CN110218018A - 一种降粘型混凝土外加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于混凝土外加剂技术领域，公开了一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量分数的物质组成：异戊烯基聚氧乙烯醚‑马来酸酐‑甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物10‑20份、丁苯胶乳10‑15份、含磷化合物5‑8、润滑分散剂3‑8份、引气剂0.01‑0.1份、水50‑70份。本发明降粘剂可明显的降低混凝土自身粘度，对混凝土泵送施工性能的改善效果十分显著，在保证混凝土力学性能的同时，极大提高混凝土的施工性能。

Description

一种降粘型混凝土外加剂
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种降粘型混凝土外加剂。
背景技术
随着混凝土结构物大型化、高层化的发展，高强混凝土的需求量越来越多，常用的提高混凝土强度的方法有采用高强度等级水泥、增加单方混凝土中水泥用量、增加胶凝材料总量、降低水灰比等。由于高标号混凝土大都采用降低水胶比、提高胶凝材料掺量的配合比设计，且混凝土自身粘度较大，另外水泥的水化作用会产生大量的Ca(OH)2和C-S-H也会导致整个体系粘度增加，容易导致泵送困难，一定程度上限制了高强与超高强混凝土的推广与应用。降粘剂能够显著提高混凝土的和易性，改善混凝土的工作性能，但相比于其它混凝土外加剂，降粘剂只有十几年的发展历史，无论产品种类还是性能，都不足够丰富完善，不能完全满足当前混凝土应用的要求。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种降粘型混凝土外加剂，可降低混凝土粘度，改善凝土泵送施工性能。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物10-20份、丁苯胶乳10-15份、含磷化合物5-8、润滑分散剂3-8份、引气剂0.01-0.1份、水50-70份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚1-2份、马来酸酐1-2份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯3-6份、抗坏血酸0.01-0.05份、巯基丙酸0.1-0.5份、过硫酸钠0.2-0.8份。
优选的，所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物的制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在15-35℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为35-45％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3-3.5小时，引发剂溶液滴加时间在3.5-4小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物。
所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
所述含磷化合物为羟基亚乙基二磷酸、磷酸二氢钠、三聚磷酸钠中一种。
优选的，所述含磷化合物为羟基亚乙基二磷酸。
所述润滑分散剂为三甘醇或三甘醇单丁基醚。
所述引气剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
本发明中，异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物拥有丰富的支链结构和优异的吸附性能，使聚合物在水泥颗粒表面上的吸附密度更高、明显降低混凝土屈服应力，改善混凝土粘度；丁苯胶乳具有一定的减水作用，在水灰比不变的情况下可增大自由水含量，大大改善混凝土拌合物的工作性，此外丁苯胶乳具有较强的亲水特性和聚合物的填充封闭效应，增加了混凝土的保水性，减少混凝土在运输途中的水分散发；含磷化合物可在熟料粉表面形成暂时不溶的钙盐，延缓高粘度水化产物形成的时间，在混凝土加入搅拌后的一定时间内降低其粘度；在混凝土中，一些细小水泥颗粒形成的小团聚体，因为体积较小，大分子的减水剂无法有效分散，但润滑分散剂可吸附在这些水泥颗粒表面并使其有效分散，使其有效分散使包裹在其中的水被释放出来，还可以使这些细小水泥颗粒填充在大的水泥颗粒之间，改善混凝土拌合物状态；引气剂的加入可形成微小封闭球状气泡，起到滚珠效应，减少骨料之间的摩擦力，从而降低粘度；十二烷基二苯醚二磺酸钠的双磺酸盐亲水基之间由二苯醚刚性基团联接，二苯醚结构的超共轭效应赋予其稳定的电子结构及离子头基的电负性增强，使其具有优良的水溶性及耦联性，在混凝土碱性体系下也具有良好的稳定性。本发明降粘型混凝土外加剂中每一组分在各自发挥个体作用的同时，还可协同作用，产生叠加效应，达到最佳的降粘效果，有效改善混凝土的和易性，提高混凝土泵送性能。
本发明的有益效果
降粘剂可明显的降低混凝土自身粘度，对混凝土泵送施工性能的改善效果十分显著，在保证混凝土力学性能的同时，极大提高混凝土的施工性能。
具体实施方式
实施例1
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物10份、丁苯胶乳15份、含磷化合物5份、润滑分散剂8份、引气剂0.01份、水70份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚1份、马来酸酐2份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯3份、抗坏血酸0.05份、巯基丙酸0.1份、过硫酸钠0.8份，其制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚(分子量3600)与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在15℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为45％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3.5小时，引发剂溶液滴加时间在4小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物。
所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
所述含磷化合物为羟基亚乙基二磷酸。
所述润滑分散剂为三甘醇。
实施例2
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物20份、丁苯胶乳10份、含磷化合物8份、润滑分散剂3份、引气剂0.1份、水50份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚(分子量2400)2份、马来酸酐1份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯6份、抗坏血酸0.01份、巯基丙酸0.5份、过硫酸钠0.2份。
其制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在35℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为35％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3小时，引发剂溶液滴加时间在3.5小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得。
所述含磷化合物为磷酸二氢钠。
所述润滑分散剂为三甘醇单丁基醚。
实施例3
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物15份、丁苯胶乳13份、含磷化合物6份、润滑分散剂6份、引气剂0.06份、水60份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚1.5份、马来酸酐1.2份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯4份、抗坏血酸0.03份、巯基丙酸0.4份、过硫酸钠0.6份，其制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在25℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为40％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3小时，引发剂溶液滴加时间在3.5小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得。
所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
所述含磷化合物为三聚磷酸钠。
所述润滑分散剂三甘醇单丁基醚。
所述引气剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
实施例4
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物12份、丁苯胶乳14份、含磷化合物6份、润滑分散剂7份、引气剂0.03份、水55份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚(分子量2400)1.2份、马来酸酐1.8份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯4份、抗坏血酸0.04份、巯基丙酸0.2份、过硫酸钠0.6份，其制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在30℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为40％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3小时，引发剂溶液滴加时间在3.5小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物。
所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
所述含磷化合物为羟基亚乙基二磷酸。
所述润滑分散剂为三甘醇。
所述引气剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
实施例5
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物18份、丁苯胶乳12份、含磷化合物7份、润滑分散剂5份、引气剂0.08份、水65份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚(分子量3200)1.5份、马来酸酐1.5份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯5份、抗坏血酸0.03份、巯基丙酸0.3份、过硫酸钠0.6份。
实施例6
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物15份、丁苯胶乳13份、含磷化合物6份、润滑分散剂6份、引气剂0.06份、水60份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚1.5份、马来酸酐1.2份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯4份、抗坏血酸0.03份、巯基丙酸0.4份、过硫酸钠0.6份，其制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在25℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为40％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3小时，引发剂溶液滴加时间在3.5小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得。
所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
所述含磷化合物为三聚磷酸钠。
所述润滑分散剂三甘醇单丁基醚。
所述引气剂为十二烷基苯磺酸钠。
对比例1
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚(分子量2400)2.8份、马来酸酐0.37份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯0.82份、丁苯胶乳14份、含磷化合物6、润滑分散剂7份、引气剂0.03份、水55份。
所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
所述含磷化合物为羟基亚乙基二磷酸。
所述润滑分散剂为三甘醇。
所述引气剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
对比例2
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物15份、含磷化合物6份、润滑分散剂6份、引气剂0.06份、水60份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚1.5份、马来酸酐1.2份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯4份、抗坏血酸0.03份、巯基丙酸0.4份、过硫酸钠0.6份，其制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在25℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为40％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3小时，引发剂溶液滴加时间在3.5小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得。
所述含磷化合物为三聚磷酸钠。
所述润滑分散剂三甘醇单丁基醚。
所述引气剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
对比例3
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物12份、丁苯胶乳14份、润滑分散剂7份、引气剂0.03份、水55份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚(分子量2400)1.2份、马来酸酐1.8份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯4份、抗坏血酸0.04份、巯基丙酸0.2份、过硫酸钠0.6份，其制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在30℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为40％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3小时，引发剂溶液滴加时间在3.5小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物。
所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
所述润滑分散剂为三甘醇。
所述引气剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
对比例4
一种降粘型混凝土外加剂，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物15份、丁苯胶乳13份、含磷化合物6份、引气剂0.06份、水60份。
所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚1.5份、马来酸酐1.2份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯4份、抗坏血酸0.03份、巯基丙酸0.4份、过硫酸钠0.6份，其制备方法如下：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在25℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为40％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3小时，引发剂溶液滴加时间在3.5小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕。(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得。
所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
所述含磷化合物为三聚磷酸钠。
所述引气剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
性能测试
水泥净浆流动度按GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》中的方法进行测试，W/C＝0.29，降粘剂掺量0.02％；混凝土粘度用排空时间来评价，与混凝土抗压强度均按GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行，其中混凝土配合比采用工程用C60配合比(水泥：粉煤灰：超细矿粉：机制砂：石子：水：减水剂＝420:100:80:820:980:140:10)，降粘剂占胶凝材料的0.02％。
表1性能测试结果

Claims (7)

1.一种降粘型混凝土外加剂，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物10-20份、丁苯胶乳10-15份、含磷化合物5-8、润滑分散剂3-8份、引气剂0.01-0.1份、水50-70份。
2.根据权利要求1所述的降粘型混凝土外加剂，其特征在于，所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物由以下摩尔份数的物质反应制得：异戊烯基聚氧乙烯醚1-2份、马来酸酐1-2份、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯3-6份、抗坏血酸0.01-0.05份、巯基丙酸0.1-0.5份、过硫酸钠0.2-0.8份。
3.根据权利要求2所述的降粘型混凝土外加剂，其特征在于，所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物的制备方法包括以下步骤：(1)将异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠混合加入反应器并加入异戊烯基聚氧乙烯醚与过硫酸钠总重量两倍的去离子水，控制温度在15-35℃，开启搅拌；(2)将马来酸酐、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯与去离子水混合，配制成浓度为35-45％的单体溶液；(3)将抗坏血酸、巯基丙酸与去离子水混合，配制成引发剂溶液；(4)向反应器中同时滴加单体溶液和引发剂溶液，控制单体溶液滴加时间在3-3.5小时，引发剂溶液滴加时间在3.5-4小时，单体溶液先于引发剂溶液0.5小时滴加完毕；(5)引发剂溶液滴加完毕后，继续搅拌反应1h，即得所述异戊烯基聚氧乙烯醚-马来酸酐-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯共聚物。
4.根据权利要求1所述的降粘型混凝土外加剂，其特征在于，所述丁苯胶乳为固含量50％的丁苯胶乳。
5.根据权利要求1所述的降粘型混凝土外加剂，其特征在于，所述含磷化合物为羟基亚乙基二磷酸、磷酸二氢钠、三聚磷酸钠中一种。
6.根据权利要求1所述的降粘型混凝土外加剂，其特征在于，所述润滑分散剂为三甘醇或三甘醇单丁基醚。
7.根据权利要求1所述的降粘型混凝土外加剂，其特征在于，所述引气剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
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