CN110655346A - 一种机制砂调节剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种机制砂调节剂及制备方法，该机制砂调节剂含有聚羧酸减水剂、减胶剂、早强剂、引气剂、聚醚型消泡剂、致密修补剂、粘度触变剂和水，适用于不同级配的机制砂，在可以控制混凝土较好工作性能的同时也能保证混凝土的耐久性要求，本发明提供的机制砂调节剂，能使新拌混凝土的各项检测指标明显优于目前市场的普通外加剂，混凝土坍落度高达200mm，容重达到了2438kg/m³，同时活易性好，28d强度达到了66.8MPa，强度增加量相比普通外加剂提升了超过30％。

Description

一种机制砂调节剂及制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种机制砂调节剂及制备方法。

背景技术

混凝土仍然是目前主要的土木工程材料，砂石骨料必不可少。近年来，随着建筑行业的快速发展，混凝土的需求量越来越大，对质量和性能的要求也越来越高。由于天然砂资源短缺，因而机制砂成为了混凝土用砂的主要材料。

机制砂在混凝土中用量较大，由于大部分机制砂细度模数大，级配不连续，含泥量、需水量高，很容易导致混凝土拌合用水量大，同时保水性差，坍落度损失大，还会导致混凝土强度下降。

CN103482926A公开了一种水泥基无收缩灌浆料，该灌浆料是由水泥、砂、减水剂、膨胀剂、消泡剂、缓凝剂、调节剂在一定工艺条件下制成，该灌浆料塑性膨胀大、刚性膨胀率高、且稳定时间短、对湿养护依赖小，具有优异的流动性及强度性能，可用于大型设备安装、螺栓锚固以及结构加固，适应于各种砂对灌浆料的需求，然而该发明提供的灌浆料调节砂效果未见具体数值报道。CN107555897公开了一种含有三级配砂的预拌砂浆，该砂浆是由水泥、人工砂、特细砂、机制砂、水、掺和料、减水剂和调节剂复配而成，该发明依据混凝土外加剂的复配机理，提出以减水剂为主，辅之以具有良好相容性调节剂，获得合适的砂浆工作性能，提高砂浆使用效果，制得的预拌砂浆在稠度、强度、粘结性等工作性能方面均取得了良好的效果，符合标准要求，有效解决了预拌砂浆中特细砂等原料的级配不可控、原料成本高且难以从自然界开采、砂浆用砂级配较差等问题，然而该发明的预拌砂浆没有对混凝土的工作性能和强度辅以有力的改善。

综上，现有技术中，仍然缺乏一种能够有效调节机制砂混凝土性能的调节剂。

发明内容

为解决现有技术中，因使用不同的机制砂原材料，使用普通的混凝土外加剂，生产得到的混凝土工作性能差、强度低的问题，本发明实施例的目的之一是提供一种机制砂调节剂。

本发明实施例的目的之二是提供上述机制砂调节剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种机制砂调节剂，包含以下质量百分比的组分：

聚羧酸减水剂1～5％，

减胶剂5～10％，

早强剂3～10％，

引气剂0.01～0.5％，

聚醚型消泡剂0.05～0.8％，

致密修补剂0.4～3.5％，

粘度触变剂0.05～2％，

余量为水。

上述机制砂调节剂，通过试剂间的合理配比和共同作用，可以有效调节机制砂的细粉流动度，让细颗粒易于吸附分散剂，游离流动至大机制砂颗粒的隙壁中，同时使隙壁中的游离水释放出来，同期细颗粒填充进隙壁中，起到改善机制砂的和易性和流动分散性，甚至保水、保坍作用，能供不同级配的机制砂使用。在可以控制混凝土较好的工作性能的同时，也能保证混凝土的耐久性要求。

优选地，所述的聚羧酸减水剂的减水率大于25％。

聚羧酸减水剂与各种水泥的相容性好，混凝土的坍落度保持性能好，延长混凝土的施工时间。掺量低，减水率高，收缩小。可以大幅度提高混凝土的早期、后期强度。且氯离子含量低、碱含量低，有利于混凝土的耐久性。使用聚羧酸盐类减水剂，还可以更多的矿渣或粉煤灰取代水泥，从而降低成本。

进一步优选地，所述的聚羧酸减水剂的固含为35～45％。

优选地，所述的减胶剂为三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺中的至少一种。

混凝土减胶剂也称混凝土增效剂，是指在水胶比基本不变，混凝土的坍落度和28d抗压强度不降低的情况下，能够有效减少胶凝材料用量的化学外加剂。混凝土减胶剂是一种区别于混凝土减水剂的外加剂，其形态多为无色、浅黄或浅褐色半透明液体，且一般无氯、无碱。其主要特点是在保证相同的混凝土强度等级下，能减少5～10％的水泥用量，并且保证混凝土的力学强度不降低，同时混凝土的工作性和体积稳定性都有不同程度的改善，具有售价合适、掺量低、与其他外加剂相容性较好等特点，因而性价比优势显著。本发明实施例采用的的减胶剂为三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺中的至少一种。

优选地，所述的早强剂为甲酸钙、元明粉、片碱、硫代硫酸钠和硫氰酸钠中的至少一种。

优选地，所述的引气剂为聚醚磷酸酯和十二烷基硫酸钠中的至少一种。

优选地，所述的聚醚型消泡剂为有机改性硅氧烷和醇胺为基质的乳液消泡剂。

进一步优选地，所述聚醚型消泡剂包括乳化硅油。

优选地，所述的致密修补剂为碱溶胀高分子聚合物。

进一步优选地，所述的致密修补剂为聚丙烯腈纤维。

优选地，所述的粘度触变剂为滑石粉和糖蜜中一种。

上述机制砂调节剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：按配比称取各组分，向水中依次加入聚羧酸减水剂、减胶剂、早强剂、聚醚型消泡剂、致密修补剂和粘度触变剂后混匀；

S2：向步骤S1所得产物中加入引气剂并搅拌均匀，即得所述机制砂调节剂。

本发明的有益效果

本发明实施例的机制砂调节剂，适用于不同级配的机制砂，在可以控制混凝土较好工作性能的同时也能保证混凝土的耐久性要求。

本发明提供的机制砂调节剂，能使新拌混凝土的各项检测指标明显优于目前市场的普通外加剂，混凝土坍落度高达200mm，容重达到了2438kg/m³，同时活易性好，28d强度达到了66.8MPa，强度增加量相比普通外加剂提升了超过30％。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

本例提供了一种机制砂调节剂，包含以下质量百分比的组分：

聚羧酸减水剂1％，减胶剂5％，早强剂3％，引气剂0.01％，聚醚型消泡剂0.05％，致密修补剂0.4％，粘度触变剂0.05％，余量为水。

其中，聚羧酸减水剂的减水率大于25％。聚羧酸减水剂的固含为35～45％。

减胶剂为三乙醇胺。早强剂为甲酸钙。引气剂为聚醚磷酸酯。聚醚型消泡剂为乳化硅油。致密修补剂为聚丙烯腈纤维。粘度触变剂为滑石粉。

实施例2

本例提供了一种机制砂调节剂，包含以下质量百分比的组分：

聚羧酸减水剂5％，减胶剂10％，早强剂10％，引气剂0.5％，聚醚型消泡剂0.8％，致密修补剂3.5％，粘度触变剂2％，余量为水。

其中，聚羧酸减水剂的减水率大于25％。聚羧酸减水剂的固含为35～45％。

减胶剂为二乙醇单异丙醇胺。早强剂为元明粉。引气剂为十二烷基硫酸钠。聚醚型消泡剂为乳化硅油。致密修补剂为聚丙烯腈纤维。粘度触变剂为糖蜜。

实施例3

本例提供了一种机制砂调节剂，包含以下质量百分比的组分：

聚羧酸减水剂3％，减胶剂7％，早强剂6％，引气剂0.3％，聚醚型消泡剂0.4％，致密修补剂1.7％，粘度触变剂1％，余量为水。

其中，聚羧酸减水剂的减水率大于25％。聚羧酸减水剂的固含为35～45％。

减胶剂为三乙醇胺。早强剂为元明粉。引气剂为聚醚磷酸酯。聚醚型消泡剂为乳化硅油。致密修补剂为聚丙烯腈纤维。粘度触变剂为糖蜜。

实施例4

本例提供了机制砂调节剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：按配比称取各组分，向水中依次加入聚羧酸减水剂、减胶剂、早强剂、聚醚型消泡剂、致密修补剂和粘度触变剂后混匀；

S2：向步骤S1所得产物中加入引气剂并搅拌均匀，即得机制砂调节剂。

实施例5

本例采用实施例4的制备方法，实际制备了7种不同配比的机制砂调节剂，编号为A～F，具体配方如表1所示。

表1

组分	A	B	C	D	E	F	G
								减水剂	1	3	5	2	2	5	5
减胶剂	5	5	7	8	9	10	10
								早强剂	3	3	3	5	7	9	10
消泡剂	0.05	0.1	0.2	0.3	0.5	0.7	0.8
								致密修补剂	0.4	1	1.5	2	3	3.5	3.5
粘度触变剂	0.05	0.1	0.5	1	1.5	1.8	2
								引气剂	0.01	0.02	0.2	0.2	0.3	0.4	0.5
水	90.49	87.78	82.6	81.5	76.7	69.6	68.2

表1中，减水剂为中岩牌聚羧酸高性能减水剂，减胶剂为三乙醇胺，早强剂为甲酸钙，引气剂为聚醚磷酸酯，消泡剂为乳化硅油，致密修补剂为聚丙烯腈纤维，粘度触变剂为滑石粉。

检测例1

试验按照强度等级C50设计混凝土配合比，混凝土配合比各材料用量见表2。

表2

材料	水泥	粉煤灰	河砂	石子	水	外加剂
							质量(kg/m<sup>3</sup>)	395	75	700	1080	145	4.5

将外加剂A～G应用于上述混凝土中，机制砂调节剂用量采用胶材(水泥+粉煤灰)总用量掺量的0.6％，按照GB/50152-92等标准中的方法进行混凝土性能测定，测定结果列于表3。

表3

由以上检测可知，本发明提供的机制砂调节剂，能使新拌混凝土各项检测指标明显优于现有的市场普通外加剂，能显著解决混凝土因机制砂材料差而导致混凝土坍落度小、活易性能差及28d强度低的问题，还能够轻松实现各施工单位对混凝土的工作性能、耐久性能要求。

对比例

本例采用实施例4的制备方法，实际制备了4种不同配比的机制砂调节剂，编号为D1～D4，具体配方如表4所示。

表4

组分	D	D1	D2	D3	D4
						减水剂	2	2	2	2	2
减胶剂	8	8	8	8	8
						早强剂	5	5	5	5	5
消泡剂	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
						致密修补剂	2	0.2	2	2	2
粘度触变剂	1	1	-	1	1
						引气剂	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
水	81.5	83.3	82.5	81.5	81.5

表4中，D、D1和D2中的减水剂为中岩牌聚羧酸高性能减水剂，减胶剂为三乙醇胺，早强剂为甲酸钙，引气剂为聚醚磷酸酯，消泡剂为乳化硅油，致密修补剂为聚丙烯腈纤维，粘度触变剂为滑石粉。

D3与D、D1和D2不同之处在于，D3中的粘度触变剂为糖蜜。

D4与D、D1和D2不同之处在于，D4中的粘度触变剂为糖蜜和滑石粉按质量比为1:1的混合物。

检测例2

试验按照强度等级C50设计混凝土配合比，混凝土配合比各材料用量见表2。

表5

材料	水泥	粉煤灰	河砂	石子	水	外加剂
							质量(kg/m<sup>3</sup>)	395	75	700	1080	145	4.5

将外加剂D、D1、D2、D3和D4应用于上述混凝土中，机制砂调节剂用量采用胶材(水泥+粉煤灰)总用量掺量的0.6％，按照GB/50152-92等标准中的方法进行混凝土性能测定，测定结果列于表3。

表6

由以上检测可知，普通外加剂相比机制砂调节剂，在相同情况下，混凝土活易性能差，包裹性差，露石，粘聚性一般，无流动性，强度28d未达设计要求。D组在掺机制砂调节剂下，混凝土活易性能好，28d强度达设计值111％。D1组在D组配比情况下减少致密修补剂用量，混凝土容重降低，强度降低。D2组在D组配比情况下不掺粘度触变剂，混凝土坍落度变小，包裹性变差，有露石现象，强度降低。D3组在D组配比情况下改变粘度触变剂种类，未对混凝土有影响，混凝土活易性能好，强度高。D4组在D组配比情况下改变粘度触变剂种类，亦未对混凝土有影响，混凝土活易性能好，强度高。

综上可知，本发明提供的机制砂调节剂中，在致密修补剂和粘度触变剂的作用下，混凝土内部会形成一种致密的凝胶。致密修补剂与粘度触变剂会络合反应固化成一种坚固实体，收缩混凝土毛孔和裂缝，提高其硬度。同时能锁住混凝土内部水分，使混凝土中水泥水化更充分，抵挡自然侵蚀，提高混凝土强度与耐久性。

Claims (9)

1.一种机制砂调节剂，其特征在于，包含以下质量百分比的组分：

聚羧酸减水剂1～5％，

减胶剂5～10％，

早强剂3～10％，

引气剂0.01～0.5％，

聚醚型消泡剂0.05～0.8％，

致密修补剂0.4～3.5％，

粘度触变剂0.05～2％，

余量为水。

2.根据权利要求1所述的机制砂调节剂，其特征在于，所述的聚羧酸减水剂的减水率大于25％。

3.根据权利要求2所述的机制砂调节剂，其特征在于，所述的聚羧酸减水剂的固含为35～45％。

4.根据权利要求1所述的机制砂调节剂，其特征在于，所述的减胶剂为三乙醇胺和二乙醇单异丙醇胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的机制砂调节剂，其特征在于，所述的早强剂为甲酸钙、元明粉、片碱、硫代硫酸钠和硫氰酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的机制砂调节剂，其特征在于，所述的引气剂为聚醚磷酸酯和十二烷基硫酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的机制砂调节剂，其特征在于，所述的致密修补剂为碱溶胀高分子聚合物。

8.根据权利要求1所述的机制砂调节剂，其特征在于，所述的粘度触变剂为滑石粉和糖蜜中一种。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的机制砂调节剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按配比称取各组分，向水中依次加入聚羧酸减水剂、减胶剂、早强剂、聚醚型消泡剂、致密修补剂和粘度触变剂后混匀；

S2：向步骤S1所得产物中加入引气剂并搅拌均匀，即得所述机制砂调节剂。