CN111302697A - 一种粘度调节型混凝土外加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土外加剂技术领域，公开了一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉10‑20份、N‑乙烯基酰胺类聚合物5‑10份、四羟乙基乙二胺10‑15份、N‑十二烷基丙氨酸0.5‑3份、天然触变材料50‑75份。在混凝土拌合物中掺加本发明粘度改性剂，能够有效增加混凝土黏聚性，可使骨料能够稳定悬浮于拌合物中，增加新拌混凝土的均匀性、抗离析性能。
Description
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种粘度调节型混凝土外加剂。
背景技术
混凝土拌合物由多种组分组成，这些组成材料粒径不同、密度不同，如果材料的级配和配合比例不合理，在拌和、运输和浇筑过程中，在混凝土内部悬浮的固体粒子会在重力作用下下沉，当保水能力不足时，容易出现离析、泌水现象，影响混凝土和易性，最终影响混凝土强度及耐久性。为解决混凝土出现的离析、泌水等和易性差的问题，施工中常加入黏度调节剂来增大混凝土的黏聚性以及保水性能，避免出现泌水、离析现象。目前常用的粘度调节剂为改性纤维素类，例如羧甲基纤维素、羟丙基纤维素等，然而这类粘度调节剂易影响混凝土的强度。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种粘度调节型混凝土外加剂，该外加剂可适当调节混凝土的塑性粘度，避免混凝土出现泌水、离析现象，对混凝土强度又无不良影响。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉10-20份、N-乙烯基酰胺类聚合物5-10份、四羟乙基乙二胺10-15份、N-十二烷基丙氨酸0.5-3份、天然触变材料50-75份。
所述改性淀粉的制备方法如下：配制质量分数为20％-30％的淀粉浆，用5％浓度的氢氧化钠调节至pH值8-10，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔10-20min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在7-10，双氧水3-4h滴加完毕，继续保温反应 1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉。
优选的，所述双氧水浓度为28-32％。
优选的，淀粉与双氧水重量比为4-6：2。
优选的，所述淀粉为木薯粉。
优选的，所述N-乙烯基酰胺类聚合物为N-乙烯基丙酰胺聚合物、N-乙烯基乙酰胺聚合物、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
优选的，所述N-乙烯基酰胺类聚合物为聚乙烯吡咯烷酮。
更优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮K值为30-40。
所述天然触变材料为凹凸棒土、硅灰石中的一种。
优选的，所述天然触变材料为凹凸棒土。
优选的，所述天然触变材料细度为500-700目。
本发明配方合理，配比科学，每一种原料都发挥重要的作用。其中的改性淀粉引进大量的羰基和羧基且有丰富的支链结构，使其拥有更加优异的吸附性能，使聚合物在水泥颗粒表面上的吸附密度更高有效提高混凝土稠度；聚乙烯吡咯烷酮能提高混凝土的触变性，在无外力的时候，因絮凝作用使体系具有较高的粘度，防止石子等骨料下沉，保证体系的稳定性，当浆体在机械或人工搅拌下浆体被迫流动时，其絮凝结构不断遭到破坏，致使体系发生触变性的剪切稀化。且聚乙烯吡咯烷酮中的氢键易与水泥硅氧四面体共用隅角，促进水泥水化，使水泥强度充分发挥；四羟乙基乙二胺在早期水泥水化的过程中，会优先吸附在水泥颗粒表面上，减少水泥颗粒和水分子快速结合的概率，相对增加了游离水数量，宏观表现为混凝土初始扩展度基本不降低，混凝土坍落度经时损失小，另外，四羟乙基乙二胺中后期(14 d以后)有促进水泥熟料中C2S及C4AF水化的作用，形成钙盐和铁盐络合物，并可以有效激发粉煤灰和矿粉的潜在活性，使粉煤灰和矿粉二次水化的更加彻底，从而可以使混凝土保持中后期强度的增长；意外的，发明人发现，洗涤剂中的常用组分N-十二烷基丙氨酸在与改性淀粉共同作用于混凝土时，会引入微小封闭球状气泡，这些气泡在混凝土中可起到滚珠效应，减少骨料之间的摩擦力，改善混凝土和易性，缓解因体系粘度变大引起的流动度降低的问题，可以在包含的水分结冰膨胀时释放压力，提高混凝土的抗冻性，有利于混凝土耐久性的提高；天然触变材料具有棒针状结构，一方面在浆体中呈束状、交织状分布，在浆体中形成杂乱网格，对浆体骨料起到束缚作用，使混凝土静态屈服应力增加，在剪切外力作用下，其形成的网络结构破坏，随剪切应力在浆体中定向分布，束缚被解除，不影响其流动性。需要说明的是聚乙烯吡咯烷酮的掺量对作用效果有显著影响，其掺量在胶凝材料总量的0.001- 0.002％时有良好的触变性的效果，可有效减少混凝土泌水、离析，但超过0.003％以后，会使得混凝土粘度过大，流动性降低，且明显地引起混凝土需水量的增加，对混凝土的强度有影响。
本发明的有益效果
(1)在混凝土拌合物中掺加本发明粘度改性剂，能够有效增加混凝土黏聚性，可使骨料能够稳定悬浮于拌合物中，增加新拌混凝土的均匀性、抗离析性能。
(2)本发明产品可有效克服屈服应力和塑性粘度之间的矛盾，使混凝土在具有一定粘度的同时，也具有较好的流动性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉10份、N-乙烯基酰胺类聚合物10份、四羟乙基乙二胺10份、N-十二烷基丙氨酸3份、凹凸棒土50份。
所述改性淀粉的制备方法如下：配制质量分数为20％的淀粉浆，用5％浓度的氢氧化钠调节至pH值10，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔10min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在10，双氧水3h滴加完毕，继续保温反应1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉；所述双氧水浓度为28％；淀粉与双氧水重量比为4：2；所述淀粉为玉米淀粉。
所述N-乙烯基酰胺类聚合物为K值30的聚乙烯吡咯烷酮。
所述凹凸棒土细度为500目。
实施例2
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉20份、K值为40聚乙烯吡咯烷酮5份、四羟乙基乙二胺15份、N-十二烷基丙氨酸0.5份、硅灰石5份。
所述改性淀粉的制备方法如下：配制质量分数为30％的淀粉浆，用5％浓度的氢氧化钠调节至pH值8，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔20min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在7，双氧水4h滴加完毕，继续保温反应1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉；所述双氧水浓度为32％，淀粉与双氧水重量比为6：2；所述淀粉为木薯粉。
所述硅灰石细度为700目。
实施例3
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉15份、N-乙烯基酰胺类聚合物8份、四羟乙基乙二胺12份、N-十二烷基丙氨酸1.5份、天然触变材料65份。
所述改性淀粉的制备方法如下：配制质量分数为25％的淀粉浆，用5％浓度的氢氧化钠调节至pH值9，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔15min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在9，双氧水3.5h滴加完毕，继续保温反应1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉；所述双氧水浓度为30％、淀粉与双氧水重量比为5：2，所述淀粉为木薯粉。
所述N-乙烯基酰胺类聚合物为K值为35聚乙烯吡咯烷酮。
所述天然触变材料为细度为600目的凹凸棒土。
实施例4
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉12份、N-乙烯基酰胺类聚合物9份、四羟乙基乙二胺13份、N-十二烷基丙氨酸1份、凹凸棒粉50-75份。
所述改性淀粉的制备方法如下：配制质量分数为26％的淀粉浆，用5％浓度的氢氧化钠调节至pH值8-9之间，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔12min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在8-9之间，双氧水3.5h滴加完毕，继续保温反应1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉。
优选的，所述N-乙烯基酰胺类聚合物为N-乙烯基乙酰胺聚合物。
实施例5
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉16份、N-乙烯基酰胺类聚合物8份、四羟乙基乙二胺11份、N-十二烷基丙氨酸2份、天然触变材料63份。
实施例6
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：淀粉15份、N-乙烯基酰胺类聚合物8份、四羟乙基乙二胺12份、N-十二烷基丙氨酸1.5份、天然触变材料65份。
述淀粉为木薯粉。
所述N-乙烯基酰胺类聚合物为K值为35聚乙烯吡咯烷酮。
所述天然触变材料为细度为600目的凹凸棒土。
实施例7
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉15份、四羟乙基乙二胺12份、N-十二烷基丙氨酸1.5份、天然触变材料65份。
所述改性淀粉的制备方法如下：配制质量分数为25％的淀粉浆，用5％浓度的氢氧化钠调节至pH值9，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔15min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在9，双氧水3.5h滴加完毕，继续保温反应1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉；所述双氧水浓度为30％、淀粉与双氧水重量比为5：2，所述淀粉为木薯粉。
所述天然触变材料为细度为600目的凹凸棒土。
实施例8
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉15份、N-乙烯基酰胺类聚合物8份、N-十二烷基丙氨酸1.5份、天然触变材料65份。
所述改性淀粉的制备方法如下：配制质量分数为25％的淀粉浆，用5％浓度的氢氧化钠调节至pH值9，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔15min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在9，双氧水3.5h滴加完毕，继续保温反应1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉；所述双氧水浓度为30％、淀粉与双氧水重量比为5：2，所述淀粉为木薯粉。
所述N-乙烯基酰胺类聚合物为K值为35聚乙烯吡咯烷酮。
所述天然触变材料为细度为600目的凹凸棒土。
实施例9
一种粘度调节型混凝土外加剂，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉15份、N-乙烯基酰胺类聚合物8份、四羟乙基乙二胺12份、天然触变材料65份。
所述改性淀粉的制备方法如下：配制质量分数为25％的淀粉浆，用5％浓度的氢氧化钠调节至pH值9，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔15min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在9，双氧水3.5h滴加完毕，继续保温反应1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉；所述双氧水浓度为30％、淀粉与双氧水重量比为5：2，所述淀粉为木薯粉。
所述N-乙烯基酰胺类聚合物为K值为35聚乙烯吡咯烷酮。
所述天然触变材料为细度为600目的凹凸棒土。
性能测试
混凝土坍落度、泌水率、抗压强度均按GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行，混凝土配合比为水泥：粉煤灰：河砂：碎石：水：减水剂＝330:100:740:1060:160:4.3，本发明粘度调节型混凝土外加剂掺量为胶凝材料的0.02％，测试结果见表1。
表1性能测试结果
Claims (8)
1.种粘度调节型混凝土外加剂，其特征在于，由以下重量份数的物质组成：改性淀粉10-20份、N-乙烯基酰胺类聚合物5-10份、四羟乙基乙二胺10-15份、N-十二烷基丙氨酸0.5-3份、天然触变材料50-75份。
2.根据权利要求1所述的改性淀粉，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：配制质量分数为20%-30%的淀粉浆，用5%浓度的氢氧化钠调节至pH值8-10，升温至40℃，开启搅拌，滴加双氧水，每隔10-20 min标定pH值，及时补充氢氧化钠溶液，使pH值控制在7-10，双氧水3-4h滴加完毕，继续保温反应1h，加亚硫酸氢钠终止反应，经过滤、洗涤后40℃烘干，即得所述改性淀粉。
3.根据权利要求2所述的改性淀粉的制备方法，其特征在于，所述双氧水浓度为28-32%。
4.根据权利要求2所述的改性淀粉的制备方法，其特征在于，淀粉与双氧水重量比为4-6：2。
5.根据权利要求1所述的改性淀粉，其特征在于，所述N-乙烯基酰胺类聚合物为N-乙烯基丙酰胺聚合物、N-乙烯基乙酰胺聚合物、聚乙烯吡咯烷酮中的一种。
6.根据权利要求5所述的改性淀粉，其特征在于，所述N-乙烯基酰胺类聚合物为聚乙烯吡咯烷酮。
7.根据权利要求6所述的改性淀粉，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮K值为30-40。
8.根据权利要求1所述的改性淀粉，其特征在于，所述天然触变材料为凹凸棒土、硅灰石中的一种。
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