CN110054434A - 一种水下不分散混凝土用絮凝剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土外加剂技术领域,公开了一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量分数的物质组成:接枝改性魔芋粉10‑30份、聚乙二醇(2000‑5000)双月桂酸酯3‑8份、分散剂10‑20份、次氮基三乙酸钠盐1‑3份、聚苯乙烯磺酸锂3‑8份、硅灰石20‑50份。使用本发明絮凝剂后,拌制的混凝土既富有粘稠性,又具有良好的流动性,混凝土灌入水下后,能自流平、自密实。
Description
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域,具体涉及一种水下不分散混凝土用絮凝剂。
背景技术
普通混凝土拌合物倾倒于水中时,由于水的冲洗作用,会将骨料与水泥分离,部分被水带走,失去胶结骨料的能力。水下不分散混凝土是将以絮凝剂为主的外加剂加入到混凝土中,水泥颗粒之间、水泥与骨料之间,可通过絮凝剂的高分子长链的“桥架”作用,使拌合物形成稳定的空间柔性网络结构,提高混凝土的粘聚力,限制混凝土的分散、离析避免水泥流失。水下不分散混凝土在我国仍处于发展阶段,是一种较为年轻、新型的结构工程材料,随着人们对水下混凝土工程质量要求的不断提高、施工技术的现代化改进,需要各项性能更好的絮凝剂等外加剂材料。目前,常用的水下不分散混凝土絮凝剂主要分为聚丙烯系及纤维素系,其中掺聚丙烯系的水下不分散混凝土存在需水量大、拌合物坍落度损失大的缺点,掺加聚丙烯系的水下不分散混凝土凝结时间较长、强度偏低的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题,提供一种水下不分散混凝土用絮凝剂,可有效防止水泥颗粒在水中分散,并对混凝土强度、工作性等无不良影响。为达到上述目的,本发明采用以下技术方案。一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉10-30份、聚乙二醇(2000-5000)双月桂酸酯3-8份、分散剂10-20份、次氮基三乙酸钠盐1-3份、聚苯乙烯磺酸锂3-8份、硅灰石20-50份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量8-15倍的去离子水,搅拌溶解,升温至50-70℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3-4h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到50-100倍的去离子水中,用酸性物质调节pH值至4-6,搅拌并升温到50-70℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到50-70℃,搅拌反应2-3h,用碱性物质调节pH值至10-12,陈化反应2-3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
优选的,所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1-2:2-5:1。
优选的,所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇、甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种。
优选的,所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。
优选的,所述酸性物质为甲酸、草酸、对甲苯磺酸中的一种。
优选的,所述碱性物质为氢氧化钠、氨水、四甲基氢氧化铵中的一种。
优选的,所述分散剂由氨基三亚甲基磷酸、亚甲基双甲基萘磺酸盐、腐殖酸钠中的一种与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
本发明中的改性魔芋粉为高分子化合物,有许多官能团,同一分子上可吸附多个水泥颗粒,在水泥颗粒之间起到架桥作用,可以将许多水泥颗粒连接在一起形成一个絮凝团,并不断增长形成稳定的絮凝结构。特别的,发明人发现接枝改性魔芋粉与聚乙二醇双月桂酸酯具有协同增稠、抗水分散作用,当接枝改性魔芋粉与聚乙二醇双月桂酸酯共同使用时,其效果比单独使用两者都好,为此发明人将接枝改性魔芋粉、聚乙二醇双月桂酸酯及两者的混合物分别溶于水(0.5%水溶液),测定它们的水溶液粘度,发现混合物溶液粘度(320cp)高于接枝改性魔芋粉溶液粘度(270cp)和聚乙二醇双月桂酸酯溶液粘度(230cp)。分散剂可有效防止絮凝剂存放时结块,并能使改性魔芋粉在水中分散均匀,作用于混凝土中时,可有效增加混凝土流动性。聚苯乙烯磺酸锂不但有絮凝水泥颗粒的作用,还能促进水泥水化,使水泥水化进程加快,快速凝结固化,增加混凝土强度。次氮基三乙酸钠盐能有效螯合体系中的钙、镁离子,进一步提升产品的絮凝性能。硅灰石独特的棒针状结构,有纤维连接的作用,当混凝土中的微小裂纹在外力作用下发生扩展时,横跨在裂纹之间起桥接作用,缓解了裂缝尖端的应力集中,增加了裂缝的扩展阻力,防止扩散分裂。
本发明的有益效果
(1)本发明用于混凝土可使混凝土在水中浇筑时不分散、不离析,通过水层后混凝土的配合比基本保持不变。
(2)使用本发明絮凝剂后,拌制的混凝土既富有粘稠性,又具有良好的流动性,混凝土灌入水下后,能自流平、自密实。
具体实施方式
实施例1
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉10份、聚乙二醇(分子量2000)双月桂酸酯8份、分散剂10份、次氮基三乙酸钠盐3份、聚苯乙烯磺酸锂3份、硅灰石50份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量8倍的去离子水,搅拌溶解,升温至70℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到100倍的去离子水中,用甲酸调节pH值至4,搅拌并升温到70℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到70℃,搅拌反应2h,用氢氧化钠调节pH值至12,陈化反应2h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1:5:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由氨基三亚甲基磷酸与粉体聚羧酸减水剂按重量比1:5复合得到的。
实施例2
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉30份、聚乙二醇(分子量5000)双月桂酸酯3份、分散剂20份、次氮基三乙酸钠盐1份、聚苯乙烯磺酸锂8份、硅灰石20份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量15倍的去离子水,搅拌溶解,升温至50℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液4h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到50倍的去离子水中,用草酸调节pH值至6,搅拌并升温到50℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到50℃,搅拌反应3h,用氨水调节pH值至10,陈化反应3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:2:1。
所述分子量调节剂为甲基丙烯磺酸钠。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述分散剂由亚甲基双甲基萘磺酸盐与粉体聚羧酸减水剂复合得到。
实施例3
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉20份、聚乙二醇(分子量4000)双月桂酸酯5份、分散剂15份、次氮基三乙酸钠盐2份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石30份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水,搅拌溶解,升温至60℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3.5h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中,用对甲苯磺酸调节pH值至5,搅拌并升温到60℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到60℃,搅拌反应2.5h,用四甲基氢氧化铵调节pH值至11,陈化反应2.5h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1:4:1。
所述分子量调节剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂按重量比5:1复合得到的。
实施例4
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉15份、聚乙二醇(3000)双月桂酸酯7份、分散剂12份、次氮基三乙酸钠盐2.8份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石40份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水,搅拌溶解,升温至62℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中,用草酸调节pH值至5,搅拌并升温到62℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到62℃,搅拌反应2.5h,用氢氧化钠调节pH值至11,陈化反应3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:4:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
实施例5
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉20份、聚乙二醇(4000)双月桂酸酯5份、分散剂17份、次氮基三乙酸钠盐2份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石28份。
对比例1
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:魔芋粉20份、聚乙二醇(分子量4000)双月桂酸酯5份、分散剂15份、次氮基三乙酸钠盐2份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石30份。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂按重量比5:1复合得到的。
对比例2
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉22份、分散剂12份、次氮基三乙酸钠盐2.8份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石40份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水,搅拌溶解,升温至62℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中,用草酸调节pH值至5,搅拌并升温到62℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到62℃,搅拌反应2.5h,用氢氧化钠调节pH值至11,陈化反应3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:4:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
对比例3
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉20份、聚乙二醇(分子量4000)双月桂酸酯5份、分散剂15份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石30份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水,搅拌溶解,升温至60℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3.5h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中,用对甲苯磺酸调节pH值至5,搅拌并升温到60℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到60℃,搅拌反应2.5h,用四甲基氢氧化铵调节pH值至11,陈化反应2.5h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1:4:1。
所述分子量调节剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂按重量比5:1复合得到的。
对比例4
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉15份、聚乙二醇(3000)双月桂酸酯7份、分散剂12份、次氮基三乙酸钠盐2.8份、硅灰石40份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水,搅拌溶解,升温至62℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中,用草酸调节pH值至5,搅拌并升温到62℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到62℃,搅拌反应2.5h,用氢氧化钠调节pH值至11,陈化反应3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:4:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
对比例5
一种水下不分散混凝土用絮凝剂,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉15份、聚乙二醇(3000)双月桂酸酯7份、分散剂12份、次氮基三乙酸钠盐2.8份、聚苯乙烯磺酸锂5份、粉煤灰40份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水,搅拌溶解,升温至62℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中,用草酸调节pH值至5,搅拌并升温到62℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到62℃,搅拌反应2.5h,用氢氧化钠调节pH值至11,陈化反应3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:4:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
性能测试
将实施例1-5及对比例1-5得到的水下不分散混凝土用絮凝剂按胶凝材料总重量3%的添加量加入混凝土中,按照DL/T 5117-2000《水下不分散混凝土试验规程》测定所得混凝土性能,结果见下表1。
表1性能测试结果
Claims (8)
1.一种水下不分散混凝土用絮凝剂,其特征在于,由以下重量份数的物质组成:接枝改性魔芋粉10-30份、聚乙二醇(2000-5000)双月桂酸酯3-8份、分散剂10-20份、次氮基三乙酸钠盐1-3份、聚苯乙烯磺酸锂3-8份、硅灰石20-50份。
2.根据权利要求1所述的水下不分散混凝土用絮凝剂,其特征在于,所述接枝改性魔芋粉制备方法如下:(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀,再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量8-15倍的去离子水,搅拌溶解,升温至50-70℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3-4h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将魔芋粉加入到50-100倍的去离子水中,用酸性物质调节pH值至4-6,搅拌并升温到50-70℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀,调整温度到50-70℃,搅拌反应2-3h,用碱性物质调节pH值至10-12,陈化反应2-3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性魔芋粉。
3.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂,其特征在于,所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1-2:2-5:1。
4.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂,其特征在于,所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇、甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种。
5.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂,其特征在于,所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。
6.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂,其特征在于,所述酸性物质为甲酸、草酸、对甲苯磺酸中的一种。
7.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂,其特征在于,所述碱性物质为氢氧化钠、氨水、四甲基氢氧化铵中的一种。
8.根据权利要求1所述的水下不分散混凝土用絮凝剂,其特征在于,所述分散剂由氨基三亚甲基磷酸、亚甲基双甲基萘磺酸盐、腐殖酸钠中的一种与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
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