CN110526613A - 一种铝模专用超细砂泵送混凝土聚羧酸减水剂 - Google Patents

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本发明公开了一种铝模专用超细砂泵送混凝土聚羧酸减水剂。每吨由以下公斤数量的原料制成：聚羧酸减水型母液150～250，聚羧酸保坍型母液40～80，木质素磺酸钙30～100，葡萄糖酸钠0～30，消泡剂0.1～1，引气剂0.5～3，三聚氰胺15～30，水506～764.9。本发明复配改性后的木质素磺酸钙‑聚羧酸复合减水剂可以在保证原有聚羧酸减水剂减水率不降低的情形下，不仅可以降低聚羧酸减水剂的生产成本，还有更快的分散性，更低的粘性和良好的保坍效果，以及确保混凝土的强度和表面光洁度，对于超细砂资源的利用，缓解资源匮乏的境地具有重要意义。

Description

一种铝模专用超细砂泵送混凝土聚羧酸减水剂
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及到一种新型铝合金模板用木质素磺酸钙改性聚羧酸超细砂泵送混凝土减水剂。
背景技术
伴随着当今社会经济和现代基础设施建设的迅速发展，建筑浇筑中砂的大范围使用使得天然砂资源日益短缺，相应砂的性能也在逐步变差，近年来，由于天然砂资源无限制的滥开采，相当一部分地区的天然砂资源逐渐枯竭，甚至有的地方达到了无砂可用的现状。与此同时，我国有丰富的超细砂(细度模数Mx<0.7)资源，长江、黄河、珠江等流域中下游的河砂以及新疆和内蒙等地的风砂均为超细砂。
在浇筑技术领域，铝模爬架的新型建筑施工工艺具有显著提高施工效率，节约大量的人力物力的优势，但混凝土容易产生大量的气孔麻面，严重影响混凝土的观感。因此，从节约资源、合理利用资源、降低工工程建设成本和保证工程质量的角度出发，开发新型铝合金模板用木质素磺酸钙改性聚羧酸超细砂泵送混凝土减水剂并利用开发的新型减水剂生产的超细砂混凝土具有显著的经济效益和社会效益。
目前已有不少专家学者采用超细砂、特细砂与机制砂、天然河沙配制混合砂作为混凝土细骨料用于制备混凝土，他们主要应用聚羧酸减水剂来制备混凝土，但是还没有针对纯超细砂混凝土粘度大、级配差、坍损大、强度难以保证等特性的专用减水剂。
常用减水剂主要有萘系减水剂、聚羧酸减水剂、脂肪族减水剂、木质素磺酸盐减水剂等几类减水剂，其主要性能特点如下：
1、萘系减水剂减水率一般在15～25％，同时具有与材料适应性好，引气性小的优点，但同时也存在着环境污染较大、混凝土坍落度损失快、冬季使用容易产生硫酸钠结晶等缺陷。
2、聚羧酸高效减水剂具有高效的减水率(最高可达45％以上)、良好的分散性、无色环保等诸多优点，但是聚羧酸高效减水剂敏感性较强，在实际工程中掺加聚羧酸高效减水剂的新拌混凝土常常会出现离析、板结、泌水等现象，同时聚羧酸减水剂对于水泥的快速分散作用相对滞后，配制低坍落度的混凝土和易性差。
3、脂肪族类减水剂主要是磺化丙酮与甲醛的缩合物，掺量1～2％时，减水率在15～25％，同时能显著提高混凝土强度的减水剂，其生产工艺简单，周期短，在生产与使用过程中无三废排出，但其拌制混凝土颜色较深，影响混凝土的表观质量。
4、木质素磺酸盐减水剂原材料采用纸浆废液，生产工艺简单，是帮助纸浆企业消化处理纸浆废液、降低河道污染、保护环境的一种重要的环保产品，掺木质素磺酸盐减水剂比掺萘系的混凝土不易泌水，并且强度发展稳定，收缩率低。但是其减水率不高(8％～12％)，水泥净浆流动度较小，具有的缓凝作用可能会使混凝土的早期强度较低，同时木质素磺酸盐减水剂与萘系减水剂复配时易产生沉淀，影响生产过程和产品的质量。
采用超细砂配制混凝土时，由于其细度模数小，颗粒平均粒径小，故增加了混凝土的单位用水量，降低了硬化后混凝土的质量，按照常规材料混凝土的配制方法制备的超细砂混凝土拌和物低强度等级混凝土包裹性差、易离析、泵送困难、混凝土成本高、坍落度损失大，强度难以保证等缺陷；同时由于铝合金模板表面光滑，利用铝合金模板浇筑混凝土表面极易形成气孔麻面。目前市面上常用的减水剂无法满足超细砂混凝土施工性、物理力学性能和铝合金模板要求。
发明内容
本发明目的是制备一种新型铝合金模板用木质素磺酸钙改性聚羧酸超细砂泵送混凝土减水剂，解决超细砂配制低强度等级混凝土易离析、易板结、坍落度损失大、胶凝材料用量高，混凝土易板结、减水剂敏感性大、坍落度损失大、强度难以保证、混凝土表面光洁度差等缺陷，有利于缓解砂资源匮乏的境地，开发和利用超细砂资源。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝模专用超细砂泵送混凝土聚羧酸减水剂，由以下原料制成：
聚羧酸减水型母液150～250kg/t，聚羧酸保坍型母液40～80kg/t，木质素磺酸钙30～100kg/t，葡萄糖酸钠0～30kg/t，消泡剂0.1～1kg/t，引气剂0.5～3kg/t，三聚氰胺15～30kg/t，水506～764.9kg/t。
作为本发明进一步的方案：聚羧酸减水型母液减水率不低于40％，固含量不低于40％。保坍型母液固含量不低于40％，1h后的水泥净浆流动度损失不超过10％，葡萄糖酸钠有效成分含量不低于98％，三聚氰胺含量不低于99.8％。
作为本发明进一步的方案：消泡剂包括德国BYK-R605消泡剂、德国BYK116消泡剂、瑞士科莱恩D-foamRC-331消泡剂、瑞士科莱恩D-FORM RC-115消泡剂、日本信越KS-66消泡剂。
作为本发明进一步的方案：引气剂包括德国科莱恩SH-126A引气剂、德国科莱恩AE-2引气剂、十二烷基硫酸钠。
作为本发明进一步的方案：木质素磺酸钙为南非或德国进口，酸碱度呈中性或者弱碱性，PH值在7.3±0.7，水不容物≤3。
作为本发明进一步的方案：施工时，与胶凝材料进行混合施工，改性木质素磺酸钙-聚羧酸复合减水剂为混凝土中胶凝材料掺量的0.8～2.0wt％。
本发明减水剂在使用时，将上述各组成原料按重量比例混合后加入混凝土中搅拌。
本发明的有益技术效果在于：
基于超细砂混凝土需水量大、粘度大、坍落度损失大、强度不易保证等问题，同时超细砂颗粒粒径极小、细度模数极低，已经接近与粉料，也需要减水剂来分散，与之相适应的减水剂需要有更高的减水率，更低的粘性，更快的分散性。
(1)减水率不低于40％，固含量不低于40％的聚羧酸减水型母液的加入解决了超细砂比表面积和含泥量大，润湿砂和泥所需水量较多，配制流动性较大的混凝土时，需要增加用水总量的问题，可以有效降低超细砂混凝土的水胶比，从而使得超细砂混凝土的强度发展稳定，同时加入了消泡剂，减少了混凝土内部气泡数量，也有利于混凝土的强度。
(2)本发明采用的聚羧酸保坍型母液，可以较好地控制超细砂新拌混凝土的坍落度损失，与此同时南非进口的木质素磺酸钙作为一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，具有很强的分散性，能改善混凝土的和易性，抑制坍落度度损失，和聚羧酸减水剂复合使用，效果更加明显。
(3)木质素磺酸钙的加入可以对水泥有良好的吸附及分散作用，能改善混凝土的和易性，降低新拌混凝土的粘性，减少混凝土的坍落度损失。主要是因为其憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，这样使水泥带有负电荷，具有相同电荷的水泥颗粒在电荷斥力的作用下相互斥离分散，水泥在加水初期形成的絮状结构变成分散结构，絮凝状凝聚体内的游离水被释放出来。
(4)葡萄糖酸钠的加入可以很好的改善新拌混凝土的工作性能，对混凝土的强度也有一定的提升作用，不仅如此，葡萄糖酸钠的的缓凝作用，能有效延缓混凝土的凝固时间，这对长时间和高难度的灌注很有帮助。
(5)消泡剂和引气剂的加入，引气剂可以引人大量均匀分布的微小封闭气泡，改善混凝土的和易性和耐久性，但是消泡剂的加入可以减少了混凝土内部大气泡数量，保证超细砂混凝土的强度。
(6)三聚氰胺的加入，可以有效改善硬化后混凝土表面的光洁度，解决了铝合金模板混凝土表面易产生气孔和麻面问题。
综上所述，本发明复配改性后的木质素磺酸钙-聚羧酸复合减水剂可以在保证原有聚羧酸减水剂减水率不降低的情形下，不仅可以降低聚羧酸减水剂的生产成本，还有更快的分散性，更低的粘性和良好的保坍效果，以及确保混凝土的强度和表面光洁度。对于超细砂资源的利用，缓解资源匮乏的境地具有重要意义，极具推广价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。
本发明实施例采用如下原料制备混凝土。
水泥：华新42.5P.O型普通硅酸盐水泥。
矿粉：武汉盛大S95级粒化高炉矿渣。
粉煤灰：汉川电厂的Ⅱ级粉煤灰。
细骨料：长江中游湖北洪湖地区的江砂，细度模数Mx＝0.62，4.75mm标准筛累计筛余A1为0.2％，2.36mm标准筛累计筛余A2为0.4％，1.18mm标准筛累计筛余A3为0.8％，0.6mm标准筛累计筛余A4为1.0％，0.3mm标准筛累计筛余A5为13.5％，0.15mm标准筛累计筛余A6为48.5％，筛底为100％。
粗骨料：选用粒径在5mm～10mm的瓜米石和粒径5～20mm的碎石掺配使用。
水：自来水。
减水剂：本发明的木质素磺酸钙改性聚羧酸复合减水剂。
实施例1：
C20超细砂泵送混凝土制备：设计容重为2355kg/m3，胶凝材料用量305kg/m3，减水剂掺量1.8％，水胶比0.59，砂率33.6％。
表1 C20超细砂混凝土的配合比设计(kg)
表2 C20超细砂混凝土的试验结果
实施例2：
C30超细砂泵送混凝土制备：设计容重为2356kg/m3，胶凝材料用量375kg/m3，减水剂掺量1.73％，水胶比0.43，砂率30％。
表3 C30超细砂混凝土的配合比设计(kg)
表4 C30超细砂混凝土的试验结果
实施例3：
C40超细砂泵送混凝土制备：设计容重为2384kg/m3，胶凝材料用量400kg/m3，减水剂掺量1.8％，水胶比0.4，砂率30％。
表5 C40超细砂混凝土的配合比设计
表6 C40超细砂混凝土的试验结果
实施实例结果说明：实施实例结合原材料具体的性能特点，采用较低的砂率、合理的连续级配进行设计，同时运用木质素磺酸钙改性聚羧酸复合减水剂，保证了原有聚羧酸减水剂减水率不降低的情形下，降低了聚羧酸减水剂的生产成本，还具有更快的分散性，更低的粘性和良好的保坍效果，以及确保了混凝土的强度和表面光洁度。S95级粒化高炉矿渣粉改善了混凝土的强度和耐久性，降低了混凝土的坍落度损失；粉煤灰取代水泥增加了混凝土的粘聚性和密实度，改善了混凝土的和易性、降低了混凝土的干缩。
从各组的试验结果来看，各组的新拌超细砂混凝土粘度较低、和易性良好，混凝土的坍落度可以满足长距离泵送要求，同时硬化后的混凝土强度可以稳定的发展，达到各组的设计强度要求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的基本特征或精神的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，实施例是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (5)

1.一种铝模专用超细砂泵送混凝土聚羧酸减水剂，其特征在于：所述减水剂每吨由下列重量的组分制成：
聚羧酸减水型母液150～250kg/t，聚羧酸保坍型母液40～80kg/t，木质素磺酸钙30～100kg/t，葡萄糖酸钠0～30kg/t，消泡剂0.1～1kg/t，引气剂0.5～3kg/t，三聚氰胺15～30kg/t，水506～764.9kg/t。
2.根据权利要求1所述的超细砂泵送混凝土减水剂，其特征在于：所述聚羧酸减水型母液减水率不低于40％，固含量不低于40％；保坍型母液固含量不低于40％，1h后的水泥净浆流动度损失不超过10％；葡萄糖酸钠含量不低于98％，三聚氰胺含量不低于99.8％。
3.根据权利要求1所述的铝模专用超细砂泵送混凝土聚羧酸减水剂，其特征在于：所述消泡剂是：德国BYK-R605消泡剂、德国BYK116消泡剂、瑞士科莱恩D-foamRC-331消泡剂、瑞士科莱恩D-FORM RC-115消泡剂、日本信越KS-66消泡剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的铝模专用超细砂泵送混凝土聚羧酸减水剂，其特征在于：所述引气剂是：德国科莱恩SH-126A引气剂、德国科莱恩AE-2引气剂、十二烷基硫酸钠中的一种。
5.根据权利要求1至4任一项所述的铝模专用超细砂泵送混凝土聚羧酸减水剂，其特征在于：所述减水剂在混凝土中掺量是胶凝材料的0.8～2.0wt％。
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