CN110804123A - 一种机制砂混凝土粘度改性剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及建筑材料改性剂技术领域，具体涉及一种机制砂混凝土粘度改性剂及其制备方法。一种机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸类单体和溶剂混合后调节pH值至6‑6.8；然后加入酰胺类单体、苯乙烯单体混合加热至45℃‑55℃，保温0.2‑1时；向反应体系中加入交联剂，加热至55℃‑80℃，再加入引发剂后反应2‑8小时，冷却至室温后即可。所述机制砂混凝土用粘度改性剂能有效的改善机制砂混凝土的和易性，而且对混凝土施工性能及强度无任何影响，而且制备工艺简单、原料易得。

Description

一种机制砂混凝土粘度改性剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料改性剂技术领域，具体涉及一种机制砂混凝土粘度改性剂及其制备方法。
背景技术
随着《长江经济带生态环境保护规划》的发布，国内许多地区对生态资源的保护要求提升到新高度，资源开发进一步减少。在此背景下，混凝土中使用的天然砂资源的日益匮乏，价格大幅度上涨，加之近年来建设规模的不断扩大，采用机制砂替代天然砂配制混凝土已成为必然趋势。
发展装配式建筑是建筑业的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，有利于节约资源能源、减少施工污染，有利于提升劳动生产效率和质量安全水平。近年来，国家大力推进装配式建筑发展，《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》和《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》等文件要求大力发展装配式混凝土建筑。
机制砂是经过除土处理，由机械破碎、筛分割成的粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒。机制砂目前基本为中粗砂，细度模数一般在3.0～3.7范围。细度模数太大，则粗颗粒太多，小于300μm颗粒太少，级配不合理，混凝土和易性变差，且机制砂表面较为粗糙，有尖锐的棱角，特别在配制强度等级较低的混凝土可引起严重泌水现象。这些不利因素制约了机制砂在装配式构件混凝土中的应用。
为消除离析泌水现象，目前通常加入增稠剂、引气剂来控制混凝土的流变参数，并调整混凝土的内部的粘聚性和保水性，最常用的是纤维素醚类和聚丙烯酰胺类增稠剂来调节混凝土的粘度，但此类增稠剂和水泥颗粒之间的桥接效应会形成大量的絮凝结构，该絮凝结构会消耗浆体中的自由水，严重影响混凝土强度，且与使用的减水剂相容性差，难以实现较优的机制砂混凝土性能。
发明内容
本发明的目的是提供机制砂混凝土用粘度改性剂，该改性剂能有效的改善机制砂混凝土的和易性，对混凝土施工性能及强度无任何影响。
本发明的制备方法一种机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸类单体和溶剂混合后调节pH值至6-6.8；然后加入酰胺类单体、苯乙烯单体混合加热至45℃-55℃，保温0.2-1时；
优选的，将丙烯酸类单体和溶剂混合后，用质量浓度为30％的氢氧化钠溶液调节至pH值至6.5。
(2)向步骤(1)中的反应体系中加入交联剂，加热至55℃-80℃，再加入引发剂后反应2-8小时，冷却至室温后即可。优选的，向反应体系中加入交联剂，加热至60℃-70℃，再加入引发剂后反应3-5小时，冷却至室温。该优选的反应温度和反应时间，可以反应充分，转化率较高。
所述丙烯酸类单体、酰胺类单体、苯乙烯单体、溶剂、交联剂和引发剂的重量比为1:0.05-0.2:0.01-0.05：2.5-8.0:0.01-0.2:0.01-0.1。
优选丙烯酸类单体、酰胺单体、苯乙烯单体、溶剂、交联剂和引发剂的重量比为1：0.1-0.2:0.03-0.05：5.0-7.5：0.05-0.15：0.03-0.08，反应平稳，不会产生暴聚现象，产品适应性良好。
所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或富马酸中的任一种。
所述酰胺类单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、N-乙烯基已内酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮或N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任一种。优选的，所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸类中的一种。
所述溶剂选自水、甲醇、乙醇或异丙醇中的任一种。
所述交联剂选自乙二醇二烯丙基醚、二甘醇二烯丙基醚或三甘醇二烯丙基醚中的任一种。
所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的任一种。
一种机制砂混凝土粘度改性剂，是通过上述制备方法获得。
本发明的有益效果是：
1、所述机制砂混凝土用粘度改性剂能有效的改善机制砂混凝土的和易性，而且对混凝土施工性能及强度无任何影响。
2、所述机制砂混凝土用粘度改性剂的制备工艺简单、原料易得。
3、加入苯乙烯改善产品亲水亲油平衡，与减水剂具有较好的相容性，低掺量下可以达到较好的粘度改性效果。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1
在反应容器中加入40g丙烯酸、水200mL，然后用氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)作为pH调节剂，将溶液的pH调至6.5；加入6g甲基丙烯酰胺；1.4g苯乙烯，将溶液加热至50℃保温30分钟；
在反应体系中加入4g乙二醇二烯丙基醚，将反应溶液加热至62℃，然后加入2g的过硫酸铵，将反应溶液搅拌半小时后保温4小时，冷却至室温，即得到机制砂混凝土用粘度改性剂。
实施例2
在反应容器中加入43g甲基丙烯酸、甲醇280mL，然后用氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)作为pH调节剂，将溶液的pH调至6.5；加入8g丙烯酰胺；1.6g苯乙烯，将溶液加热至55℃保温40分钟；
在反应体系中加入6g乙二醇二烯丙基醚，将反应溶液加热至65℃，然后加入3g的过硫酸钾，将反应溶液搅拌半小时后保温4.5小时，冷却至室温，即得到机制砂混凝土用粘度改性剂。
实施例3
在反应容器中加入43g富马酸、水280mL，然后用氢氧化钠溶液(质量浓度为30％)作为pH调节剂，将溶液的pH调至6.5；加入8g甲基丙烯酰胺；2g苯乙烯，将溶液加热至60℃保温30分钟；
在反应体系中加入4g二甘醇二烯丙基醚，将反应溶液加热至70℃，然后加入3g的过硫酸钾，将反应溶液搅拌半小时后保温4.5小时，冷却至室温，即得到机制砂混凝土用粘度改性剂。
测试结果：实施例1-3中的制备得到的保水剂在砂浆中的性能测试：
根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》，测试混凝土和易性及强度。
混凝土配比见表1：
表1混凝土配合比
Figure BDA0002280474290000041
水泥:42.5普通硅酸盐水泥
机制砂：细度模数3.2，MB值2.7，含泥量3.0％
细砂：细度模数2.0，含泥量1.6％
大石子：5～31.5
小石子：5～10
外加剂为聚羧酸减水剂，所制得的机制砂混凝土粘度改性剂在减水剂中掺量为2.0％。
测试的混凝土性能见表2。
表2混凝土性能
Figure BDA0002280474290000051
从表2中的测试数据可以看出，本发明的机制砂混凝土粘度改性剂有效的提高了混凝土的和易性，对混凝土的坍落度没有不利影响，而且不影响抗压强度，大大改善了机制砂在装配式构件混凝土中使用带来的不利影响，降低了装配式构件混凝土的成本，为机制砂在装配式构件混凝土中应用奠定坚实的基础。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸类单体和溶剂混合后调节pH值至6-6.8；然后加入酰胺类单体、苯乙烯单体混合加热至45℃-55℃，保温0.2-1时；
(2)向步骤(1)中的反应体系中加入交联剂，加热至55℃-80℃，再加入引发剂后反应2-8小时，冷却至室温后即可。
2.根据权利要求1所述的机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸类单体、酰胺类单体、苯乙烯单体、溶剂、交联剂和引发剂的重量比为1:0.05-0.2:0.01-0.05：2.5-8.0:0.01-0.2:0.01-0.1。
3.根据权利要求1所述的机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，其特征在于：所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或富马酸中的任一种。
4.根据权利要求1所述的机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，其特征在于：所述酰胺类单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、N-乙烯基已内酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮或N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任一种。
5.根据权利要求1所述的机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂选自水、甲醇、乙醇或异丙醇中的任一种。
6.根据权利要求1所述的机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，其特征在于：所述交联剂选自乙二醇二烯丙基醚、二甘醇二烯丙基醚或三甘醇二烯丙基醚中的任一种。
7.根据权利要求1所述的机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化苯甲酰中的任一种。
8.一种机制砂混凝土粘度改性剂，其特征在于：通过权利要求1-7中任一权利要求中的制备方法获得。
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