CN110845663A - 一种混凝土抗泥剂 - Google Patents

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    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • C08F220/58—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B24/163—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/165—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing polyether side chains

Abstract

本发明公开了一种混凝土抗泥剂，包括以下摩尔分数的原料：丙烯酸（AA）100份、马来酸酐（MA）20~30份、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸（AMPS）35~45份、阳离子聚合小单体20~30份、链转移剂(w%)9份、引发剂(W%)10份。

Description

一种混凝土抗泥剂
技术领域
本发明涉及混凝土添加剂技术领域，尤其涉及一种混凝土抗泥剂。
背景技术
随着国内房地产建筑业的兴旺以及大规模基础设施的投入，混凝土作为一种主要的建筑结构材料，需求量不断上升。混凝土原材料中砂子石子供应严重不足。很多城市采用机制砂、山砂、石屑或再生骨料来配制混凝土。这些集料中含有一定量的泥土（膨润土、蒙脱石、伊利石、高岭土等），对混凝土拌合物中的减水剂的分散性产生极大影响，减水剂分子首先被泥土吸附，尤其是聚羧酸减水剂，蒙脱石对聚羧酸有很强的吸附性，对含有聚氧乙烯侧链的聚羧酸最大吸附量是415mg∕g，大约是普通硅酸盐水泥吸附量的100倍。减水剂表现出减水率不足，坍落度损失大，工作性能严重下降，混凝土后期力学性能降低。为了克服混凝土集料中的含泥量对混凝土拌合物的影响，需要在混凝土配合比中增加减水剂的用量来弥补减水剂的不足，极大地增加了混凝土成本，还容易造成混凝土拌合物离析泌水。
要解决混凝土集料中含泥量对减水剂的负面作用，目前主要有如下几个方案：1.添加无机或有机磷酸盐；2.在聚羧酸分子链中嵌入胺类化合物；3.开发小分子优先吸附的抗泥剂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种相性良好的混凝土抗泥剂。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种混凝土抗泥剂，包括以下摩尔分数的原料：丙烯酸（AA）100份、马来酸酐（MA）20~30份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）35~45份、阳离子聚合小单体20~30份、、链转移剂(w%)9份、引发剂(W%)10份。
进一步，所述阳离子聚合小单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）。
进一步，所述链转移剂为次亚磷酸钠，甲酸钠，亚硫酸钠，巯基乙酸，巯基丙酸，异丙醇中的一种或几种。
进一步，所述引发剂为过硫酸铵，过硫酸钠，过硫酸钾，双氧水中的一种
进一步，其制备方法包括以下步骤：
S1. 聚合前的准备，在聚合反应釜中一定量的去离子水和并同时加入阳离子聚合小单体，搅拌均匀，备于聚合用；
S2.A料制备：分别称取一定量的马来酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于一定量的水中，再加入一定量的丙烯酸，搅拌均匀，备于滴加用；B料的配制：准确称取一定量的引发剂，溶入一定量的水中，搅拌均匀，备于滴加用；
S3. 开动反应釜搅拌机，开始搅拌，并将反应釜中的物料逐渐升至85~95℃，随后加入链转移剂，搅拌十分钟后，分别开始滴加A料和B料，其中A料滴加150±20分钟，B料滴加180±20分钟，物料保温60分钟后将物料降温至室温，即得混凝土抗泥剂。
本发明的有益效果是：本发明所采用的混凝土抗泥剂，主要是利用抗泥剂分子结构中的-COOH，-SO3H,-COOR基团率先吸附在粘土及水泥水化物表面，产生络合效应和鳌合效应，减少粘土及水泥水化物对减水剂的吸附消耗，最大限度的发挥减水剂在混凝土拌合物中的表面活性作用。与此同时，抗泥剂分子中还引入了阳离子基团，吸附在粘土颗粒表面，带电荷的颗粒相互靠近时，产生排斥作用，阻止颗粒絮凝团聚。本发明的抗泥剂同混凝土减水剂（萘磺酸盐或聚羧酸）相容性好，既可以单独使用，又可以与减水剂复配在一起使用。
具体实施方式
现结合具体实施例对本发明所要求保护的技术方案作进一步详细说明。
实施一
本实施例中的原料包括：丙烯酸（AA）144千克、马来酸酐（MA）56千克、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）83.1千克、过硫酸铵46千克，次亚磷酸钠32.9千克。
其制备方法包括以下步骤：
底料配制：称取去离子水300千克和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）83.1千克，搅拌均匀，备于聚合用。
A料配制：分别称取马来酸酐（MA）56千克和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克溶于300千克去离子水中，再加入丙烯酸（AA）144千克，搅拌均匀，备于滴加用。
B料配制：称取46千克过硫酸铵，溶于300千克去离子水中，搅拌均匀，备于滴加用。
开动搅拌机，将底料加热升温至90左右，加入次亚磷酸钠32.9克，搅拌十分钟后开始滴加A料和B料。其中A料滴加150±20分钟，B料滴加180±20分钟，物料保温60分钟后将物料降温至室温，即得混凝土抗泥剂。
实施例二
本实施例中的原料包括：丙烯酸（AA）144千克、马来酸酐（MA）56千克、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）103.8千克、过硫酸铵48.1千克，次亚磷酸钠43.3千克。
其制备方法包括以下步骤：
底料配制：称取去离子水300千克和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）103.8千克，搅拌均匀，备于聚合用。
A料配制：分别称取马来酸酐（MA）56千克和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克溶于300千克去离子水中，再加入丙烯酸（AA）144千克，搅拌均匀，备于滴加用。
B料配制：称取48.1千克过硫酸铵，溶于300千克去离子水中，搅拌均匀，备于滴加用。
开动搅拌机，将底料加热升温至90左右，加入次亚磷酸钠43.3克，搅拌十分钟后开始滴加A料和B料。其中A料滴加150±20分钟，B料滴加180±20分钟，物料保温60分钟后将物料降温至室温，即得混凝土抗泥剂。
实施例三
本实施例中的原料包括：丙烯酸（AA）144千克、马来酸酐（MA）56千克、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）124.6千克、过硫酸铵50.2千克，次亚磷酸钠45.2千克。
其制备方法包括以下步骤：
底料配制：称取去离子水300千克和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）124.6千克，搅拌均匀，备于聚合用。
A料配制：分别称取马来酸酐（MA）56千克和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克溶于300千克去离子水中，再加入丙烯酸（AA）144千克，搅拌均匀，备于滴加用。
B料配制：称取50.2千克过硫酸铵，溶于300千克去离子水中，搅拌均匀，备于滴加用。
开动搅拌机，将底料加热升温至90左右，加入次亚磷酸钠45.2克，搅拌十分钟后开始滴加A料和B料。其中A料滴加150±20分钟，B料滴加180±20分钟，物料保温60分钟后将物料降温至室温，即得混凝土抗泥剂。
实施例四
本实施例中的原料包括：丙烯酸（AA）144千克、马来酸酐（MA）56千克、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）77.4千克、过硫酸铵45.5千克，次亚磷酸钠40.9千克。
其制备方法包括以下步骤：
底料配制：称取去离子水300千克和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）77.4千克，搅拌均匀，备于聚合用。
A料配制：分别称取马来酸酐（MA）56千克和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克溶于300千克去离子水中，再加入丙烯酸（AA）144千克，搅拌均匀，备于滴加用。
B料配制：称取45.5千克过硫酸铵，溶于300千克去离子水中，搅拌均匀，备于滴加用。
开动搅拌机，将底料加热升温至90左右，加入次亚磷酸钠40.9克，搅拌十分钟后开始滴加A料和B料。其中A料滴加150±20分钟，B料滴加180±20分钟，物料保温60分钟后将物料降温至室温，即得混凝土抗泥剂。
实施例五
本实施例中的原料包括：丙烯酸（AA）144千克、马来酸酐（MA）56千克、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）96.8千克、过硫酸铵47.4千克，次亚磷酸钠42.7千克。
其制备方法包括以下步骤：
底料配制：称取去离子水300千克和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）96.8千克，搅拌均匀，备于聚合用。
A料配制：分别称取马来酸酐（MA）56千克和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克溶于300千克去离子水中，再加入丙烯酸（AA）144千克，搅拌均匀，备于滴加用。
B料配制：称取47.4千克过硫酸铵，溶于300千克去离子水中，搅拌均匀，备于滴加用。
开动搅拌机，将底料加热升温至90左右，加入次亚磷酸钠42.7克，搅拌十分钟后开始滴加A料和B料。其中A料滴加150±20分钟，B料滴加180±20分钟，物料保温60分钟后将物料降温至室温，即得混凝土抗泥剂。
实施例六
本实施例中的原料包括：丙烯酸（AA）144千克、马来酸酐（MA）56千克、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）116.2千克、过硫酸铵49.4千克，次亚磷酸钠44.4千克。
其制备方法包括以下步骤：
底料配制：称取去离子水300千克和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）116.2千克，搅拌均匀，备于聚合用。
A料配制：分别称取马来酸酐（MA）56千克和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）177.4千克溶于300千克去离子水中，再加入丙烯酸（AA）144千克，搅拌均匀，备于滴加用。
B料配制：称取49.4千克过硫酸铵，溶于300千克去离子水中，搅拌均匀，备于滴加用。
开动搅拌机，将底料加热升温至90左右，加入次亚磷酸钠44.4千克，搅拌十分钟后开始滴加A料和B料。其中A料滴加150±20分钟，B料滴加180±20分钟，物料保温60分钟后将物料降温至室温，即得混凝土抗泥剂。
现对上述实施例生产获得的混凝土抗泥剂进行测试，其测试方式以及测试结果如下：
水泥净浆试验
水泥净浆流动度和流动度保持性试验根据GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》所规定的标准方法进行测试。
选用海螺P·O42.5水泥，市售聚羧酸减水剂HX（10%），称取295克水泥，膨润土5克，水87克，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
混凝土实验
选用海螺牌P·O42.5水泥；碎石粒径5~25mm；河沙：细度模数2.8；石屑：细度模数3.3，含泥量6%。混凝土配合比（kg∕m3）：水泥：河沙：石屑：碎石：水=330:480:300:1080:165
根据GB／T50080-2012《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》所规定的试验方法进行混凝土坍落度和扩展度试验，并根据GBT50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》测试3d、7d、28d的抗压强度。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
水泥净浆和混凝土试验结果表明：本发明的抗泥剂抗泥效果明显，对混凝土拌合物的和易性及工作性的保持有较好的作用
以上所述之实施例仅为本发明技术方案的较佳实施例，并非对本发明技术方案做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出更多可能的变动和润饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术之思路所作的等同等效变化，均应涵盖于本发明技术的保护范围内。

Claims (5)

1.一种混凝土抗泥剂，其特征在于：包括以下摩尔分数的原料：丙烯酸（AA）100份、马来酸酐（MA）20~30份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）35~45份、阳离子聚合小单体20~30份、链转移剂(w%)9份、引发剂(W%)10份。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土抗泥剂，其特征在于：所述阳离子聚合小单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土抗泥剂，其特征在于：所述链转移剂为次亚磷酸钠，甲酸钠，亚硫酸钠，巯基乙酸，巯基丙酸，异丙醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土抗泥剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵，过硫酸钠，过硫酸钾，双氧水中的一种。
5.根据权利要求1~4任一所述的混凝土抗泥剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
S1. 聚合前的准备，在聚合反应釜中一定量的去离子水和并同时加入阳离子聚合小单体，搅拌均匀，备于聚合用；
S2.A料制备：分别称取一定量的马来酸酐和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶于一定量的水中，再加入一定量的丙烯酸，搅拌均匀，备于滴加用；B料的配制：准确称取一定量的引发剂，溶入一定量的水中，搅拌均匀，备于滴加用；
S3. 开动反应釜搅拌机，开始搅拌，并将反应釜中的物料逐渐升至85~95℃，随后加入链转移剂，搅拌十分钟后，分别开始滴加A料和B料，其中A料滴加150±20分钟，B料滴加180±20分钟，物料保温60分钟后将物料降温至室温，即得混凝土抗泥剂。
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