CN110003375B - 一种抗盐混凝土保水剂及其制备方法 - Google Patents

一种抗盐混凝土保水剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种抗盐混凝土保水剂及其制备方法，保水剂是由下述原料制成的：丙烯酸类物质10‑20份，2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸2‑10份，烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种2‑10份，疏水单体0.2‑2份，引发剂0.05‑0.15份，去离子水600‑830份。制备方法：将丙烯酸类物质和2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸加入反应釜中，用去离子水溶解，用氢氧化钠中和至中性，加入烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种、疏水单体，并将其完全溶解；搅拌并升温至40‑50℃，加入引发剂，反应7‑8小时；加入剩余的去离子水，得到粘稠状液体即为保水剂。本发明在混凝土中具有良好的保水性，能明显提高混凝土的粘度，降低混凝土的离析，使得新拌混凝土具有良好的和易性能，降低了混凝土的泌水率。

Description

一种抗盐混凝土保水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土保水剂，具体是一种抗盐混凝土保水剂。本发明还涉及所述抗盐混凝土保水剂的制备方法。
背景技术
工程中混凝土容易出现泌水离析现象，造成混凝土工作性能下降，出现孔洞针织露筋现象。为了混凝土的这些缺陷，加入适量的保水剂可以达到改善和易性，、提高粘聚性、防止泌水的效果。常用的混凝土保水剂主要有纤维素、糊精、水溶性聚合物。纤维素保水剂容易与混凝土中的多价金属离子螯合产生沉淀，且会对混凝土起到缓凝作用从而使混凝土强度降低。糊精同样有溶解性差和混凝土强度低的问题。水溶性高分子如阴离子聚丙烯酰胺易受到水泥中盐离子的影响，粘度降低，从而使保水性能降低。
发明人检索到以下相关专利文献：CN108947302A公开了一种纳米复合保水剂及其制备方法，纳米复合保水剂是由下述组分及重量份数的原料制成的：纳米材料1～3份，丙烯酰胺14.2份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸6.2份，甲基丙烯酸酯3份，引发剂0.05份，氢氧化钠4.3份、去离子水527～530份。制备方法：称取纳米材料，将其溶于去离子水中，超声分散，得到纳米材料分散液；将纳米材料分散液、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸酯、去离子水加入反应釜中，搅拌并升温；将引发剂加入到升温后的溶液中，恒温，搅拌下反应，反应结束后，再加入氢氧化钠和去离子水，得到粘稠状液体即为纳米复合保水剂。
CN108948293A公开了一种腐植酸基复合保水剂及其制备方法，该腐植酸基复合保水剂的特殊之处在于，原料按重量份数配比为：腐植酸钾1份～5份，丙烯酸20份，氢氧化钾8份～14份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1份～5份，环己烷100份～160份，分散剂1份～2份，引发剂0.1份～0.5份，水溶性交联剂0.008份～0.05份，油溶性交联剂0.008份～0.04份，偶联剂0.02份～0.1份，膨润土0.2份～5份，高岭土0.2份～5份。
以上这些技术对于如何使混凝土保水剂在混凝土中具有良好的保水性，能明显提高混凝土的粘度，降低混凝土的离析，使得新拌混凝土具有良好的和易性能，并未给出具体的指导方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种抗盐混凝土保水剂，它在混凝土中具有良好的保水性，能明显提高混凝土的粘度，降低混凝土的离析，使得新拌混凝土具有良好的和易性能，降低混凝土的泌水率。
为此，本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种抗盐混凝土保水剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种抗盐混凝土保水剂，其技术方案在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质10-20份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2-10份，烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种2-10份，疏水单体0.2-2份，引发剂0.05-0.15份，去离子水600-830份。所述疏水单体为N,N-二辛基丙烯酰胺、N-正癸基丙烯酰胺(N-癸基丙烯酰胺)、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-十八烷基丙烯酰胺中的一种。
所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸类物质和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130-140份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性(pH值为7)，然后加入烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种、疏水单体，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至40-50℃，加入引发剂，反应7-8小时；③反应结束后，加入剩余的去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。本发明制备的抗盐保水剂对水泥吸附性好，能显著提高混凝土的粘聚、抗离析、抗泌水性能。
上述技术方案中，优选方案可以是，所述的丙烯酸类物质为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种的组合(组合时其配比是任意的)。上述烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的一种。所述引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(VA044)中的一种或两种的组合(组合时其配比是任意的)。
上述技术方案中，优选方案可以是，所述的抗盐混凝土保水剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即丙烯酸12份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份，十二烷基磺酸钠2份，疏水单体即N-正癸基丙烯酰胺0.5份，引发剂即偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.05份，去离子水630份。所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十二烷基磺酸钠、N-正癸基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至45℃，加入引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，反应7小时；③反应结束后，加入剩余的500份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
上述技术方案中，优选方案还可以是实施例2、实施例3、实施例4、实施例5。
本发明提供了一种抗盐混凝土保水剂，该保水剂中引入耐盐结构单元和疏水基团，使其分子结构既带有疏水基团能够缔合又带有能够电离的阴离子基团使分子链伸展并且具有良好抗盐性，水溶性。参见后面的试验(不同保水剂对混凝土性能的影响)，本发明在混凝土中具有良好的保水性，能明显提高混凝土的粘度，降低混凝土的离析，使得新拌混凝土具有良好的和易性能，降低混凝土的泌水率。
综上所述，本发明制备的抗盐混凝土保水剂对水泥吸附性好，能显著提高混凝土的粘聚、抗离析、抗泌水性能。
具体实施方式
下面对发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方法和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的各实施例。
实施例1：本发明所述的抗盐混凝土保水剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即丙烯酸12份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份，十二烷基磺酸钠2份，疏水单体即N-正癸基丙烯酰胺0.5份，引发剂即偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.05份，去离子水630份。所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十二烷基磺酸钠、N-正癸基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至45℃，加入引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，反应7小时；③反应结束后，加入剩余的500份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
实施例2：本发明所述的抗盐混凝土保水剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即甲基丙烯酸15份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸7份，十二烷基苯磺酸钠3份，疏水单体即N,N-二辛基丙烯酰胺0.7份，引发剂0.09份，去离子水730份；引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠两种原料的组合，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的质量比为1∶2。所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十二烷基苯磺酸钠、N,N-二辛基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至50℃，加入0.06份过硫酸铵和0.03份亚硫酸氢钠，反应7.5小时；③反应结束后，加入剩余的600份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
实施例3：本发明所述的抗盐混凝土保水剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即丙烯酸15份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸6份，十四烷基苯磺酸钠3份，疏水单体即N-十二烷基丙烯酰胺0.5份，引发剂0.12份，去离子水730份；引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠两种原料的组合，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的质量比为1∶2。所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十四烷基苯磺酸钠、N-十二烷基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至40℃，加入0.08份过硫酸铵和0.04份亚硫酸氢钠，反应7.5小时；③反应结束后，加入剩余的700份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
实施例4：本发明所述的抗盐混凝土保水剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即丙烯酸18份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸6份，十六烷基磺酸钠5份，疏水单体即N-十六烷基丙烯酰胺0.6份，引发剂即偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.06份，去离子水730份。所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十六烷基磺酸钠、N-十六烷基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至50℃，加入引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，反应8小时；③反应结束后，加入剩余的600份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
实施例5：本发明所述的抗盐混凝土保水剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即甲基丙烯酸18份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸6份，十四烷基磺酸钠8份，疏水单体即N-十八烷基丙烯酰胺1.0份，引发剂0.15份，去离子水730份；所述引发剂为亚硫酸氢钠、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐两种原料的组合，亚硫酸氢钠与偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐的质量比为1∶1.5。所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十四烷基磺酸钠、N-十八烷基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至50℃，加入0.06份亚硫酸氢钠与0.09份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，反应8小时；③反应结束后，加入剩余的700份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
上述技术方案中各组分的用量是参与反应的最佳原料比例，但是本领域技术人员可以根据本发明的教导进行等同的变化。例如:因为工业生产本身的误差导致的参数变化与本发明的技术方案等同，在本发明配方基础上复配其它助剂也与本发明的技术方案等同。
本发明制备的抗盐混凝土保水剂为水溶液，无需后处理，可直接应用，且长时间放置后其粘度变化极小。
将实施例1、2、3、4、5制备的抗盐混凝土保水剂与一般保水剂进行比较，分别测试对混凝土坍落度、扩展度和泌水率的影响。实验所用水泥为拉法基425普硅水泥，按照GB/8076-2008《混凝土外加剂》进行试验。
不同保水剂对混凝土性能的影响
Figure BDA0002037760960000061
由混凝土坍落度、扩展度和泌水率数据可知，相比于一般保水剂，抗盐混凝土保水剂可明显明显提高了混凝土的粘稠性，降低混凝土泌水率，并显著提高了保坍性。
综上所述，本发明的以上各实施例水溶性保水性能好，与现有保水剂相比，明显提高了混凝土的粘稠性，对于混凝土的离析及泌水具有改善作用，降低了混凝土的泌水率，并显著提高了保坍性。

Claims (9)

1.一种抗盐混凝土保水剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质10-20份， 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2-10份，烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种2-10份，疏水单体0.2-2份，引发剂0.05-0.15份，去离子水600-830份；
所述疏水单体为N,N-二辛基丙烯酰胺、N-正癸基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-十八烷基丙烯酰胺中的一种；上述丙烯酸类物质为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种的组合；
所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸类物质和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130-140份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种、疏水单体，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至40-50oC，加入引发剂，反应7-8小时；③ 反应结束后，加入剩余的去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
2.根据权利要求1所述的抗盐混凝土保水剂，其特征在于上述烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的抗盐混凝土保水剂，其特征在于所述引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或两种的组合。
4.根据权利要求1所述的抗盐混凝土保水剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即丙烯酸12份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸5份，十二烷基磺酸钠2份，疏水单体即N-正癸基丙烯酰胺0.5份，引发剂即偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐0.05份，去离子水630份；
所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十二烷基磺酸钠、N-正癸基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至45oC，加入引发剂偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，反应7小时；③ 反应结束后，加入剩余的500份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
5.根据权利要求1所述的抗盐混凝土保水剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即甲基丙烯酸15份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸7份，十二烷基苯磺酸钠3份，疏水单体即N,N-二辛基丙烯酰胺0.7份，引发剂0.09份，去离子水730份；引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠两种原料的组合，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的质量比为1∶2；所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十二烷基苯磺酸钠、N,N-二辛基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至50oC，加入0.06份过硫酸铵和0.03份亚硫酸氢钠，反应7.5小时；③ 反应结束后，加入剩余的600份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
6.根据权利要求1所述的抗盐混凝土保水剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即丙烯酸15份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸6份，十四烷基苯磺酸钠3份，疏水单体即N-十二烷基丙烯酰胺0.5份，引发剂0.12份，去离子水730份；引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠两种原料的组合，亚硫酸氢钠与过硫酸铵的质量比为1∶2；所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十四烷基苯磺酸钠、N-十二烷基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至40oC，加入0.08份过硫酸铵和0.04份亚硫酸氢钠，反应7.5小时；③ 反应结束后，加入剩余的600份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
7.根据权利要求1所述的抗盐混凝土保水剂，其特征在于它是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质即甲基丙烯酸18份，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸6份，十四烷基磺酸钠8份，疏水单体即N-十八烷基丙烯酰胺1.0份，引发剂0.15份，去离子水730份；所述引发剂为亚硫酸氢钠、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐两种原料的组合，亚硫酸氢钠与偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐的质量比为1∶1.5；所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入十四烷基磺酸钠、N-十八烷基丙烯酰胺，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至50oC，加入0.06份亚硫酸氢钠与0.09份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，反应8小时；③ 反应结束后，加入剩余的600份去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
8.一种权利要求1所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法，其特征在于所述的抗盐混凝土保水剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酸类物质10-20份， 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2-10份，烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种2-10份，疏水单体0.2-2份，引发剂0.05-0.15份，去离子水600-830份；所述疏水单体为N,N-二辛基丙烯酰胺、N-正癸基丙烯酰胺、N-十二烷基丙烯酰胺、N-十六烷基丙烯酰胺、N-十八烷基丙烯酰胺中的一种；所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法包括如下工艺步骤：①将丙烯酸类物质和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用130-140份去离子水溶解，待其完全溶解后用氢氧化钠中和至中性，然后加入烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种、疏水单体，并将其完全溶解；②开启微弱搅拌并升温至40-50oC，加入引发剂，反应7-8小时；③ 反应结束后，加入剩余的去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂。
9.根据权利要求8所述的抗盐混凝土保水剂的制备方法，其特征在于上述丙烯酸类物质为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种的组合；上述烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的一种；上述引发剂为过硫酸铵、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中的一种或两种的组合。
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