CN110818308A - 一种用于高石粉含量的混凝土增效剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，本发明公开了一种用于高石粉含量的混凝土增效剂及其制备方法。该增效剂由以下质量百分比的组分制备得到：分散组分20％‑25％；增强组分7％‑10％；保坍组分7％‑15％；引气组分；0.3％‑0.6％；配合组6％‑10％；余量水。分散组分为多己内多酯多元醇‑多乙稀亚胺嵌段共聚物；增强组分为乙二醇；保坍组分包括聚羧酸减水剂和/或葡萄糖酸钠；引气组分为十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基苯硫酸钠；配合组分为三异丙醇胺。本发明的增效剂具有优异的保坍性和分散性等，在低掺量的条件下，能有效改善石粉含量在20％左右的机制砂对混凝土各项综合性能带来的不利影响。

Description

一种用于高石粉含量的混凝土增效剂及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种用于高石粉含量的混凝土增效剂及其制备方法。
背景技术
增效剂作为新型的混凝土外加剂，以其低掺量、分散聚集体、降低水泥用量、提高掺合料活性、绿色环保、适应性广等优点，尤其是搭配聚羧酸减水剂一起使用时，效果更良好的特性，逐步受到混凝土生产单位的关注，可以预见在未来混凝土增效剂的应用范围将不断扩大。
基于环保压力，机制砂替代河砂作为混凝土细骨料已成为不可逆转的趋势。机制砂与河砂的区别在于机制砂携带有一定量的石粉。众多研究表明，机制砂的石粉量在一定范围内能改善混凝土的各项性能，但石粉量过高时，由于石粉比表面积较大，吸水量高，同时也会对聚羧酸外加剂产生一定的吸附，极大影响了混凝土的工作性能及力学性能。因而在生产中最好控制机制砂中的石粉含量。但在实际生产中，受限于经济成本，高含粉量的机制砂往往被应用于商品混凝土中，引起一系列的工程质量问题。目前，针对石粉含量过高的解决措施主要是提高聚羧酸减水剂的用量，但实际效果上不太理想，尤其是不能改善混凝土的黏聚性和保证混凝土抗压强度，也增加了生产成本。而混凝土增效剂能在低掺量的条件下，有效改善混凝土的工作性能，确保混凝土的抗压强度，是一种潜力较大的混凝土外加剂。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于高石粉含量的混凝土增效剂。
本发明的另一目的在于提供一种用于高石粉含量的混凝土增效剂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于高石粉含量的混凝土增效剂，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分：20％-25％；增强组分：7％-10％；保坍组分：7％-15％；引气组分：0.3％-0.6％配合组分：6％-10％；
所述分散组分为多己内多酯多元醇-多乙稀亚胺嵌段共聚物；
所述增强组分为乙二醇；
所述保坍组分包括聚羧酸减水剂和/或葡萄糖酸钠；
所述引气组分包括十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基苯硫酸钠；
所述配合组分为三异丙醇胺。
所述高石粉含量为机制砂中石粉含量为15～25％；所述石粉的比表面积为300～400g/cm2
多己内多酯多元醇-多乙稀亚胺嵌段共聚物经溶解后可形成竞争性官能团，吸附在石粉颗粒表面上，形成空间位阻效应，降低聚羧酸减水剂对石粉的吸附作用，从而达到改善混凝土的工作性能；三异丙醇胺可以提高水泥水化活性，促进水泥后期水化，提高水泥的利用率；葡萄酸酸钠和聚羧酸减水剂兼具减水、缓凝的双重效果，可以有效改善新拌混凝土的工作性能，尤其是能明显降低新拌混凝土的经损速率，另外也提高了混凝土的耐久性；十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，能在混凝土中引入一定量分布均匀、稳定存在的微小气泡，增加了水泥颗粒的滑动能力，降低混凝土粘度，有效改善石粉过多造成混凝土本身粘度过高的问题，同时由于聚羧酸减水剂和葡萄糖酸钠具有一定的减水作用，使得十二烷基苯磺酸钠和聚羧酸减水剂、葡萄糖酸钠一起使用后，会产生协同作用，对改善混凝土的和易性的效果更明显；乙二醇溶于水后会形成大量的羟基，吸附在水泥颗粒上，能破坏非活性材料表面的Si-O-Si、Si-O-Al和网状结构，从而加速其水化，有效提高混凝土的强度。
优选地，所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分：22％-23％
增强组分：7％-10％
保坍组分：9％-11％
引气组分：0.3％-0.6％
配合组分：6％-10％
余量：水。
优选地，所述聚羧酸减水剂的相对分子质量在40000～50000之间。
优选地，所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分20％；增强组分7％；保坍组分7％；引气组分0.3％；配合组分6％；余量为水。
优选地，所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分22％；增强组分10％；保坍组分9％；引气组分0.3％；配合组分6％；余量为水。
优选地，所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分：23％；增强组分7％；保坍组分11％；引气组分0.6％；配合组分10％；余量为水。
优选地，所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分25％；增强组分10％；保坍组分15％；引气组分0.6％；配合组分10％；余量为水。
优选地，所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备得到：分散组分25％；增强组分12％；保坍组分13％；引气组分0.4％；配合组分8％；余量为水。
一种所述用于高石粉含量的混凝土增效剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将分散组分、增强组分、保坍组分、引气组分、配合组分依次倒入容器中，边加入边搅拌，每个环节的搅拌时间不低于30min，直至均匀；
(2)复合组分之间相互溶解吸附，静置，即得成品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
在混凝土中添加胶凝材料总质量的0.4～0.6％的本发明增效剂，
(1)可实现混凝土2h的经时损失小于10％；
(2)28天混凝土抗压强度较对比例提高8％～10％
本发明用于高石粉含量的混凝土增效剂，掺量低，具有优异的保坍性和分散性等，应用范围广，特别适用于高含粉量的机制砂的商品混凝土中。
本发明的混凝土增效剂合成工艺为绿色生产，制备过程不使用甲醛等有毒物质，不会对环境产生有害污染物，符合绿色可持续发展的需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。理应理解，此处所描述的实施例仅为了解释本发明，并不限定于本发明。
现对实施例及对比例所用的原材料，均来源于市购：
分散组分：多己内多酯多元醇-多乙稀亚胺嵌段共聚物
增强组分：乙二醇
保坍组分：聚羧酸减水剂、葡萄糖酸钠
引气组分：十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯硫酸钠
配合组分：三异丙醇胺
实施例1-4：
一种用于高石粉含量的混凝土增效剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按表1中的配方，将分散组分、增强组分、保坍组分、引气组分、配合组分、水依次倒入容器中，边加入边搅拌，每个环节的搅拌时间不低于30min，直至均匀；
(2)复合组分之间相互溶解吸附，静置6h，即得成品。
表1实施例(质量百分比)
Figure BDA0002259602140000041
应用实施例
表2为本次搭配增效剂一起使用的聚羧酸减水剂，其性能检测指标如下：
表2聚羧酸减水剂的指标
硫酸钠含量％ 氯离子含量％ 含气量％ 碱含量％ 减水率％ 压力泌水率％
0.8 0.03 5.4 1.2 30 38
将实施例1～5，搭配表2提供的聚羧酸减水剂进行混凝土试验，其中聚羧酸减水剂掺入量为胶凝材料的2.0％，增效剂的掺入量为胶凝材料总质量的0.4～0.6％。混凝土配合比如下表3所示，单位Kg/m3。
表3混凝土配合比
强度标号 水泥 粉煤灰 矿粉 砂(含粉量20％) 石 水 水胶比 砂率
C30 180 80 80 640 1100 170 0.47 0.37
与只加入聚羧酸减水剂的混凝土对比例1进行对比，以工作性能、抗压强度为对比值，其试验结果如下表4所示。
对比例4：
对比例4采用实施例1的增效剂配方，对应的混凝土为低粉含量的混凝土，混凝土配合比如下表4所示，单位Kg/m3。
表4混凝土配合比
强度标号 水泥 粉煤灰 矿粉 砂(含粉量5％) 石 水 水胶比 砂率
C30 180 80 80 640 1100 170 0.47 0.37
混凝土工作性能试验依据GB/T50080-2002《混凝土拌合物性能试验方法标准》进行试验；混凝土力学性能试验依据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试，混凝土配合比依据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》进行设计。
表4工作性能、力学性能检测结果
Figure BDA0002259602140000051
试验结果表明，本发明的增效剂能有效的改善机制砂中高石粉含量引起的混凝土工作性能差，强度低的问题。
从实施例1～5与对比例1相比可知：在混凝土中添加胶凝材料总质量的0.4～0.6％的本发明增效剂，
(1)可实现混凝土2h的经时损失小于10％；
(2)28天混凝土抗压强度较对比例提高8％～10％。

Claims (9)

1.一种用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分：20％-25％
增强组分：7％-10％
保坍组分：7％-15％
引气组分：0.3％-0.6％
配合组分：6％-10％
余量：水；
所述分散组分为多己内多酯多元醇-多乙稀亚胺嵌段共聚物；
所述增强组分为乙二醇，
所述保坍组分包括聚羧酸减水剂和/或葡萄糖酸钠，
所述引气组分包括十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基苯硫酸钠，
所述配合组分为三异丙醇胺；
所述高石粉含量为机制砂中石粉含量为15～25％；所述石粉的比表面积为300～400g/cm2。
2.根据权利要求1所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分：22％-23％
增强组分：7％-10％
保坍组分：9％-11％
引气组分：0.3％-0.6％
配合组分：6％-10％
余量：水。
3.根据权利要求1所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，所述的聚羧酸减水剂的相对分子质量在4000～50000之间。
4.根据权利要求1所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分20％；增强组分7％；保坍组分7％；引气组分0.3％；配合组分6％；余量为水。
5.根据权利要求5所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分22％；增强组分10％；保坍组分9％；引气组分0.3％；配合组分6％；余量为水。
6.根据权利要求5所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分：23％；增强组分7％；保坍组分11％；引气组分0.6％；配合组分10％；余量为水。
7.根据权利要求5所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分25％；增强组分10％；保坍组分15％；引气组分0.6％；配合组分10％；余量为水。
8.根据权利要求5所述用于高石粉含量的混凝土增效剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备得到：
分散组分25％；增强组分12％；保坍组分13％；引气组分0.4％；配合组分8％；余量为水。
9.根据权利要求1所述用于高石粉含量的混凝土增效剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将分散组分、增强组分、保坍组分、引气组分、配合组分、水依次倒入容器中，边加入边搅拌，每个环节的搅拌时间不低于30min，直至均匀；
(2)复合组分之间相互溶解吸附，静置，即得成品。
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