CN109650794A - 一种低坍落度损失混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低坍落度损失混凝土及其制备方法，涉及混凝土技术领域。其技术要点是：一种低坍落度损失混凝土，包括如下重量份数的组分：水泥：240～420份；粉煤灰：70～100份；河砂：900～1000份；碎石：950～1100份；水：190～210份；减水剂：5～10份；组合纤维：1.8～2.2份；其中所述减水剂由以下步骤制得：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚、马来酸二乙酯和水投进反应釜中，混合均匀，搅拌，然后同时分别滴加马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液，全部滴加完毕之后保温1h，降到室温并用NaOH热饱和溶液调节pH至5～7，即得。通过添加改性后的减水剂，使得混凝土具有良好的分散性和流动性，大大提高混凝土品质。

Description

一种低坍落度损失混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，更具体地说，它涉及一种低坍落度损失混凝土及其制备方法。

背景技术

坍落度损失，即混凝土拌合物经过一定时间后逐渐变稠而粘聚性增大、流动性降低的现象。

混凝土的坍落度损失是商品混凝土使用过程中经常遇到的问题，由于商品混凝土生产特点，其运输和等待时间较长，新拌混凝土从搅拌到浇筑之间的时间差往往长达2h甚至更久，这会导致坍落度的损失。特别是炎热的夏季，混凝土的坍落度损失过大，这就造成现场浇筑时，泵送或密送实成型困难，从而影响施工效率。此外施工单位为了解决混凝土流动性差的问题，往往无节制的加水，造成了混凝土强度的下降，从而影响混凝土的质量，造成建筑物强度不合格。

因此，需要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种低坍落度损失混凝土，通过添加改性的减水剂，使得混凝土具有流动性好、坍落度损失小的优点。

为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：

一种低坍落度损失混凝土，包括如下重量份数的组分：

水泥：240～420份；

粉煤灰：70～100份；

河砂：900～1000份；

碎石：950～1100份；

水：190～210份；

减水剂：5～10份；

组合纤维：1.8～2.2份；

其中所述减水剂由以下步骤制得：

将甲基烯丙基聚氧乙烯醚、马来酸二乙酯和水投进反应釜中，混合均匀，搅拌，然后同时分别滴加马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液，全部滴加完毕之后保温1h，降到室温并用NaOH热饱和溶液调节pH至5～7，即得。

通过采用上述技术方案，聚羧酸系减水剂具有减水率高、分子结构的可设计性、环境友好和强度增长快的优点，其分子结构中含有的羧基和磺酸基等阴离子基团吸附在水泥颗粒表面，使水泥颗粒因为静电斥力而相互分散，通过侧链中含有亲水性的活性基团，能够在水泥表面性成较厚的立体吸附层，达到阻滞、延缓水泥的水化进程，提高水泥的分散性。

由于聚羧酸系减水剂加入到水泥中之后，早期吸附较快且吸附量较大，其主侧链活性基团全部快速发挥分散作用，虽然初始分散性能较好，但分散保持性能欠佳，即缓释性能差；通过利用马来酸二乙酯来取代部分马来酸酐合成聚羧酸类的减水剂，即引入酯类单体后，初期时减水剂主链上的羧基部分处于保护状态，不能吸附在水泥颗粒表面发挥静电斥力作用，所以初期分散性能较小，随着时间的延长，酯基在水泥浆体的碱性环境下不断水解释放出羧基，使得水泥继续保持良好的分散性能。

进一步优选为，所述马来酸酐的滴加时间为3～3.5h，所述甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液的滴加时间为3.5～4h。

通过采用上述技术方案，单体的滴加反应时间对减水剂性能也具有较大的影响，通过控制马来酸酐的滴加时间为3～3.5h，甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液的滴加时间为3.5～4h，可大大提高减水剂的分散性能。

进一步优选为，所述保温的温度为80～85℃。

通过采用上述技术方案，温度对减水剂合成的影响较大，当温度太低时作为引发剂的过硫酸铵分解速率低或者根本不能引发自由基聚合反应，当温度太高时引发剂分解速率较大，导致单位时间内反应体系汇总自由基的浓度大大增加，影响产品的分子质量，从而影响产品的性能，当温度保持在80～85℃时，减水剂的分散性较好。

进一步优选为，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子质量为2400～2800。

进一步优选为，所述马来酸二乙酯、马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠和甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:(0.8～1):(4.9～5.3):(32～36)。

进一步优选为，所述组合纤维包括重量份数比为1:(0.8～1.2)的聚丙烯纤维和耐碱玻璃纤维。

通过采用上述技术方案，减水剂可起到使混凝土缓凝的效果，但是无法保证混凝土经过长时间凝结之后的强度，通过添加组合纤维，达到补充混凝土强度的效果和提高混凝土的抗干缩性；在混凝土硬化早期主要由聚丙烯纤维发挥抗干缩作用，在硬化后期主要由耐碱玻璃纤维发挥作用，组合纤维掺入混凝土中可增强混凝土硬化后的强度以及对抑制混凝土干缩起到较好的效果。

本发明的目的二在于提供一种低坍落度损失混凝土的制备方法，采用该方法制备的混凝土具有流动性好、坍落度损失小的优点。

为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：

一种低坍落度损失混凝土的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将粉煤灰、河砂和碎石混合搅拌均匀，得到混合物；

步骤二，将步骤一得到的混合物与水泥、75％的水和部分减水剂混合搅拌均匀；

步骤三，将步骤二得到的混合物与剩余的水和组合纤维混合搅拌均匀；

步骤四，将步骤三得到的混合物与剩下的减水剂混合搅拌均匀，得到地坍落度损失混凝土。

综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)聚羧酸系减水剂具有阻滞、延缓混凝土的水化进程，提高混凝土的分散性和流动性的优点；但是其早期吸附较快且吸附量较大，主侧链活性基团全部快速发挥分散作用，即分散保持性能和缓释性能差，通过利用马来酸二乙酯来取代部分马来酸酐合成聚羧酸类的减水剂，即引入酯类单体后，初期时减水剂主链上的羧基部分处于保护状态，不能吸附在混凝土颗粒表面发挥静电斥力作用，所以初期分散性能较小，随着时间的延长，酯基在混凝土浆体的碱性环境下不断水解释放出羧基，使得混凝土继续保持良好的分散性能和流动性能、坍塌损失小；

(2)组合纤维中的聚丙烯纤维在混凝土前期的硬化过程中起到主要作用，耐碱玻璃纤维在混凝土后期的硬化过程中起到主要作用；通过添加组合纤维，达到增强和补偿混凝土前期强度较弱和后期抗干缩性较差的效果。

附图说明

图1为本发明中实施例一的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。值得说明的是，其中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行，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。

实施例1：一种低坍落度损失混凝土，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：

步骤一，减水剂制备：将分子质量为2400的甲基烯丙基聚氧乙烯醚，以及马来酸二乙酯和水投进反应釜中，混合均匀，搅拌，然后同时分别滴加马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠水溶液和3％的过硫酸铵水溶液，马来酸酐在3h内滴完，甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液在3.5h内滴完，待全部滴加完毕之后在80℃条件下保温1h，降到室温并用NaOH热饱和溶液调节pH至5，即得；

步骤二，将粉煤灰、河砂和碎石混合搅拌均匀，得到混合物；

步骤三，将步骤二得到的混合物与水泥、75％的水和50％的减水剂混合搅拌均匀；

步骤四，将步骤三得到的混合物与剩余的水和组合纤维混合搅拌均匀；

步骤五，将步骤四得到的混合物与剩下的减水剂混合搅拌均匀，得到地坍落度损失混凝土。

实施例2-6：一种低坍落度损失混凝土，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。

表1实施例1-6中各组分及其重量份数

实施例7：一种低坍落度损失混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于：

步骤一，减水剂制备：将分子质量为2800的甲基烯丙基聚氧乙烯醚，以及马来酸二乙酯和水投进反应釜中，混合均匀，搅拌，然后同时分别滴加马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠水溶液和3％的过硫酸铵水溶液，马来酸酐在3.5h内滴完，甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液在4h内滴完，待全部滴加完毕之后在80℃条件下保温1h，降到室温并用NaOH热饱和溶液调节pH至5，即得；

其与均与实施例一相同。

实施例8：一种低坍落度损失混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于：

步骤一，减水剂制备：将分子质量为2400的甲基烯丙基聚氧乙烯醚，以及马来酸二乙酯和水投进反应釜中，混合均匀，搅拌，然后同时分别滴加马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠水溶液和3％的过硫酸铵水溶液，马来酸酐在3h内滴完，甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液在3.5h内滴完，待全部滴加完毕之后在85℃条件下保温1h，降到室温并用NaOH热饱和溶液调节pH至7，即得；

其与均与实施例一相同。

实施例9：一种低坍落度损失混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于：

步骤三，将步骤二得到的混合物与水泥、75的水和70％的减水剂混合搅拌均匀；

其与均与实施例一相同。

实施例10：一种低坍落度损失混凝土的制备方法，与实施例1的不同之处在于：

步骤三，将步骤二得到的混合物与水泥、75的水和80％的减水剂混合搅拌均匀；

其与均与实施例一相同。

对比例1：本对比例与实施例1的不同之处在于：

减水剂制备：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚和水投进反应釜中，混合均匀，搅拌，然后同时分别滴加马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液，全部滴加完毕之后保温1h，降到室温并用NaOH热饱和溶液调节pH至5，即得；

本对比例与实施例一的区别在于，减水剂制备过程中未加入马来酸二乙酯。

对比例2：本对比例与实施例1的不同之处在于：

步骤一，将粉煤灰、河砂和碎石混合搅拌均匀，得到混合物；

步骤二，将步骤一得到的混合物与水泥和75％的水混合搅拌均匀；

步骤四，将步骤二得到的混合物与剩余的水和组合纤维混合搅拌均匀，得到地坍落度损失混凝土；

本对比例与实施例一的区别在于，混凝土制备过程中未加入减水剂。

对比例3：本对比例与实施例1的不同之处在于：

步骤四，将步骤三得到的混合物与剩余的水和聚丙烯纤维混合搅拌均匀；

本对比例与实施例一的区别在于，加入的纤维为单组分聚丙烯纤维。

对比例4：本对比例与实施例1的不同之处在于：

步骤四，将步骤三得到的混合物与剩余的水和耐碱玻璃纤维混合搅拌均匀；

本对比例与实施例一的区别在于，加入的纤维为单组分耐碱玻璃纤维。

对比例5：本对比例与实施例1的不同之处在于：

步骤四，将步骤三得到的混合物与剩余的水混合搅拌均匀；

本对比例与实施例一的区别在于，对比例中未加入组合纤维。

性能测试分别对实施例1-10和对比例1-5制得的样品进行坍落度损失和抗压强度的测试，其中坍落度损失是按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测试的，抗压强度是按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》并利用TYE-3000电脑全自动混凝土压力机进行测试得到的，将测试得到结果计入下列表2中。

由表2可知，添加改性的减水剂之后，混凝土的坍落度损失明显相较于不添加改性的减水剂小，添加组合纤维的混凝土强度相较于不加组合纤维的混凝土更高。

表2性能测试结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种低坍落度损失混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：

水泥：240～420份；

粉煤灰：70～100份；

河砂：900～1000份；

碎石：950～1100份；

水：190～210份；

减水剂：5～10份；

组合纤维：1.8～2.2份；

其中所述减水剂由以下步骤制得：

将甲基烯丙基聚氧乙烯醚、马来酸二乙酯和水投进反应釜中，混合均匀，搅拌，然后同时分别滴加马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液，全部滴加完毕之后保温1h，降到室温并用NaOH热饱和溶液调节 pH至5～7，即得。

2.根据权利要求1所述的低坍落度损失混凝土，其特征在于，所述马来酸酐的滴加时间为3～3.5h，所述甲基丙烯磺酸钠水溶液和过硫酸铵水溶液的滴加时间为3.5～4h。

3.根据权利要求1所述的低坍落度损失混凝土，其特征在于，所述保温的温度为80～85℃。

4.根据权利要求1所述的低坍落度损失混凝土，其特征在于，所述甲基烯丙基聚氧乙烯醚的分子质量为2400～2800。

5.根据权利要求1所述的低坍落度损失混凝土，其特征在于，所述马来酸二乙酯、马来酸酐、甲基丙烯磺酸钠和甲基烯丙基聚氧乙烯醚的重量份数比为1:(0.8～1):(4.9～5.3):(32～36)。

6.根据权利要求1所述的低坍落度损失混凝土，其特征在于，所述组合纤维包括重量份数比为1:(0.8～1.2)的聚丙烯纤维和耐碱玻璃纤维。

7.一种低坍落度损失混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将粉煤灰、河砂和碎石混合搅拌均匀，得到混合物；

步骤二，将步骤一得到的混合物与水泥、75%的水和部分减水剂混合搅拌均匀；

步骤三，将步骤二得到的混合物与剩余的水和组合纤维混合搅拌均匀；

步骤四，将步骤三得到的混合物与剩下的减水剂混合搅拌均匀，得到地坍落度损失混凝土。