CN108821640A - 一种混凝土砂浆抗裂外加剂及其制备方法 - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
本发明提出了一种混凝土砂浆抗裂外加剂及其制备方法，该抗裂外加剂包括聚丙烯酸酯乳液10‑40％，聚丙烯酰胺胶体10‑40％，葡萄糖酸内酯0.2‑2.0％，硅烷偶联剂0.2‑2.0％，余量的水。本发明的加入针对砂浆应力产生的裂缝具有明显改善。混合物涉及到等离子聚丙烯酰胺甲基化，并与2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸交联，使得硅酸盐在水化过程中的缓释，得到消除应力的功效。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂技术领域，尤其是涉及一种混凝土砂浆抗裂外加剂及其制备方法。
背景技术
普通混凝土是由水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌、成型、养护、硬化而得的具有一定结构强度的结构或者构件。水泥是混凝土的主要成分，决定着混凝土的基本性质，混凝土外加剂则可弥补和改善混凝土性能方面的不足，赋予某些新的性能，是混凝土的重要组成部分。
砂浆混凝土在硅酸盐水化固结时，由于剧烈的放热所产生的应力、微膨胀和伸缩，导致砂浆混凝土出现应力缝。
混凝土外加剂奠定了现代混凝土技术的基础，成为混凝土不可或缺的重要组成之一。外加剂则有减水剂、缓凝剂、防冻剂、引气剂和防锈剂等，目前品种多样、功能各异的外加剂的广泛应用，有效地改善了混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能，由于有了高效减水剂，大流动度混凝土、自密实混凝土、高强混凝土得到应用；由于有了增稠剂，使混凝土抗离析性和保水性增强，水下混凝土的性能得以改善；由于有了缓凝剂，水泥的凝结时间得以延长，才有可能减少坍落度损失，延长施工操作时间；混凝土添加某些具有抗裂功能的外加剂则能改善混凝土的抗裂性能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种混凝土砂浆抗裂外加剂及其制备方法，该外加剂应用于水泥基人造石方料成型中，解决砂浆混凝土水化过程产生的放热，消除应力所产生的裂缝，从而达到方料的利用率，降低方料在制造过程的损耗。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种混凝土砂浆抗裂外加剂，包括如下重量百分含量的组分：
一种混凝土砂浆抗裂外加剂，包括如下重量百分含量的组分：
进一步地，所述的聚丙烯酸酯乳液包括如下重量百分含量的组分：
甲基丙烯酸甲酯5-20％，甲基丙烯酸1-5％，丙烯酸丁酯5-20％，丙烯酸1-5％，乳化剂十二烷基硫酸钠0.1-0.5％，壬基酚聚氧乙烯醚0.1-0.5％，过硫酸钾0.1％以及余量的去离子水。
进一步地，所述的聚丙烯酸酯乳液通过如下方法制备而成：
先将过硫酸钾配制成质量浓度为5％的水溶液备用，然后取总量60％的去离子水，并向去离子水中加入总量30％的壬基酚聚氧乙烯醚和全部的十二烷基硫酸钠后混溶，然后加入全部的甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸丁酯，丙烯酸预乳化20分钟得到预乳液备用；
将剩余的总量40％的去离子水加入反应器，加入剩余的总量70％的壬基酚聚氧乙烯醚、总量10％的预乳液和总量30％的过硫酸钾水溶液，升温至65-85℃，待反应体系发出蓝光，开始分别滴加余下的预乳液和过硫酸钾水溶液，5小时内滴完，保温2小时，降温至40℃以下用氨水调PH值8-9，出料即得聚丙烯酸酯乳液。
进一步地，所述的聚丙烯酰胺胶体包括如下重量百分含量的组分：
丙烯酰胺8％，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1％，SPEG烯丙基聚醚2％，过硫酸铵0.05％，亚硫酸氢钠0.05％以及余量的去离子水。
进一步地，所述的聚丙烯酰胺胶体通过如下方法制备而成：
先将丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，SPEG烯丙基聚醚加入水中搅拌溶解，升温至40-80℃后加入过硫酸铵和亚硫酸氢钠，保温30-40分钟直至凝胶，继续保温6小时，用水稀释成丙烯酰胺单体含固量3％的聚丙烯酰胺胶体。
进一步地，所述的硅烷偶联剂为南京创世化工助剂有限公司的KH系列，KH550、KH560、KH570等。
上述的混凝土砂浆抗裂外加剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将单体含固量3％的聚丙烯酰胺胶体和水加入反应器，并在反应器内升温至40-80℃加入葡萄糖酸内酯和硅烷偶联剂，保温2小时；
S2、将反应物降至常温；
S3、加入聚丙烯酸酯乳液搅拌熟化2h。
本发明与现有技术相比具有的有益效果为：本发明的加入针对砂浆应力产生的裂缝具有明显改善。混合物涉及到等离子聚丙烯酰胺甲基化，并与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸交联，使得硅酸盐在水化过程中的缓释，得到消除应力的功效。
具体实施方式
为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将对本发明作进一步的说明。
本发明提出的一种混凝土砂浆抗裂外加剂，包括如下重量百分含量的组分：
其中的聚丙烯酸酯乳液和聚丙烯酰胺胶体为自产产品，聚丙烯酸酯乳液包括如下重量百分含量的组分：甲基丙烯酸甲酯5-20％，甲基丙烯酸1-5％，丙烯酸丁酯5-20％，丙烯酸1-5％，乳化剂十二烷基硫酸钠0.1-0.5％，壬基酚聚氧乙烯醚0.1-0.5％，过硫酸钾0.1％以及余量的去离子水，制备方法如下：
先将过硫酸钾配制成质量浓度为5％的水溶液备用，然后取总量60％的去离子水，并向去离子水中加入总量30％的壬基酚聚氧乙烯醚和全部的十二烷基硫酸钠后混溶，然后加入全部的甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸丁酯，丙烯酸预乳化20分钟得到预乳液备用；将剩余的总量40％的去离子水加入反应器，加入剩余的总量70％壬基酚聚氧乙烯醚、总量10％的预乳液和总量30％的过硫酸钾水溶液，升温至65-85℃，待反应体系发出蓝光，开始分别滴加余下的预乳液和过硫酸钾水溶液，5小时内滴完，保温2小时，降温至40℃以下用氨水调PH值8-9，出料即得聚丙烯酸酯乳液。
而聚丙烯酰胺胶体包括如下重量百分含量的组分：丙烯酰胺8％，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1％，SPEG烯丙基聚醚2％，过硫酸铵0.05％，亚硫酸氢钠0.05％以及余量的去离子水，聚丙烯酰胺胶体通过如下方法制备而成：
先将丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，SPEG烯丙基聚醚加入水中搅拌溶解，升温至40-80℃后加入过硫酸铵和亚硫酸氢钠，保温30-40分钟直至凝胶，继续保温6小时，用水稀释成丙烯酰胺单体含固量3％的聚丙烯酰胺胶体。
硅烷偶联剂为南京创世化工助剂有限公司的KH系列，KH550、KH560、KH570。实施例中选用KH560。
实施例1：(在葡萄糖酸内酯1.5％和硅烷偶联剂1.5％用量不变的情况下，水的用量为补齐至100％)以聚丙烯酸酯与聚丙烯酰胺胶体配比量为例。
从上表可以看出，当外加剂掺量为水泥用量的5％时，聚丙烯酸酯乳液与聚丙烯酰胺胶体的配比越大，干燥弯曲强度越高，当接近50:50时压缩强度则变化不大。
实施例2(在葡萄糖酸内酯1.5％和硅烷偶联剂1.5％用量不变的情况下，水的用量为补齐至100％)以聚丙烯酸酯与聚丙烯酰胺胶体配比量为例：
从上表可以看出，当外加剂掺量为水泥用量的6％时，聚丙烯酸酯乳液与聚丙烯酰胺胶体的配比越大，干燥弯曲强度相比实例1改善更明显，当接近50:50时压缩强度则有所降低。
实施例3：(在葡萄糖酸内酯1.5％和硅烷偶联剂1.5％用量不变的情况下，水的用量为补齐至100％)以聚丙烯酸酯与聚丙烯酰胺胶体配比量为例
从上表可以看出，当外加剂掺量为水泥用量的8％时，聚丙烯酸酯乳液与聚丙烯酰胺胶体的配比越大，干燥弯曲强度相比前两例提高更加明显，当接近50:50时压缩强度则明显降低。
综上所例可以得出结论：当弯曲强度接近一个临界点后，抗裂剂加量每增加1％，弯曲强度继续提高，而压缩强度则有所降低。
下面以水泥砂方料3立方米为单位为例，以6个为一组，以出现的裂缝数量，结果如下表：
以聚丙烯酸酯乳液与聚丙烯酰胺胶体配比量的抗裂剂为例20:80，结果如下表：
从上表可知，聚丙烯酸酯乳液与聚丙烯酰胺胶体配比量为20:80时，抗裂剂添加量在0-8％的范围内，随抗裂剂添加增加，抗裂效果越好。
以聚丙烯酸酯乳液与聚丙烯酰胺胶体配比量的抗裂剂为例30:70，结果如下表：
以聚丙烯酸酯乳液与聚丙烯酰胺胶体配比量的抗裂剂为例40:60，结果如下表：
上述表中实例，应力产生的裂缝通过外加剂的掺入，砂浆体的裂缝有明显的改善。本发明针对改善砂浆混凝土应力引起的裂缝具有很强的实用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种混凝土砂浆抗裂外加剂，其特征在于，包括如下重量百分含量的组分：
2.根据权利要求1所述的混凝土砂浆抗裂外加剂，其特征在于，包括如下重量百分含量的组分：
3.根据权利要求1或2所述的混凝土砂浆抗裂外加剂，其特征在于，所述的聚丙烯酸酯乳液包括如下重量百分含量的组分：
甲基丙烯酸甲酯5-20％，甲基丙烯酸1-5％，丙烯酸丁酯5-20％，丙烯酸1-5％，乳化剂十二烷基硫酸钠0.1-0.5％，壬基酚聚氧乙烯醚0.1-0.5％，过硫酸钾0.1％以及余量的去离子水。
4.根据权利要求3所述的混凝土砂浆抗裂外加剂，其特征在于，所述的聚丙烯酸酯乳液通过如下方法制备而成：
先将过硫酸钾配制成质量浓度为5％的水溶液备用，然后取总量60％的去离子水，并向去离子水中加入总量30％的壬基酚聚氧乙烯醚和全部的十二烷基硫酸钠后混溶，然后加入全部的甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸丁酯，丙烯酸预乳化20分钟得到预乳液备用；
将剩余的总量40％的去离子水加入反应器，加入剩余的总量70％壬基酚聚氧乙烯醚、总量10％的预乳液和总量30％的过硫酸钾水溶液，升温至65-85℃，待反应体系发出蓝光，开始分别滴加余下的预乳液和过硫酸钾水溶液，5小时内滴完，保温2小时，降温至40℃以下用氨水调PH值8-9，出料即得聚丙烯酸酯乳液。
5.根据权利要求1或2所述的混凝土砂浆抗裂外加剂，其特征在于，所述的聚丙烯酰胺胶体包括如下重量百分含量的组分：
丙烯酰胺8％，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸1％，SPEG烯丙基聚醚2％，过硫酸铵0.05％，亚硫酸氢钠0.05％以及余量的去离子水。
6.根据权利要求5所述的混凝土砂浆抗裂外加剂，其特征在于，所述的聚丙烯酰胺胶体通过如下方法制备而成：
先将丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，SPEG烯丙基聚醚加入水中搅拌溶解，升温至40-80℃后加入过硫酸铵和亚硫酸氢钠，保温30-40分钟直至凝胶，继续保温6小时，用水稀释成丙烯酰胺单体含固量3％的聚丙烯酰胺胶体。
7.根据权利要求1或2所述的混凝土砂浆抗裂外加剂，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为南京创世化工助剂有限公司的KH系列：KH550、KH560、KH570。
8.根据权利要求1或2所述的混凝土砂浆抗裂外加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将聚丙烯酰胺胶体和水加入反应器，并在反应器内升温至40-80℃加入葡萄糖酸内酯和硅烷偶联剂，保温2小时；
S2、将反应物降至常温；
S3、加入聚丙烯酸酯乳液搅拌熟化2h。
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