CN110423316A - 一种液体抗离析剂及其制备方法 - Google Patents

一种液体抗离析剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种液体抗离析剂，包括40‑50重量份的单体A、2‑6重量份的单体B、0.1‑1重量份的链转移剂、1‑5重量份的引发剂、150‑200重量份的水；单体A为2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯磺酸钠、丙烯基磺酸钠中任一种或几种混合，单体B为N,N‑二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N‑羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸中任一种或几种混合，引发剂为30wt％的过氧化氢水溶液、抗坏血酸，链转移剂为巯基乙醇。本发明的液体抗离析剂在具有保水能力的同时具有降低混凝土表面张力的功能，保持混凝土的粘度和流动性。

Description

一种液体抗离析剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂领域，特别涉及一种液体抗离析剂及其制备方法。
背景技术
混凝土作为最大宗的建筑材料，其发展突飞猛进，近年来高强高性能混凝土已在工程中获得大量的应用。
但是，混凝土的流动性和粘聚性往往是矛盾的，即混凝土在大流态下很难保持高的粘聚性能。如此，追求大流动性的混凝土便很容易出现泌水离析现象。此外，我国骨料质量越来越差，砂石空隙率越来越大，天然砂几近枯竭，机制砂中4.75mm以上粒径的颗粒含量高，在这种情况下由于混凝土大流动性的需求，必然导致混凝土中用水量和浆骨比增大。混凝土搅拌站原材料的波动和施工组织的问题导致许多泵送混凝土在施工现场时处于离析、泌水的不稳定状态，这种混凝土在泵送时极易堵泵，给施工带来麻烦，在离析严重的情况下，施工方不得不对混凝土做出退货处理，预拌混凝土质量控制面临日益严峻的挑战。现有的混凝土抗离析剂絮凝作用较强，导致混凝土集沉速度快，混凝土瞬间失去流动性能，对混凝土和易性不利。
因此，如何制备一种在保持混凝土和易性的前提下，可以有效防止混凝土离析、泌水的抗离析剂，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种液体抗离析剂，在具有保水能力的同时具有降低混凝土表面张力的功能，保持混凝土的粘度和流动性。
本发明的技术方案是：一种液体抗离析剂，包括如下重量份组分：
单体A 40-50份；
单体B 2-6份；
链转移剂0.1-1份；
引发剂1-5份；
水150-200份；
所述单体A为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯磺酸钠、丙烯基磺酸钠中任一种或几种混合，
所述单体B为N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸中任一种或几种混合，
所述引发剂为30wt％的过氧化氢水溶液、抗坏血酸，
所述链转移剂为巯基乙醇。
进一步的，过氧化氢水溶液、抗坏血酸的质量比为3：1。
进一步的，还包括1-5重量份的单体C，所述单体C为三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯和/或长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯。
优选的，包括如下重量份组分：
单体A 45份；
单体B 3份；
单体C 3份；
链转移剂0.1份；
引发剂2份；
水175份。
上述的液体抗离析剂的制备方法，具有以下步骤：
1)将单体A溶于水中，混匀得到溶液A，将单体B溶于水中，混匀得到溶液B，将单体C溶液水中，混匀得到溶液C，将链转移剂和抗坏血酸溶于水中，混匀得到链转移剂溶液；
2)将溶液A在搅拌条件下升温至45-50℃，加入双氧水并保温搅拌3-6min，同时滴加溶液B、溶液C和链转移剂溶液，3-5h滴完；
3)保温反应1.5-3h，至反应结束，调节pH值至6-8，得到液体抗离析剂。
优选的，步骤1)中溶解单体A的水、溶液单体B的水、溶解单体C的水的质量比为30：3：2。
优选的，步骤2)中溶液B、溶液C、链转移剂溶液的滴加时间为3.5h。
优选的，步骤3)中保温反应2h。
采用上述技术方案具有以下有益效果：
1、本发明提供的液体抗离析剂，其中的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠、丙烯基磺酸钠中含有阴离子性强、水溶性好的磺酸基团，对阳离子不敏感，表现出优良的抗盐性能、优良的分散性能；N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酸铵中的酰胺基除吸附能力外，还具有较强的水化作用，通过吸附在水泥颗粒上使水化膜增厚，具有较强的保水能力。因此，本发明的液体抗离析剂在结构上具有保水能力的同时具有降低混凝土表面张力的功能，从而不影响混凝土的粘度和流动性。
2、本发明中，单体A中含有阴离子性强、水溶性好的磺酸基团，对阳离子不敏感，表现出优良的抗盐性能、优良的分散性能。若含量过低或过高，均会影响聚合物作用于混凝土的效果；单体B中的酰胺基除吸附能力外，还具有较强的水化作用，通过吸附在水泥颗粒上使水化膜增厚，具有较强的保水能力。若含量过低，导致聚合物保水能力降低，若含量过高，导致聚合物的相对分子量变低，增稠效果变差；单体C具有很好的增稠效果，若含量过低，聚合物改变粘度的能力降低，若含量过高，聚合物对混凝土的粘度影响较大，从而影响混凝土的流动性。
3、本发明的制备工艺，控制反应过程的温度为45-50℃，此温度范围能够为聚合反应提供合适的温度环境。温度过低，反应不完全，温度过高会造成资源浪费；为了使反应更加充分，要使单体A先完全溶于水中，同时单体B和单体C中加入一定量的水是为了减少重量误差。
经申请人试验验证，本发明提供的液体抗离析剂能够在掺量为胶材的万分之2时使已经离析的混凝土工作性能恢复正常，且1.5小时内不影响施工。
下面结合具体实施方式作进一步的说明。
具体实施方式
本发明中，各合成原料均为市面上常见的工业级原料。
实施例一
称取5.34gN,N-二甲基丙烯酰胺溶于15g去离子水中，搅拌均匀，得溶液B待用；称取2.23g三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯溶于10g去离子水中，搅拌均匀，得溶液C待用；称取0.4g巯基乙醇和0.74gVC溶于40g去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；称取42.43g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和150g去离子水投入反应容器中加热溶解，温度达到50℃后，加入3g30wt％浓度的双氧水溶液并保温搅拌5min，然后开始匀速滴加溶液B、溶液C与链转移剂溶液，3.5h滴完，然后继续保温反应2h，反应结束后加入氢氧化钠水溶液调节体系pH值至7.8，出料即得产品。
实施例二
称取5.34g丙烯酰胺溶于15g去离子水中，搅拌均匀，得溶液B待用；称取4.47g三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯溶于10g去离子水中，搅拌均匀，得溶液C待用；称取0.4g巯基乙醇和0.74gVC溶于20g去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；将40.19g甲基丙烯磺酸钠和150g去离子水投入反应容器中加热溶解，温度达到50℃后，加入1.06g30wt％浓度的双氧水溶液并保温搅拌5min，然后开始匀速滴加溶液B、溶液C与链转移剂溶液，3.5h滴完，然后继续保温反应2h，反应结束后加入氢氧化钠水溶液调节体系pH值至7，出料即得产品。
实施例三
称取2.67gN,N-二甲基丙烯酰胺溶于10g去离子水中，搅拌均匀，得溶液B待用；称取2.67g长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯溶于15g去离子水中，搅拌均匀，得溶液C待用；将0.2g巯基乙醇和0.74gVC溶于40g去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；将44.66g2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和150g去离子水投入反应容器中加热溶解，温度达到50℃后，加入2.12g30wt％浓度的双氧水溶液并保温搅拌5min，然后开始匀速滴加溶液B、溶液C与链转移剂溶液，3.5h滴完，然后继续保温反应2h，反应结束后加入氢氧化钠水溶液调节体系pH值至6.4，出料即得产品。
本发明实施例一、二、三所述的抗离析剂的应用测试效果如表1所示。
本试验混凝土强度等级为C30，胶凝材料总量为325kg/m3，所用水泥为P·O42.5R级水泥，砂细度模数2.8，粗骨料为5～21.5mm碎石，水灰比为0.49，按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》进行拌和物的和易性试验和泌水率试验，GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行抗压强度的测定，抗压强度试件尺寸为100mm×100mm×100mm的标准试件。
表1性能测试结果
由表1可知，掺加有本发明抗离析剂的混凝土能够有效防止混凝土离析不影响混凝土的流动性，且已经离析的混凝土加入本发明抗离析剂后能够恢复正常的工作性能且1.5小时内不影响施工。同时其用量较少，掺入胶材质量的万分之2即可取得明显的抗离析效果，而且从物理力学性能来看，本发明抗离析剂与混凝土的相容性好，不影响混凝土的抗压强度的发展。

Claims (8)

1.一种液体抗离析剂，其特征在于，包括如下重量份组分：
单体A 40-50份；
单体B 2-6份；
链转移剂 0.1-1份；
引发剂 1-5份；
水 150-200份；
所述单体A为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯磺酸钠、丙烯基磺酸钠中任一种或几种混合，
所述单体B为N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸中任一种或几种混合，
所述引发剂为30wt％的过氧化氢水溶液、抗坏血酸，
所述链转移剂为巯基乙醇。
2.根据权利要求1所述的液体抗离析剂，其特征在于，过氧化氢水溶液、抗坏血酸的质量比为3：1。
3.根据权利要求1所述的液体抗离析剂，其特征在于，还包括1-5重量份的单体C，所述单体C为三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯和/或长链烷基醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述的液体抗离析剂，其特征在于：包括如下重量份组分：
单体A 45份；
单体B 3份；
单体C 3份；
链转移剂 0.1份；
引发剂 2份；
水 175份。
5.权利要求1-4任一所述的液体抗离析剂的制备方法，其特征在于，具有以下步骤：
1)将单体A溶于水中，混匀得到溶液A，将单体B溶于水中，混匀得到溶液B，将单体C溶液水中，混匀得到溶液C，将链转移剂和抗坏血酸溶于水中，混匀得到链转移剂溶液；
2)将溶液A在搅拌条件下升温至45-50℃，加入双氧水并保温搅拌3-6min，同时滴加溶液B、溶液C和链转移剂溶液，3-5h滴完；
3)保温反应1.5-3h，至反应结束，调节pH值至6-8，得到液体抗离析剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中溶解单体A的水、溶液单体B的水、溶解单体C的水的质量比为30：3：2。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中溶液B、溶液C、链转移剂溶液的滴加时间为3.5h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中保温反应2h。
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