CN110423312A - 一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂及其制备方法 - Google Patents
一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110423312A CN110423312A CN201910180807.0A CN201910180807A CN110423312A CN 110423312 A CN110423312 A CN 110423312A CN 201910180807 A CN201910180807 A CN 201910180807A CN 110423312 A CN110423312 A CN 110423312A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- water
- low adsorption
- reducing agent
- added
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/243—Phosphorus-containing polymers
- C04B24/246—Phosphorus-containing polymers containing polyether side chains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F283/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
- C08F283/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
- C08F283/065—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals on to unsaturated polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂及其制备方法。本发明以丙烯酸（AA）、异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG)为主要反应原料，针对多孔火山岩骨料使用的低吸附抗泥型聚羧酸减水剂。本发明低吸附型高效减水剂改善含多孔骨料混凝土的机理是减水剂和引气剂共同作用降低多孔骨料自身气泡和拌合用水的表面张力，在拌合过程中使骨料的气泡易于排除同时低表面张力的水更容易润湿多孔骨料，使骨料对自由水吸附量降低，同时由于低吸附减水剂的长链延伸在开口孔的外端，空间位阻作用降低了对整个减水剂的吸附，本发明抗吸附效果优秀，将该低吸附型减水剂与其它减水剂复配后可有效解决非洲铁路用的含多孔骨料混凝土高速铁路施工、轨枕以及各种梁体的制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂及其制备方法。
背景技术
随着越来越多的中国建筑企业在国外承接基建工程，中国标准也逐渐在海外推广和应用。素有海上丝绸之路自然与历史延伸的重要支点-肯尼亚，中国路桥承建的蒙内铁路采用中国设计，按照中国标准施工标与管理，但是中国标准的制定是基于中国的施工环境和原材料特点，在肯尼亚以及后续开工建设的东非5国(坦桑尼亚、乌干达、卢旺达、布隆迪和南苏丹)，都是采用中国标准和技术建设铁路，然而在这6国里东非地区优质的建筑原材料资源匮乏。以蒙-内铁路地材为例，项目所用粗骨料为破碎的火山岩，空隙多(如图所示)，吸水率高达2.5%，碎石不均匀，有些孔隙多有些无孔隙；当地河流水流量小，河砂含泥量高，如果不清洗，含泥量可达到7%以上，如果清洗到2%以下，则河砂几乎无细粉，河砂细度模数偏细，很多项目施工地都无河流，只能采用多孔火山岩破碎后制备机制砂，这些多孔骨料以及含泥沙量高的砂会显著吸附目前普遍使用的高效聚羧酸减水剂，按照推荐掺量的上限掺入，拌制的混凝土粘稠度大，无法正常施工，进一步提高掺量，可勉强满足施工要求，但浇注后混凝土发生严重缓凝，更重要的是硬化后的混凝土气孔后，外观质量差，严重影响混凝土的强度和耐久性；此外，非洲地区整体工业化程度相对较低，水泥产量规模小，按国内标准生产的水泥水化放热速率较快、强度波动大，掺入的聚羧酸减水剂的分散效果会也会降低。
另外，东非地区位于热带季风区，大部分地区属于热带草原气候，沿海地区湿热，高原气温温和，年平均最高气温为22-26℃，年平均最低气温为10-14℃。干燥、温差大是东非地区气候的突出特征。再加上非洲地区水资源匮乏，采用常规的洒水养护难以保证养护效果，造成混凝土表面容易干燥，随着龄期的增长混凝土强度就停止发展甚至出现强度倒缩、还会产生收缩开裂风险增加、耐久性不良等问题。
如何制备出一种适合当地多孔火山岩骨料、含泥量高以及气候变化施工的高效减水剂，是解决非洲国家高速铁路施工以及高速铁路预测轨枕和梁体结构最关键的技术难题。本发明就是针对多孔骨料以及含泥量高对减水剂的吸附性强以及诱发混凝土施工困难以及外观质量系列问题，制备出一种新的高效减水剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种是针对多孔骨料以及解决含泥量高对减水剂的吸附性强以及诱发混凝土施工困难以及外观质量系列问题的低吸附型高效减水剂及其制备方法。
本发明采用如技术方案：
本发明由以下成分组成：
异戊烯醇聚氧乙烯醚 0.9-1.1
丙烯酸 0.24-0.26
过硫酸铵 0.39-0.45
丙烯酰胺 0.65-0.73
抗坏血酸 0.11-0.12
甲基乙烯基磺酸钠 0.12-0.16
维生素C 0.09-0.1
低吸附单体 1.37-1.41
所述低吸附单体为2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
2-羟乙基甲基丙烯酸酯 13.8-13.9
阻聚剂 0.28-0.29
抗氧化剂 0.11-0.12
五氧化二磷 0.34-0.35
去离子水 0.12-0.13。
所述异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量式量2400，纯度为99％，呈白色片状；
所述丙烯酸的分子量式量72.06；
所述过硫酸铵的分子量式量228.2；
所述丙烯酰胺的分子量式量71.08；
所述抗坏血酸的分子量式量176.13；
所述甲基乙烯基磺酸钠（SMAS）淡定分子量式量158.15；
所述氢氧化钠的分子量式量40，氢氧化钠溶液的固含量为30％；
所述丙烯酸羟乙酯(HEA)的分子量式量116.12；
所述维生素C的分子量式量176；
所述去离子水的电导率<_50 us/cm。
所述阻聚剂为吩噻嗪，所述抗氧化剂叔丁基对苯二酚。
本发明采用如下方法制备：
第一步：制备低吸附单体2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
在装有电动搅拌器的三口烧瓶中加入2-羟乙基甲基丙烯酸酯，升温至 59-60℃并搅拌，通入氮气置换烧瓶内空气，然后加入阻聚剂吩噻嗪、抗氧化剂叔丁基对苯二酚，分三次加入五氧化二磷，升温至79-81℃酯化反应 3.5h ，加入2g去离子水水解 2h，最后加入去离子水，测量其固含量，得2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液；
第二步：制备低吸附型高效减水剂，
在四口烧瓶中，加入异戊烯醇聚氧乙烯醚和去离子水配成固含量60%的水溶液，，放入恒温水浴箱中在搅拌与回流条件下升温，四口烧瓶中插入温度计，搅拌均匀，加入过硫酸铵搅拌5min，使之完全溶解，
称量丙烯酸和和低吸附单体放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50%的水溶液，搅拌均匀组成A溶液；
称量维生素C、丙烯酰胺和甲基乙烯基磺酸钠放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50% 的水溶液，搅拌均匀组成B溶液；
将A溶液和B溶液同时匀速滴加，滴加完毕后，加入抗坏血酸溶液，保温反应1-2h后将产物用氢氧化钠溶液中和至 pH为7，得到针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂。
所述A溶液和B溶液反应时反应温度38-42℃，A溶液的滴加时间为1.95-2.05h，B溶液的滴加时间为2.44-2.56h。
本发明的积极效果如下：
本发明以丙烯酸（AA）、异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG)为主要反应原料，针对多孔火山岩骨料使用的低吸附型高效减水剂。
本发明低吸附型高效减水剂改善含多孔骨料混凝土的机理是减水剂和引气剂共同作用降低多孔骨料自身气泡和拌合用水的表面张力，在拌合过程中使骨料的气泡易于排除同时低表面张力的水更容易润湿多孔骨料，使骨料对自由水吸附量降低，同时由于低吸附减水剂的长链延伸在开口孔的外端，空间位阻作用降低了对整个减水剂的吸附，本发明抗吸附效果优秀，将该低吸附型减水剂与其它减水剂复配后可有效解决非洲铁路用的含多孔骨料混凝土高速铁路施工、轨枕以及各种梁体的制备。
附图说明
附图1为本发明拌合状态图。
附图2为本发明拌合后初始状态图。
附图3为本发明含气量测试图。
附图4为本发明拆模后的外观状况图。
附图5为本发明劈裂后试样的剖面图。
附图6为本发明使用的肯尼亚多孔骨料剖面图。
具体实施方式
如附图所示，本发明提供以下实施例：
实施例一：
本发明按照质量份数比由以下成分组成：
异戊烯醇聚氧乙烯醚 1
丙烯酸 0.25
过硫酸铵 0.42
丙烯酰胺 0.7
抗坏血酸 0.115
甲基乙烯基磺酸钠 0.14
维生素C 0.095
低吸附单体 1.39
所述低吸附单体为2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
3-羟乙基甲基丙烯酸酯 13.85
阻聚剂 0.285
抗氧化剂 0.115
五氧化二磷 0.345
去离子水 0.125。
所述异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量式量2400，纯度为99％，呈白色片状；
所述丙烯酸的分子量式量72.06；
所述过硫酸铵的分子量式量228.2；
所述丙烯酰胺的分子量式量71.08；
所述抗坏血酸的分子量式量176.13；
所述甲基乙烯基磺酸钠（SMAS）淡定分子量式量158.15；
所述氢氧化钠的分子量式量40，氢氧化钠溶液的固含量为30％；
所述丙烯酸羟乙酯(HEA)的分子量式量116.12；
所述维生素C的分子量式量176；
所述去离子水的电导率<_50 us/cm。
所述阻聚剂为吩噻嗪，所述抗氧化剂叔丁基对苯二酚。
本发明采用如下方法制备：
第一步：制备低吸附单体2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
在装有电动搅拌器的三口烧瓶中加入2-羟乙基甲基丙烯酸酯，升温至 59.5℃并搅拌，通入氮气置换烧瓶内空气，然后加入阻聚剂吩噻嗪、抗氧化剂叔丁基对苯二酚，分三次加入五氧化二磷，升温至 80℃酯化反应 3.5h ，加入2g去离子水水解 2h，最后加入去离子水，测量其固含量，得2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液；
第二步：制备低吸附型高效减水剂，
在四口烧瓶中，加入异戊烯醇聚氧乙烯醚和去离子水配成固含量60%的水溶液，放入恒温水浴箱中在搅拌与回流条件下升温，四口烧瓶中插入温度计，搅拌均匀，加入过硫酸铵搅拌5min，使之完全溶解；
称量丙烯酸和低吸附单体放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50%的水溶液，搅拌均匀组成A溶液；
称量维生素C、丙烯酰胺和甲基乙烯基磺酸钠放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50% 的水溶液，搅拌均匀组成B溶液；
将A溶液和B溶液同时匀速滴加，滴加完毕后，加入抗坏血酸溶液，保温反应1.5h后将产物用氢氧化钠溶液中和至 pH为7，得到针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂。所述A溶液和B溶液反应时反应温度40℃，A溶液的滴加时间为2h，B溶液的滴加时间为2.5h。
实施例二：
本发明按照质量份数比由以下成分组成：
异戊烯醇聚氧乙烯醚 0.9
丙烯酸 0.24
过硫酸铵 0.39
丙烯酰胺 0.65
抗坏血酸 0.11
甲基乙烯基磺酸钠 0.12
维生素C 0.09
低吸附单体 1.37
所述低吸附单体为2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
4-羟乙基甲基丙烯酸酯 13.8
阻聚剂 0.28
抗氧化剂 0.11
五氧化二磷 0.34
去离子水 0.12。
其中异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量式量2400，纯度为99％，呈白色片状；
所述丙烯酸的分子量式量72.06；
所述过硫酸铵的分子量式量228.2；
所述丙烯酰胺的分子量式量71.08；
所述抗坏血酸的分子量式量176.13；
所述甲基乙烯基磺酸钠（SMAS）淡定分子量式量158.15；
所述氢氧化钠的分子量式量40，氢氧化钠溶液的固含量为30％；
所述丙烯酸羟乙酯(HEA)的分子量式量116.12；
所述维生素C的分子量式量176；
所述去离子水的电导率<_50 us/cm。
所述阻聚剂为吩噻嗪，所述抗氧化剂叔丁基对苯二酚。
采用如下方法进行制备：
第一步：制备低吸附单体2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
在装有电动搅拌器的三口烧瓶中加入2-羟乙基甲基丙烯酸酯，升温至 59℃并搅拌，通入氮气置换烧瓶内空气，然后加入阻聚剂吩噻嗪、抗氧化剂叔丁基对苯二酚，分三次加入五氧化二磷，升温至 79℃酯化反应 3.5h ，加入2g去离子水水解 2h，最后加入去离子水，测量其固含量，得2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液；
第二步、制备低吸附型高效减水剂，
在四口烧瓶中，加入异戊烯醇聚氧乙烯醚和去离子水配成固含量60%的水溶液，，放入恒温水浴箱中在搅拌与回流条件下升温，四口烧瓶中插入温度计，搅拌均匀，加入过硫酸铵搅拌5min，使之完全溶解，
称量丙烯酸和和低吸附单体放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50%的水溶液，搅拌均匀组成A溶液；
称量维生素C、丙烯酰胺和甲基乙烯基磺酸钠放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50%的水溶液，搅拌均匀组成B溶液；
将A溶液和B溶液同时匀速滴加，滴加完毕后，加入抗坏血酸溶液，保温反应1h后将产物用氢氧化钠溶液中和至 pH为7，得到针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂。所述A溶液和B溶液反应时反应温度38℃，A溶液的滴加时间为1.95h，B溶液的滴加时间为2.44h。
实施例三：
本发明按照质量份数比由以下成分组成：
异戊烯醇聚氧乙烯醚 1.1
丙烯酸 0.26
过硫酸铵 0.45
丙烯酰胺 0.73
抗坏血酸 0.12
甲基乙烯基磺酸钠 0.16
维生素C 0.1
低吸附单体 1.41
所述低吸附单体为2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
5-羟乙基甲基丙烯酸酯 13.9
阻聚剂 0.29
抗氧化剂 0.12
五氧化二磷 0.35
去离子水 0.13。
所述异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量式量2400，纯度为99％，呈白色片状；
所述丙烯酸的分子量式量72.06；
所述过硫酸铵的分子量式量228.2；
所述丙烯酰胺的分子量式量71.08；
所述抗坏血酸的分子量式量176.13；
所述甲基乙烯基磺酸钠（SMAS）淡定分子量式量158.15；
所述氢氧化钠的分子量式量40，氢氧化钠溶液的固含量为30％；
所述丙烯酸羟乙酯(HEA)的分子量式量116.12；
所述维生素C的分子量式量176；
所述去离子水的电导率<_50 us/cm。
所述阻聚剂为吩噻嗪，所述抗氧化剂叔丁基对苯二酚。
采用如下方法制备：
第一步：制备低吸附单体2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
在装有电动搅拌器的三口烧瓶中加入2-羟乙基甲基丙烯酸酯，升温至 60℃并搅拌，通入氮气置换烧瓶内空气，然后加入阻聚剂吩噻嗪、抗氧化剂叔丁基对苯二酚，分三次加入五氧化二磷，升温至 81℃酯化反应 3.5h ，加入2g去离子水水解 2h，最后加入去离子水，测量其固含量，得2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液；
第二步、制备低吸附型高效减水剂，
在四口烧瓶中，加入异戊烯醇聚氧乙烯醚和去离子水配成固含量60%的水溶液，，放入恒温水浴箱中在搅拌与回流条件下升温，四口烧瓶中插入温度计，搅拌均匀，加入过硫酸铵搅拌5min，使之完全溶解，
称量丙烯酸和和低吸附单体放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50%的水溶液，搅拌均匀组成A溶液；
称量维生素C、丙烯酰胺和甲基乙烯基磺酸钠放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50% 的水溶液，搅拌均匀组成B溶液；
将A溶液和B溶液同时匀速滴加，滴加完毕后，加入抗坏血酸溶液，保温反应2h后将产物用氢氧化钠溶液中和至 pH为7，得到针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂。所述A溶液和B溶液反应时反应温度42℃，A溶液的滴加时间为2.05h，B溶液的滴加时间为2.56h。
①本发明组成成分的详细数据及获取途径如下：
1．异戊烯醇聚氧乙烯醚（TPEG）：分子量式量2400，纯度为99％，白色片状，工业级，市售；
2．丙烯酸（AA）：分子量式量72.06，无色澄清液体，有刺激性气味，与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。分析纯，市售；
3.过硫酸铵(APS)：分子量式量228.2，无色晶体，有时略带浅绿色，有潮解性，易溶于水。分析纯，市售；
4.丙烯酰胺（AM）：分子量式量71.08，无色透明片状结晶，易溶于水。分析纯，市售；
5.抗坏血酸：分子量式量176.13 ，无色晶体。分析纯，市售；
6.甲基乙烯基磺酸钠（SMAS）：分子量式量158.15，白色片状晶体，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于其它有机溶剂。分析纯，市售；
7.氢氧化钠：分子量式量40，白色晶体，熔点318.4℃，相对密度2.130，易吸收空气中的水分和二氧化碳，易溶于水。分析纯，市售；
8.丙烯酸羟乙酯(HEA)：分子量式量116.12，化学纯，市售；
9.维生素C（VC）：分子量式量176 ，熔点190-192℃白色结晶，易溶水，微溶于乙醇。工业级，市售；
10.去离子水：电导率<_50 us/cm，市售。
上述材料本领域普通技术人员能够很容易的得到。
所述低吸附单体（磷酸酯类）为自主合成，
其由以下材料组成：
1.2-羟乙基甲基丙烯酸酯
2.阻聚剂吩噻嗪
3.抗氧化剂叔丁基对苯二酚
4.五氧化二磷
5.去离子水
②本发明的合成过程如下：
第一步：制备低吸附单体2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
在装有电动搅拌器的三口烧瓶中加入250g 2-羟乙基甲基丙烯酸酯，升温至 60±1℃并搅拌，通入氮气置换烧瓶内空气，然后加入阻聚剂吩噻嗪 0.5g、抗氧化剂叔丁基对苯二酚0.2g，分三次加入6.2g 五氧化二磷，升温至 80±1℃酯化反应 3.5h ，加入2g去离子水水解 2h，最后加入去离子水，测量其固含量，得2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液。
第二步：制备低吸附型高效减水剂，
在四口烧瓶中，加入异戊烯醇聚氧乙烯醚和去离子水配成固含量60% 的水溶液，放入恒温水浴箱中在搅拌与回流条件下升温，四口烧瓶中插入温度计，搅拌均匀，加入过硫酸铵搅拌5min，使之完全溶解。称量丙烯酸和和低吸附单体（磷酸酯类）放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50% 水溶液，搅拌均匀组成A溶液; 称量1.2g维生素C、丙烯酰胺和甲基乙烯基磺酸钠放入烧杯中，加入去离子水配成固含量5% 水溶液，搅拌均匀组成B溶液。A溶液和B溶液同时匀速滴加，滴加完毕后用少量的1.5g抗坏血酸溶液终止反应，保温反应1-2h后将产物用 NaOH 溶液中和至 pH为7，得到低吸附型高效减水剂(以下缩写为KN-PC)。称量药品如图3。KN-PC合成反应的实验装置如图4。
③发明反映过程中的优选参数：
反应温度40±2℃，A溶液的滴加时间为2±0.05h，B溶液的滴加时间为2.5±0.06h。
在KN-PC合成实验中，链转移剂在一定程度上阻止聚合物的分子链的延长，达到合适的分子量。引发剂控制聚合产物分子质量的大小，使聚合产物分子质量达到合适的大小。B溶液的滴加时间大于A溶液的滴加时间，滴加的A溶液在链转移剂和还原剂的作用下充分发挥其作用，使反应中反应物量增加，提高了减水剂的合成率。
④测试原材料：
水泥：P•O 42.5水泥;
蒙脱土：白色微带浅灰色，一种硅酸盐的天然矿物，白色微带浅灰色，微溶于苯、丙酮、乙醚等有机溶剂，不溶于水。
⑤实验过程及结果：
对比合成的低吸附型高效减水KN-PC和普通减水剂PC。
1、根据测水泥净浆流动度参照国家标准GB/T 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》，将蒙脱土按内掺法取代相应质量的水泥，减水剂折固掺加。随蒙脱土掺量从0增加到2%，净浆流动度两种聚羧酸减水剂都逐渐降低。掺PC减水剂的流动度由286mm降到144mm，降低了49.6 %；掺KN-PC的流动度由289mm降到235 mm，仅降低了18.7%。
2、将制备的用去离子水配制的不同浓度的减水剂溶液吸附样品用总有机碳（TOC）分析仪测定质量浓度。TOC实验测定水泥和蒙脱土对两种聚羧酸减水剂的吸附量，对水泥和蒙脱石对两种聚羧酸减水剂的吸附量进行对比。两种聚羧酸减水剂在水泥和蒙脱土的吸附量随其掺量的增大而增加。当减水剂的浓度相同时，蒙脱土对KN-PC吸附量小于对PC减水剂的吸附量，水泥对KN-PC吸附量大于对PC减水剂的吸附量。
3、实验通过XRD测定蒙脱土对两种减水剂的层间距，分为空白组和对比组，空白组没有减水剂，空白组和对比组掺加的蒙脱土量完全相等。用KN-PC和PC处理后的蒙脱土的面衍射峰相比于用水处理后的面衍射峰都向低角度方向移动，用PC处理后的蒙脱土增大的层间距为0.38nm，用KN-PC处理后的蒙脱土增大的层间距为0.29nm，相差0.07nm。
本发明正交试验设计方案和结果
结合试验的影响因素，采用L16(45)的正交试验设计方案，具体因素和水平见表1 ，实验结果及极差分析见表 2。
表1 L16（45）实验的因素和水平
表2 L16（45）正交实验结果与分析
由表2中极差分析结果可知：
(1)极差R数值从大到小排列为:C>D>B>A>E，即在合成反应过程中，酸醚比对减水剂抗泥性能影响最大，并略大于温度和链转移剂用量的影响，其次为引发剂和丙烯酰胺的用量，故对减水剂抗泥性能影响的大小顺序依次为:酸醚比>温度>链转移剂用量>引发剂用量>丙烯酰胺。
(2) 减水剂的最佳合成条件是反应温度40℃，酸醚比4，链转移剂用量为0.5%，引发剂用量1.5%，丙烯酰胺的用量0.7%。
试验效果
拌和20L，肯尼亚铁路T梁用混凝土配比如表1所示，外加剂是优选后的，也是目前工程正在所用的复配好的高效聚羧酸减水剂，减水率为36%。
表3混凝土初始配合比
根据混凝土配合比配制，出锅后的初始状态如图所示，直观可以看出拌合后混凝土干涩，无流动性，骨料的包裹性较差。经振捣成型后，表面多有鼓包现象如图所示，表明拌合物内部气泡难以排除。拆模状态: 拆模后成型面和侧面气泡颇多，如图所示，外观气泡偏多。
在减水剂掺量不变的条件下：重点对减水剂的组成调整，减水剂主剂的高效减水:保坍：低吸附=4.5:1.2:1，外掺1.5%稀释1000倍后的引气剂，同样拌制的混凝土，在搅拌机中的拌合状态如图所示，从中可以看出混凝土搅拌状态良好，初始状态如图所示流动性好，无离析和泌水现象，进测试其坍落度为260mm，扩展度达560mm；其含气量由于浆体状态良好，气泡排除相对容易，其含气量达到4%如图所示。一般混凝土粘度大不容易排气，测试时含气量反而小。拆模外观质量如图所示，可以看出外观上只有少量的大气泡，引气剂引入的小气泡明显减少。劈裂后的断裂面可以看出，试样破坏大多是从砂浆和骨料处破坏，和国内高铁用的砂石料界面破坏部位相同，当然部分是从多孔骨料内部破坏(孔隙含量高，骨料强度低)，整体来讲试样内部结构密实，表明该低吸附型减水剂的掺入能同时改善内部结构。
Claims (5)
1.一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂，其特征在于其由以下成分组成：
异戊烯醇聚氧乙烯醚 0.9-1.1
丙烯酸 0.24-0.26
过硫酸铵 0.39-0.45
丙烯酰胺 0.65-0.73
抗坏血酸 0.11-0.12
甲基乙烯基磺酸钠 0.12-0.16
维生素C 0.09-0.1
低吸附单体 1.37-1.41
所述低吸附单体为2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
2-羟乙基甲基丙烯酸酯 13.8-13.9
阻聚剂 0.28-0.29
抗氧化剂 0.11-0.12
五氧化二磷 0.34-0.35
去离子水 0.12-0.13。
2.根据权利要求1所述的一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂，其特征在于所述异戊烯醇聚氧乙烯醚的分子量式量2400，纯度为99％，呈白色片状；
所述丙烯酸的分子量式量72.06；
所述过硫酸铵的分子量式量228.2；
所述丙烯酰胺的分子量式量71.08；
所述抗坏血酸的分子量式量176.13；
所述甲基乙烯基磺酸钠（SMAS）淡定分子量式量158.15；
所述氢氧化钠的分子量式量40，氢氧化钠溶液的固含量为30％；
所述丙烯酸羟乙酯(HEA)的分子量式量116.12；
所述维生素C的分子量式量176；
所述去离子水的电导率<_50 us/cm。
3.根据权利要求2所述的一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂，其特征在于所述阻聚剂为吩噻嗪，所述抗氧化剂叔丁基对苯二酚。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂制备方法，其特征在于采用如下方法：
第一步：制备低吸附单体2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液，
在装有电动搅拌器的三口烧瓶中加入2-羟乙基甲基丙烯酸酯，升温至 59-60℃并搅拌，通入氮气置换烧瓶内空气，然后加入阻聚剂吩噻嗪、抗氧化剂叔丁基对苯二酚，分三次加入五氧化二磷，升温至 79-81℃ 酯化反应 3.5h ，加入2g去离子水水解 2h，最后加入去离子水，测量其固含量，得2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯溶液；
第二步：制备低吸附型高效减水剂，
在四口烧瓶中，加入异戊烯醇聚氧乙烯醚和去离子水配成固含量60%的水溶液，，放入恒温水浴箱中在搅拌与回流条件下升温，四口烧瓶中插入温度计，搅拌均匀，加入过硫酸铵搅拌5min，使之完全溶解，
称量丙烯酸和和低吸附单体放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50%的水溶液，搅拌均匀组成A溶液；
称量维生素C、丙烯酰胺和甲基乙烯基磺酸钠放入烧杯中，加入去离子水配成固含量50% 的水溶液，搅拌均匀组成B溶液；
将A溶液和B溶液同时匀速滴加，滴加完毕后，加入抗坏血酸溶液，保温反应1-2h后将产物用氢氧化钠溶液中和至 pH为7，得到针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂。
5.根据权利要求4所述的一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂制备方法，其特征在于所述A溶液和B溶液反应时反应温度38-42℃，A溶液的滴加时间为1.95-2.05h，B溶液的滴加时间为2.44-2.56h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910180807.0A CN110423312A (zh) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910180807.0A CN110423312A (zh) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110423312A true CN110423312A (zh) | 2019-11-08 |
Family
ID=68408353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910180807.0A Pending CN110423312A (zh) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110423312A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113698127A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-26 | 南京福盛新材料有限公司 | 脂肪族高效减水剂母液及其制作方法与制作设备 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105254204A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-01-20 | 广西壮族自治区水利科学研究院 | 渠道边坡现浇混凝土复合添加剂及其制备方法 |
| CN105837761A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-08-10 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 一种磷酸基高保坍型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法 |
| CN106008593A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-10-12 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 一种用于生产高保坍型聚羧酸系减水剂的不饱和磷酸酯 |
| CN107140866A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-08 | 徐州铸建建材科技有限公司 | 一种普适抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN107698717A (zh) * | 2017-07-06 | 2018-02-16 | 徐州巨龙新材料科技有限公司 | 一种抗泥聚羧酸减水剂的制备方法 |
| CN107698715A (zh) * | 2017-07-06 | 2018-02-16 | 徐州巨龙新材料科技有限公司 | 一种抗泥聚羧酸减水剂 |
| CN107698716A (zh) * | 2017-07-06 | 2018-02-16 | 徐州巨龙新材料科技有限公司 | 一种聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN107987225A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-04 | 湖北工业大学 | 一种抗负电吸附质磷酸基聚羧酸减水剂及低温制备方法 |
| CN108892756A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-27 | 湖北工业大学 | 一种3000分子量聚醚用高适应型聚羧酸减水剂的制备方法 |
-
2019
- 2019-03-11 CN CN201910180807.0A patent/CN110423312A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105254204A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-01-20 | 广西壮族自治区水利科学研究院 | 渠道边坡现浇混凝土复合添加剂及其制备方法 |
| CN105837761A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-08-10 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 一种磷酸基高保坍型聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法 |
| CN106008593A (zh) * | 2016-05-26 | 2016-10-12 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 一种用于生产高保坍型聚羧酸系减水剂的不饱和磷酸酯 |
| CN107140866A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-08 | 徐州铸建建材科技有限公司 | 一种普适抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN107698717A (zh) * | 2017-07-06 | 2018-02-16 | 徐州巨龙新材料科技有限公司 | 一种抗泥聚羧酸减水剂的制备方法 |
| CN107698715A (zh) * | 2017-07-06 | 2018-02-16 | 徐州巨龙新材料科技有限公司 | 一种抗泥聚羧酸减水剂 |
| CN107698716A (zh) * | 2017-07-06 | 2018-02-16 | 徐州巨龙新材料科技有限公司 | 一种聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN107987225A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-04 | 湖北工业大学 | 一种抗负电吸附质磷酸基聚羧酸减水剂及低温制备方法 |
| CN108892756A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-27 | 湖北工业大学 | 一种3000分子量聚醚用高适应型聚羧酸减水剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张光华等: ""磷酸酯功能单体对聚羧酸减水剂抗泥性能的影响"", 《化工进展》, vol. 37, no. 6, pages 2364 - 2369 * |
| 骆志超等: ""抗泥型低坍损聚羧酸减水剂的制备与性能研究"", 《粉煤灰综合利用》, no. 5, pages 37 - 40 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113698127A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-26 | 南京福盛新材料有限公司 | 脂肪族高效减水剂母液及其制作方法与制作设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103288410B (zh) | 采用磷石膏制备的α高强石膏基自流平材料及其生产工艺 | |
| CN103771817B (zh) | 一种脱硫石膏泡沫混凝土及其制备方法 | |
| CN104529333B (zh) | 一种废弃烧结砖再生c30混凝土及其制备方法 | |
| CN102775106B (zh) | 一种再生红砖砂干粉砂浆及其制造方法 | |
| AU2021100389A4 (en) | An underwater self-compacting concrete for repairing canal lining panels | |
| CN106830866B (zh) | 防水型磷石膏砌块及其制备方法 | |
| CN104529335B (zh) | 废弃烧结砖再生c35钢纤维混凝土及其制备方法 | |
| RU2681158C1 (ru) | Сухая строительная смесь и твердофазный состав для её изготовления | |
| CN112250355A (zh) | 一种碱激发粉煤灰/矿渣再生混凝土及其制备方法 | |
| CN109809739B (zh) | 一种用于混凝土复合细骨料的功能调节剂及其制备方法 | |
| CN112979191B (zh) | 一种碱激发胶凝材料及其制备方法 | |
| CN104529232B (zh) | 用于高含炭量混凝土的聚羧酸复合减水剂、制备方法及其使用方法 | |
| CN108585587A (zh) | 一种常温合成早强型液体无碱速凝剂及其制备方法 | |
| CN105837724A (zh) | 一种与聚羧酸减水剂复配的脂肪族减水剂的制备方法 | |
| CN101555120B (zh) | 免煅烧免蒸压养护脱硫石膏砌块 | |
| CN110183165A (zh) | 粉煤灰基地质聚合物混凝土与普通混凝土交结的混凝土及其制备工艺 | |
| CN108975817A (zh) | 一种利用脱硫石膏晶须增强的保温砂浆及其制备方法 | |
| CN106746891B (zh) | 一种湿拌砂浆添加剂及其制备方法 | |
| CN113742816B (zh) | 一种基于强度调控的碱激发甘蔗渣灰/矿渣低碳砂浆配合比设计方法 | |
| CN106904865A (zh) | 一种湿拌砂浆外加剂及其制备方法 | |
| CN110423312A (zh) | 一种针对含多孔骨料混凝土的低吸附型高效减水剂及其制备方法 | |
| CN113354354A (zh) | 一种低收缩水泥基灌浆材料及其制备方法和应用 | |
| CN105110754A (zh) | 一种无水泥砂浆 | |
| RU2283819C1 (ru) | Строительный раствор | |
| CN111039622A (zh) | 一种快速凝结自流平砂浆 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |