CN111732362A - 一种胶结砂砾石阻泥型剂以及胶结砂砾石拌合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种胶结砂砾石阻泥型外加剂以及胶结砂砾石拌合物，属于胶结材料技术领域。本发明的阻泥型外加剂以季铵盐聚合物为主要成分，其能够与砂砾石中泥土表面的活性位点结合并且形成一层疏水保护层，与此同时减少泥土表面对其它外加剂(如减水剂、引气剂)的吸附，使得其他外加剂可以不受泥土影响而充分发挥各自效果。同时本发明添加有复合有机磷酸盐，其能够与水中粘土反应而形成络合物，从而达到抗泥效果，进一步减少含泥量对聚羧酸减水剂的影响。此外，本发明还以磷酸五钠作为泥土分散剂、以聚乙二醇作为泥土吸附剂、以乙二胺四乙酸为缓凝剂，能充分确保添加到胶结砂砾石料中材料的分散性、和易性等。

Description

一种胶结砂砾石阻泥型剂以及胶结砂砾石拌合物
技术领域
本发明涉及胶结材料技术领域，具体涉及一种胶结砂砾石阻泥型外加剂以及胶结砂砾石拌合物。
背景技术
胶结坝是介于混凝土坝和土石坝之间的新坝型，胶结坝对筑坝材料要求低，其筑坝材料是使用少量水泥、粉煤灰、外加剂和当地砂、砾、石料，通过简易拌和、摊铺、震动碾压或浇筑振捣后形成的具备一定强度和抗剪性能的材料。胶结坝筑坝材料具有广源性，天然河床砂砾石是砂砾石筑坝的主要来源，它能充分利用当地材料筑坝不仅具有经济安全的特点，在施工过程中基本实现零弃料，在环境保护和资源利用方面具有优势。为改善胶结砂砾石的工作性能，需要添加减水剂、引气剂等外加剂，这些外加剂在胶结坝筑坝材料施工过程中起到重要的作用。
然而，胶结坝原材料不筛分、不水洗，河床内的天然砂砾石含泥量高，最高可达30％甚至更高。高含泥量影响现有的外加剂(引气剂、减水剂)无法正常充分发挥功能，并影响胶结砂砾石的工作性能和力学性能；如果增大掺量从而导致成本增加。举例具体来说，胶结砂砾石需要添加减水剂改善工作性能，由于原材料中含泥量过大，添加的外加剂的效果大打折扣，胶结砂砾石拌和料的工作性能改善效果也有限，经过试验研究表明，减水剂的用量往往超过厂家推荐掺量、甚至是推荐掺量的2倍以上，但这无疑增加了工程的材料成本。
因此，为抑制河床砂砾石料中泥对胶结料工作性能的影响，开发阻泥型外加剂成为目前胶结坝拌和物亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种胶结砂砾石阻泥型外加剂以及胶结砂砾石拌合物，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种胶结砂砾石阻泥型外加剂，包括：季铵盐聚合物50-60份、复合有机膦酸盐30-40份、磷酸五钠30-35份、聚乙二醇5-10份和乙二胺四乙酸40-45份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述胶结砂砾石阻泥型外加剂包括：季铵盐聚合物52-58份、复合有机膦酸盐32-38份、磷酸五钠30-35份、聚乙二醇5-8份和乙二胺四乙酸40-45份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述胶结砂砾石阻泥型外加剂包括：季铵盐聚合物55份、复合有机膦酸盐35份、磷酸五钠32份、聚乙二醇6份和乙二胺四乙酸42份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述复合有机磷酸盐由二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠和乙二胺四甲叉膦酸钾组成，其质量比为1：(1-2)。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述季铵盐聚合物为双子季铵盐。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述双子季铵盐通过以下方法制得：将四甲基乙二胺和1,3-二溴丙烷按照(2-2.5)：1的摩尔比混合在以乙醇为反应溶剂的条件下于60-80℃下回流反应6-10h，然后冷却至室温，再在50-70℃下减压蒸馏去除溶剂，将所得产物用等体积比混合的乙酸乙酯和丙酮洗涤多次，抽滤后所得固体于真空环境下干燥，得到双子季铵盐。
一种胶结砂砾石拌合物，包括：按重量份计的水泥30-100份、粉煤灰30-100份、、水60-200份、砂砾石2000-2230份、聚羧酸减水剂0.3-1.5份、以及上述胶结砂砾石改性阻泥剂0.3-0.5份。
本发明具有以下有益效果：
本发明的阻泥剂以季铵盐聚合物为主要成分，其能够与泥土表面的活性位点结合并且形成一层疏水保护层，与此同时减少泥土表面对聚羧酸减水剂的吸附，使得泥土被季铵盐聚合物吸附后而水泥颗粒吸附聚羧酸减水剂从而是减水剂有效达到减水分散的效果。同时本发明添加有复合有机膦酸盐，其能够与水中粘土反应而形成络合物，从而达到抗泥效果，进一步减少泥量对聚羧酸减水剂的影响。此外，本发明还以磷酸五钠作为泥土分散剂、以聚乙二醇作为泥土吸附剂、以乙二胺四乙酸为缓凝剂充分确保在添加到胶结砂砾石料中材料的分散性、和易性等。而且通过本发明特定原料配合比使得后期材料的强度也得到明显提高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的胶结砂砾石阻泥型外加剂，包括：季铵盐聚合物50份、复合有机膦酸盐30份、磷酸五钠30份、聚乙二醇5份和乙二胺四乙酸40份。复合有机磷酸盐由二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠和乙二胺四甲叉膦酸钾组成，其质量比为1：1。季铵盐聚合物为双子季铵盐。
上述双子季铵盐通过以下方法制得：将四甲基乙二胺和1,3-二溴丙烷按照2：1的摩尔比混合在以乙醇为反应溶剂的条件下于60℃下回流反应10h，然后冷却至室温，再在50℃下减压蒸馏去除溶剂，将所得产物用等体积比混合的乙酸乙酯和丙酮洗涤多次，抽滤后所得固体于真空环境下干燥，得到双子季铵盐。
实施例2：
本实施例的胶结砂砾石阻泥型外加剂，包括：季铵盐聚合物60份、复合有机膦酸盐40份、磷酸五钠35份、聚乙二醇10份和乙二胺四乙酸45份。复合有机磷酸盐由二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠和乙二胺四甲叉膦酸钾组成，其质量比为1：2。季铵盐聚合物为双子季铵盐。
上述双子季铵盐通过以下方法制得：将四甲基乙二胺和1,3-二溴丙烷按照2.5：1的摩尔比混合在以乙醇为反应溶剂的条件下于80℃下回流反应6h，然后冷却至室温，再在70℃下减压蒸馏去除溶剂，将所得产物用等体积比混合的乙酸乙酯和丙酮洗涤多次，抽滤后所得固体于真空环境下干燥，得到双子季铵盐。
实施例3：
本实施例的胶结砂砾石阻泥型外加剂，包括：季铵盐聚合物52-58份、复合有机膦酸盐32份、磷酸五钠30份、聚乙二醇5份和乙二胺四乙酸40份。复合有机磷酸盐由二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠和乙二胺四甲叉膦酸钾组成，其质量比为1：1.5。季铵盐聚合物为双子季铵盐。
上述双子季铵盐通过以下方法制得：将四甲基乙二胺和1,3-二溴丙烷按照2.2：1的摩尔比混合在以乙醇为反应溶剂的条件下于70℃下回流反应8h，然后冷却至室温，再在60℃下减压蒸馏去除溶剂，将所得产物用等体积比混合的乙酸乙酯和丙酮洗涤多次，抽滤后所得固体于真空环境下干燥，得到双子季铵盐。
实施例4：
本实施例的胶结砂砾石阻泥型外加剂，包括：季铵盐聚合物55份、复合有机膦酸盐35份、磷酸五钠32份、聚乙二醇6份和乙二胺四乙酸42份。复合有机磷酸盐由二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠和乙二胺四甲叉膦酸钾组成，其质量比为1：1.2。季铵盐聚合物为双子季铵盐。
上述双子季铵盐通过以下方法制得：将四甲基乙二胺和1,3-二溴丙烷按照2.2：1的摩尔比混合在以乙醇为反应溶剂的条件下于70℃下回流反应8h，然后冷却至室温，再在60℃下减压蒸馏去除溶剂，将所得产物用等体积比混合的乙酸乙酯和丙酮洗涤多次，抽滤后所得固体于真空环境下干燥，得到双子季铵盐。
实施例5：
本实施例的胶结砂砾石拌合物，包括：按重量份计的水泥30份、粉煤灰80份、砂砾石2000份、聚羧酸减水剂0.3份、水60份以及实施例1的胶结砂砾石阻泥型外加剂0.3份。
实施例6：
本实施例的胶结砂砾石拌合物，包括：按重量份计的水泥100份、粉煤灰100份、砂砾石2230份、聚羧酸减水剂1.5份、水200份以及实施例2的胶结砂砾石阻泥型外加剂0.5份。
实施例7：
本实施例的胶结砂砾石拌合物，包括：按重量份计的水泥80份、粉煤灰90份、砂砾石2200份、聚羧酸减水剂1.4份、水150份以及实施例3的胶结砂砾石阻泥型外加剂0.4份。
实施例8：
本实施例的胶结砂砾石拌合物，包括：按重量份计的水泥85份、粉煤灰85份、砂砾石2210份、聚羧酸减水剂1.3份、水160份以及实施例3的胶结砂砾石阻泥型外加剂0.4份。
对照例
本对照例与实施例8的组分相同，区别在于不包括本实施例的胶结砂砾石改性阻泥剂，具体包括：按重量份计的水泥45份、粉煤灰85份、砂砾石2210份、聚羧酸减水剂1.0份和水160份。
试验例
对实施例5-8的拌合物以及对照例制得的拌合物进行流动度测试，检测结果见表1。
表1
0min坍落度(mm) 30min坍落度(mm) VC(s)
实施例5 86 64 7.2
实施例6 86 65 7.1
实施例7 85 63 6.9
实施例8 87 66 6.5
对照例 48 19 15.3
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种胶结砂砾石阻泥型外加剂，其特征在于，包括：季铵盐聚合物50-60份、复合有机膦酸盐30-40份、磷酸五钠30-35份、聚乙二醇5-10份和乙二胺四乙酸40-45份。
2.根据权利要求1所述的胶结砂砾石阻泥型外加剂，其特征在于，包括：季铵盐聚合物52-58份、复合有机膦酸盐32-38份、磷酸五钠30-35份、聚乙二醇5-8份和乙二胺四乙酸40-45份。
3.根据权利要求2所述的胶结砂砾石阻泥型外加剂，其特征在于，包括：季铵盐聚合物55份、复合有机膦酸盐35份、磷酸五钠32份、聚乙二醇6份和乙二胺四乙酸42份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的胶结砂砾石阻泥型外加剂，其特征在于，所述复合有机磷酸盐由二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠和乙二胺四甲叉膦酸钾组成，其质量比为1：(1-2)。
5.根据权利要求1-3任一项所述的胶结砂砾石阻泥型外加剂，其特征在于，所述季铵盐聚合物为双子季铵盐。
6.根据权利要求5所述的胶结砂砾石阻泥型外加剂，其特征在于，所述双子季铵盐通过以下方法制得：将四甲基乙二胺和1,3-二溴丙烷按照(2-2.5)：1的摩尔比混合在以乙醇为反应溶剂的条件下于60-80℃下回流反应6-10h，然后冷却至室温，再在50-70℃下减压蒸馏去除溶剂，将所得产物用等体积比混合的乙酸乙酯和丙酮洗涤多次，抽滤后所得固体于真空环境下干燥，得到双子季铵盐。
7.一种胶结砂砾石拌合物，其特征在于，包括：按重量份计的水泥30-100份、粉煤灰30-100份、水60-200份、砂砾石2000-2230份、聚羧酸减水剂0.3-1.5份、以及权利要求1-6任一项所述的胶结砂砾石阻泥型外加剂0.3-0.5份。
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