氯甲烷，以400r/min混合搅拌，后超声波处理3h，即得基料。
缓凝剂：乙二醇。
一种泵送剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计包括如下组分：10份润滑剂、12份分散剂、5份助剂、12份表面活化剂、10份碱金属硫酸盐、20份复合减水剂，15份基料、7份消泡剂、40份水；
（2）于25℃，取助剂、碱金属硫酸盐、基料、水混合搅拌，后升温至55℃，加入润滑剂、分散剂、表面活性剂、复合减水剂，混合搅拌，经超声波分散40min，即得泵送剂。
实施例3
润滑剂：硬脂酸镁和微晶纤维素，按质量比2:1混合，即得润滑剂。
分散剂：为石蜡和乙烯—醋酸共聚物，按质量比3：1~2混合，即得分散剂。
助剂：按质量比1:1:4:2，取煤粉灰、高岭石、滑石粉、黏土混合，即得助剂。
表面活化剂：按质量比1：1，取仲烷基磺酸钠和月桂醇磷酸酯钾混合，即得表面活性剂。
混酸为浓硫酸和浓硝酸，按质量比3：1混合，即得混酸。
碱金属硫酸盐：硫酸钙。
消泡剂为硅油和聚二甲硅氧烷，按质量比2：1混合，即得消泡剂。
复合减水剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取干酪素，按质量比1：3:1加入0.1mol/L的氢氧化钠溶液、透明质酸钠，混合搅拌，经超声波分散25min，得基液，取淀粉，按质量比加入1:3:1加入水、次氯酸钠，混合搅拌，加入环氧乙醚，进行醚化，得改性淀粉；
S2.按质量比3:2:3:4:1，取基液、改性淀粉、过硫酸钾、β-环糊精石英砂以235r/min混合搅拌，即得复合减水剂。
基料的制备方法：按质量比3:1:7取碳纳米管、石墨烯、混酸混合酸化2h，过滤，取滤渣真空干燥，得初料，取初料，按质量比1:3加入水混合搅拌，于超声波分散处理4h，以3250r/min离心23min，得上清液和下层胶体，取上清液按质量比1:2:1加入等质量的碳纳米管和下层胶体，混合搅拌，超声波分散处理2h，以3250r/min离心处理，去除上清液，得基剂，取基剂，按质量比1:1:1加入65℃预热处理25min的环氧树脂和二氯甲烷，以350r/min混合搅拌，后超声波处理2h，即得基料。
缓凝剂：柠檬酸、三聚磷酸钠。
一种泵送剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计包括如下组分：7份润滑剂、10份分散剂、4份助剂、8份表面活化剂、7份碱金属硫酸盐、17份复合减水剂，13份基料、5份消泡剂、35份水；
（2）于23℃，取助剂、碱金属硫酸盐、基料、水混合搅拌，后升温至50℃，加入润滑剂、分散剂、表面活性剂、复合减水剂，混合搅拌，经超声波分散35min，即得泵送剂。
对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合减水剂。
对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少基料。
对比例3：北京市某公司生产的泵送剂。
分别将上述实施例与对比例的泵送剂加入混凝土中进行性能测试，具体测试结果见表1。
表1：
综合上述，本发明的泵送剂性能优于目前市售产品，值得大力推广使用。

Claims (9)

1.一种泵送剂，按质量份数计包括如下组分：5~10份润滑剂、8~12分散剂、3~5份助剂、5~12份表面活化剂、4~10份碱金属硫酸盐、3~7份消泡剂、30~40份水，其特征在于，还包括：15~20份复合减水剂、10~15份基料；
所述复合减水剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取干酪素，按质量比1:3~4:1加入氢氧化钠溶液、透明质酸钠，混合搅拌，超声波分散，得基液，取淀粉，按质量比加入1:2~3:1加入水、次氯酸钠，混合搅拌，加入环氧乙醚，经醚化，得改性淀粉；
S2.按质量比3:2:2~3:4:1，取基液、改性淀粉、过硫酸钾、β-环糊精、石英砂，混合搅拌，即得复合减水剂；
所述基料的制备：按质量比3:1~2:7取碳纳米管、石墨烯、混酸混合2~3h，过滤，取滤渣真空干燥，得初料，取初料，按质量比1:3~4加入水混合搅拌，于超声波分散处理3~4h，离心处理，得上清液和下层胶体，取上清液按质量比1:2~3:1加入等质量的碳纳米管和下层胶体，混合搅拌，超声波分散处理2~3h，离心处理，去除上清液，得基剂，取基剂，按质量比1:1:1~2加入环氧树脂和二氯甲烷，混合搅拌，超声波处理，即得基料。
2.根据权利要求1所述泵送剂，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸镁和微晶纤维素，按质量比2:1混合，即得润滑剂。
3.根据权利要求1所述泵送剂，其特征在于，所述分散剂为石蜡和乙烯—醋酸共聚物，按质量比3：1~2混合，即得分散剂。
4.根据权利要求1所述泵送剂，其特征在于，所述助剂为按质量比1:1:4:2，取煤粉灰、高岭石、滑石粉、黏土混合，即得助剂。
5.根据权利要求1所述泵送剂，其特征在于，所述表面活性剂为按质量比1：1~2，取仲烷基磺酸钠和月桂醇磷酸酯钾混合，即得表面活性剂。
6.根据权利要求1所述泵送剂，其特征在于，所述碱金属硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述泵送剂，其特征在于，所述缓凝剂为柠檬酸、三聚磷酸钠、乙二醇、蔗糖、酒石酸钠中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述泵送剂，其特征在于，所述消泡剂为硅油和聚二甲硅氧烷，按质量比2：1混合，即得消泡剂。
9.根据权利要求1所述泵送剂，其特征在于，所述混酸为浓硫酸和浓硝酸，按质量比3：1混合，即得混酸。
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