CN111925149A - 一种喷射混凝土用复合外加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土外加剂技术领域,公开了一种喷射混凝土用复合外加剂,由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂5‑20份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐1‑5份、增粘剂2‑8份、硝酸铵1‑3份、醇胺羧酸酯5‑10份、十二烷基苯磺酸钠0.01‑0.1份、有机硅消泡剂0.01‑0.1份,超细粉煤灰30‑80份。添加该外加剂后,可使混凝土与喷射面接触性好,有效解决喷射混凝土回弹严重的问题,还可可加速喷射混凝土凝结固化,提高混凝土强度。
Description
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域,具体涉及一种喷射混凝土用复合外加剂。
背景技术
喷射混凝土是用于加固和保护结构或岩石表面的一种具有速凝性质的混凝土,该技术是借助喷射机械,利用压缩空气或其它动力,将按一定配合比的水泥、砂、石子及外加剂等拌合料,通过喷管喷射到受喷面上,在很多的数分钟之内凝结硬化而成型的混凝土补强加固材料。喷射混凝土主要用于煤矿井巷、隧道、涵洞等工程的喷射加固。所用外加剂一般为速凝剂,由于煤矿井巷、隧道、涵洞等内壁水大,而隧道壁上比较光滑,使得喷射混凝土与壁之间的粘结力变小,容易掉灰,造成回弹率大;且水胶比增大,对混凝土强度也有影响。
在专利申请号201811592063.5中公开了一种超微外加剂,其包括以下原料,微硅粉,超塑化粉剂,聚丙烯酸钠粘合剂以及聚硅氧烷表面活性剂,但是其存在在混凝土固化时析水现象严重,且固化后匀质水平不高的技术问题。
发明内容
本发明针对上述问题,提供一种喷射混凝土用复合外加剂,可加速喷射混凝土凝结固化、能有效喷射混凝土回弹严重的问题。为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成。
聚羧酸减水剂5-20份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐1-5份、增粘剂2-8份、硝酸铵1-3份、醇胺羧酸酯5-10份、十二烷基苯磺酸钠0.01-0.1份、有机硅消泡剂0.01-0.1份,超细粉煤灰30-80份。
所述增粘剂由改性淀粉与聚乙烯醇组成。
优选的,所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成。
优选的,所述接枝改性木薯淀粉制备方法如下:(1)将富马酸、N-羟甲基丙烯酰胺和次亚磷酸钠混合均匀,再加入富马酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量7-13倍的去离子水,搅拌溶解,升温至60-65℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3-4h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将木薯淀粉加入到80-120倍的去离子水中,搅拌并升温到60-65℃,得B;(3)将上述两产品按质量比(1-2):3混合均匀,在温度60-65℃下搅拌反应2-3h,用pH调节剂调节pH值至7-11,陈化反应2-3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性木薯淀粉。
更优选的,所述引发剂为过硫酸铵。
更优选的,所述pH调节剂为氨水、20%氢氧化钠溶液中的一种。
所述醇胺羧酸酯是醇胺物质中的羟基与多羧基化合物中的羧基进行枝化反应,形成的具有羟基、胺基、酯基、羧基等多个功能基团的化合物。
优选的,所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
本发明中的醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐可有效改善水泥颗粒及黏附面的润湿性,一方面加快水泥与外加剂的融合,另一方面可使混凝土浆体易与喷射面结合;淀粉经改性后分散性好、粘度稳定,可以有效混凝土的粘稠程度,防止出现泌水、离析、分层等现象,聚乙烯醇的配比可以起到很好的保持水分的功效,且改性淀粉和聚乙烯醇的配合使用使得混凝土的骨料颗粒备包裹起来,呈化学凝胶团连接,这可以使得混凝土凝结后更加的均匀,在保持混凝土回弹率的同时大大改善混凝土的综合力学性能;硝酸铵水溶液呈弱酸性,对沉淀在水泥颗粒表面上的石灰和硫铝酸钙有溶解作用,因而使水泥与水的反应不会收到阻碍,加速了水泥和水的反应,提高水泥的水化速度;醇胺羧酸酯中含有大量羟基、胺基与羧基等功能基团,羟基、羧基基团起吸附作用,在体系中起到三种作用,一是分散作用,其中的胺基能减少水溶液的摩擦阻力,利于喷射,二是增强作用,优化水泥水化进程,提高水泥强度,三是协同减水作用,其中大量的羟基、胺基与羧基等功能基团,对水泥中易团聚的细小颗粒有较好的分散分作用,使其团聚包裹的水被释放出来充分水化,与聚羧酸减水剂产生协同叠加作用,在保证混凝土工作状态的条件下,可进一步减少混凝土中的用水量,降低水胶比,提高强度。
有益效果:
可使混凝土与喷射面接触性好,有效解决喷射混凝土回弹严重的问题,还可可加速喷射混凝土凝结固化,提高混凝土强度。
实施例1
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂5份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐5份、增粘剂2份、硝酸铵3份、醇胺羧酸酯5份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、有机硅消泡剂0.01份,超细粉煤灰30份。
所述增粘剂由改性淀粉与聚乙烯醇组成。
所述醇胺羧酸酯是由三异丙醇胺乙二酸酯化物。
实施例2
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂20份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐1份、增粘剂8份、硝酸铵1份、醇胺羧酸酯10份、十二烷基苯磺酸钠0.01份、有机硅消泡剂0.1份,超细粉煤灰80份。
所述增粘剂由丙烯腈接枝淀粉与聚乙烯醇组成。
所述醇胺羧酸酯是二乙醇单异丙醇胺马来酸酯化物。
实施例3
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂12份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐4份、增粘剂6份、硝酸铵2份、醇胺羧酸酯8份、十二烷基苯磺酸钠0.04份、有机硅消泡剂0.02份,超细粉煤灰50份。
所述增粘剂由改性淀粉与聚乙烯醇组成。
所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成。
所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
实施例4
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂13份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐3份、增粘剂6份、硝酸铵2份、醇胺羧酸酯8份、十二烷基苯磺酸钠0.04份、有机硅消泡剂0.03份,超细粉煤灰40份。
所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成,所述接枝改性木薯淀粉制备方法如下:(1)将富马酸、N-羟甲基丙烯酰胺和次亚磷酸钠混合均匀,再加入富马酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水,搅拌溶解,升温至63℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3.5h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将木薯淀粉加入到100倍的去离子水中,搅拌并升温到63℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:3混合均匀,在温度63℃下搅拌反应2.5h,用pH调节剂调节pH值至9,陈化反应2.5h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性木薯淀粉。
所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
实施例5
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂12份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐3份、增粘剂4份、硝酸铵2.6份、醇胺羧酸酯7份、十二烷基苯磺酸钠0.09份、有机硅消泡剂0.03份,超细粉煤灰70份。
所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成;所述接枝改性木薯淀粉制备方法如下:(1)将富马酸、N-羟甲基丙烯酰胺和次亚磷酸钠混合均匀,再加入富马酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量7倍的去离子水,搅拌溶解,升温至65℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将木薯淀粉加入到120倍的去离子水中,搅拌并升温到65℃,得B;(3)将上述两产品按质量比2:3混合均匀,在温度65℃下搅拌反应2h,用pH调节剂调节pH值至11,陈化反应2h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性木薯淀粉;所述引发剂为过硫酸铵。
所述醇胺羧酸酯是三乙醇胺马来酸酯化物。
实施例6
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂9份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐4份、增粘剂6份、硝酸铵1.8份、醇胺羧酸酯7份、十二烷基苯磺酸钠0.04份、有机硅消泡剂0.07份,超细粉煤灰50份;所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成;所述接枝改性木薯淀粉制备方法如下:(1)将富马酸、N-羟甲基丙烯酰胺和次亚磷酸钠混合均匀,再加入富马酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量13倍的去离子水,搅拌溶解,升温至60℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液4h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将木薯淀粉加入到80倍的去离子水中,搅拌并升温到60℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1.5:3混合均匀,在温度60℃下搅拌反应3h,用pH调节剂调节pH值至7,陈化反应3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性木薯淀粉;所述引发剂为双氧水。
所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
实施例7
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂9份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐3份、增粘剂6份、硝酸铵1.3份、醇胺羧酸酯6份、十二烷基苯磺酸钠0.03份、有机硅消泡剂0.05份,超细粉煤灰50份。
对比例1
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂12份、增粘剂6份、硝酸铵2份、醇胺羧酸酯8份、十二烷基苯磺酸钠0.04份、有机硅消泡剂0.02份,超细粉煤灰50份。
所述增粘剂由改性淀粉与聚乙烯醇组成。
所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成。
所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
对比例2
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂13份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐3份、淀粉6份、硝酸铵2份、醇胺羧酸酯8份、十二烷基苯磺酸钠0.04份、有机硅消泡剂0.03份,超细粉煤灰40份。
所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
对比例3
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂12份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐4份、增粘剂6份、醇胺羧酸酯8份、十二烷基苯磺酸钠0.04份、有机硅消泡剂0.02份,超细粉煤灰50份。
所述增粘剂由改性淀粉与聚乙烯醇组成。
所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成。
所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
对比例4
一种喷射混凝土用复合外加剂由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂13份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐3份、增粘剂6份、硝酸铵2份、三异丙醇胺8份、十二烷基苯磺酸钠0.04份、有机硅消泡剂0.03份,超细粉煤灰40份。
所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成,所述接枝改性木薯淀粉制备方法如下:(1)将富马酸、N-羟甲基丙烯酰胺和次亚磷酸钠混合均匀,再加入富马酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水,搅拌溶解,升温至63℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3.5h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将木薯淀粉加入到100倍的去离子水中,搅拌并升温到63℃,得B;(3)将上述两产品按质量比1:3混合均匀,在温度63℃下搅拌反应2.5h,用pH调节剂调节pH值至9,陈化反应2.5h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性木薯淀粉。
所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
将实施例1-7及对比例1-4得到的喷射混凝土用复合外加剂参照GB/T35159-2017《喷射混凝土用速凝剂》测定净浆凝结时间、砂浆抗压强度,结果见下表1。
表1 性能测试结果
Claims (6)
1.一种喷射混凝土用复合外加剂,其特征在于,由以下重量份数的物质组成:聚羧酸减水剂5-20份、醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐1-5份、增粘剂2-8份、硝酸铵1-3份、醇胺羧酸酯5-10份、十二烷基苯磺酸钠0.01-0.1份、有机硅消泡剂0.01-0.1份,超细粉煤灰30-80份。
2.根据权利要求1所述的喷射混凝土用复合外加剂,其特征在于,所述增粘剂由改性淀粉与聚乙烯醇组成。
3.根据权利要求2所述的喷射混凝土用复合外加剂,其特征在于,所述增粘剂由改性木薯淀粉与分子量在80000-10000之间的聚乙烯醇组成。
4.根据权利要求3所述的喷射混凝土用复合外加剂,其特征在于,接枝改性木薯淀粉制备方法如下:(1)将富马酸、N-羟甲基丙烯酰胺和次亚磷酸钠混合均匀,再加入富马酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量7-13倍的去离子水,搅拌溶解,升温至60-65℃,滴加引发剂溶液,引发剂溶液3-4h滴加完毕,保温反应30min,得A;(2)将木薯淀粉加入到80-120倍的去离子水中,搅拌并升温到60-65℃,得B;(3)将上述两产品按质量比(1-2):3混合均匀,在温度60-65℃下搅拌反应2-3h,用pH调节剂调节pH值至7-11,陈化反应2-3h,在60℃下减压干燥3h左右,粉碎,过150目筛,即得所述改性木薯淀粉。
5.根据权利要求1所述的喷射混凝土用复合外加剂,其特征在于,所述醇胺羧酸酯是醇胺物质中的羟基与多羧基化合物中的羧基进行枝化反应,形成的具有羟基、胺基、酯基、羧基等多个功能基团的化合物。
6.根据权利要求5所述的喷射混凝土用复合外加剂,其特征在于,所述醇胺羧酸酯是三异丙醇胺马来酸酯化物。
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