CN112062898A - 一种抗钙型混凝土增稠剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗钙型混凝土增稠剂，该增稠剂由按质量份计的下述组分制得：158份甲基丙烯酸磺酸钠、216‑360份异丁烯醇、48‑580份丙烯酸羟基乙酯、2.89‑4.29份引发剂和0.86‑2.57份链转移剂；本发明提供的增稠剂可以显著改善新拌混凝土的工作性能，提高浆体的包裹性和黏聚性，其坍落度大于230mm，扩展度大于700mm，且不离析，不泌水，且本发明提供的制备方法简单便捷。

Description

一种抗钙型混凝土增稠剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种增稠剂及制备方法，具体讲涉及一种抗钙型混凝土增稠剂及制备方法。

背景技术

随着混凝土行业的快速发展，高流动性和高稳定性成为混凝土优异工作性能的必备条件。在实际混凝土工程中，泌水和离析是影响混凝土性能的两个常见问题。

增稠剂可分为无机增稠剂和有机增稠剂，无机增稠剂包括膨润土，蒙脱石等黏度类矿物；有机增稠剂包括聚丙烯酰胺，聚丙烯酸类，纤维素醚类，以及生物胶等。这些增稠剂都能够一定程度上解决混凝土泌水与离析问题，但其与减水剂的相容性问题、掺量敏感性问题尚未得到解决。膨润土，蒙脱土等粘土矿物易吸附减水剂，造成减水剂分散效率降低，易影响混凝土结构性能。聚丙烯酰胺对水泥基体材料早期强度影响较大。纤维素醚类增稠剂应用比较广，但其掺量过于敏感，对减水剂有较强的干扰作用，易造成混凝土经时流动损失较大。生物胶是目前国内外广泛使用的一种新型混凝土增稠剂，包括温轮胶，黄原较等，但其成本较高。

现有技术中对聚丙烯酸分子结构进行改性，并在侧链引入不同的功能基团来提高其增稠性能以及其它性能，但普遍的聚丙烯酸类增稠剂侧链含有大量的对钙敏感的羧基等活性基团，其聚合物分子在高碱盐溶液中容易团聚沉淀，对浆体的结构和包裹性有较大的影响，并对减水剂有较强的干扰作用。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明公开了一种方法简单，适应性强，兼容性强，性能优越的增稠剂，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种抗钙型混凝土增稠剂由按质量份计的下述组分制得：158份甲基丙烯酸磺酸钠、216-360份异丁烯醇、48-580份丙烯酸羟基乙酯、2.89-4.29份引发剂和0.86-2.57份链转移剂。

进一步的，所述增稠剂由下述组分制得：300-360份异丁烯醇、400-580份丙烯酸羟基乙酯和3.11-4.29份引发剂。

进一步的，所述引发剂包括：过硫酸铵；所述链转移剂包括：巯基乙醇。

进一步的，所述增稠剂掺量为聚羧酸减水剂的0.1wt％～0.5wt％。

进一步的，所述增稠剂掺量为聚羧酸减水剂的0.3wt％～0.5wt％。

进一步的，所述增稠剂的分子量为：50000-100000。

上述任一项增稠剂的制备方法包括：

1)于25±5℃搅拌下，配制质量分数10％的甲基丙烯酸磺酸钠、异丁烯醇、丙烯酸羟基乙酯混合溶液；

2)配制质量分数为1％的过硫酸铵溶液；

3)配制质量分数为1％的巯基乙醇溶液；

4)搅拌下，将步骤2)3)所得溶液均分三次加入步骤1)所得溶液中，再搅拌30min得所述增稠剂。

进一步的，所述每两次间的间间隔为30min。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

(1)本发明制备的增稠剂分子量适中，增稠效果明显，能够有效抵抗混凝土泌水与离析，且能够在降低减水剂的掺量的同时，保持一定的流动性和稳定性，改善混凝土和易性和工作性，其坍落度大于230mm，扩展度大于700mm；

(2)本发明所制备的增稠剂具有抵抗其主侧链基团与钙络合的能力，避免其高分子链在水泥浆体中团聚沉淀导致降低包裹性较差的问题，提高其增稠效果。降低其在水泥孔隙溶液中团聚沉淀吸附消耗减水剂的能力；

(3)本发明所制备的增稠剂与减水剂共同使用时具有良好的相容性，增加浆体屈服应力和塑性能力的同时，能够润滑水泥颗粒和增加水泥颗粒表面zeta电位值，提高浆体分散作用，与减水剂共同协调作用改善浆体的流动性和包裹性，并弥补了部分减水剂失效带来的损失；

4)本发明提供的增稠剂制备方法简单，成本低，适合大规模应用，有效促进高性能混凝土的发展。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面对本发明的内容做进一步的说明。

在实际混凝土工程中，泌水和离析是两个比较常见的问题，会对混凝土的工作和结构性能带来消极影响，工作者们通常通过添加减水剂和增稠剂来解决这些问题。虽然减水剂可以提供混凝土流动性，但如果掺量过大，水泥颗粒与颗粒间阻力较小，水泥颗粒间包裹自由水的能力降低，容易造成泌水，如果浆体的黏度过小会导致其与骨料分离，最终导致新拌混凝土的和易性较差，从而发生离析现象。增稠剂可以有效固定自由水，并提高浆体黏度来增加浆体与骨料间的包裹性，抵抗泌水与离析。但大部分增稠剂对掺量过于敏感，如果掺量过低，浆体粘度值过小，泌水与离析得不到改善；掺量过高，浆体粘度值过大，混凝土流动性能较差，浆体与骨料间阻力较大，从而导致离析现象。随着现代高性能混凝土的发展，急需一种方法简单，适应性强，兼容性强，性能优越的增稠剂来满足高流态，高性能混凝土的发展与应用。

本发明制备的抗钙型混凝土增稠剂能够避免其高分子链在水泥浆体中团聚沉淀导致浆体结构和包裹性较差的问题，提高其增稠效果；并有效降低团聚颗粒对减水剂分子的吸附作用，与减水剂有良好的相容性，能够降低减水剂的用量的同时保持一定的流动性和稳定性，最终改善混凝土的工作性能，抵抗泌水与离析。

本发明提供的抗钙型混凝土增稠剂主要反应方程式如下：

其中：m:n:p＝1:(3-5):(3-5)

其分子式为：

其中m:n:p＝1:(3-5):(3-5)

其分子量为：50000-100000

实施例1-14

将甲基丙烯酸磺酸钠(MAS)，异丁烯醇(Isobutenol)，丙烯酸羟基乙酯(HEA)混合，配制成质量分数为10％的溶液(记：溶液A)；引发剂为过硫酸铵(APS)，其用量为单体(甲基丙烯酸磺酸钠，异丁烯醇，丙烯酸羟基乙酯)总质量的0.3-0.5％，配制成质量分数为1％的溶液(记：溶液B)，并均分三份；链转移剂为巯基乙醇(QC)，其用量为单体总质量的0.1-0.3％，配制成1％的溶液(记：溶液C)，并均分三份。在25±5℃下搅拌A溶液，在A溶液中分三次加入上述B、C溶液，每两次的间隔为30min。最后搅拌混合溶液30min，得到本发明所述的抗钙型混凝土增稠剂。各实施例增稠剂配比如表1所示；混凝土配合比如表2所示，其中水泥为普通硅酸盐水泥(42.5)，粉煤灰为二级灰，矿粉采用S95级矿粉，砂为中砂，细度模数2.6，石头采用5-20连续级配的碎石。实施例效果评价如表3所示。

表1抗钙型混凝土增稠剂配方

表2混凝土配合比

水泥/kg	矿粉/kg	粉煤灰/kg	砂/kg	石/kg	水/kg
						250	70	50	760	1090	160

表3增稠剂效果评价

注：聚羧酸减水剂浓度为8％，掺量为混凝土的2％。

从表3可以看出，本发明提供的增稠剂掺量为聚羧酸减水剂0.1％-0.5％时，可以改善新拌混凝土的工作性能，当掺量为0.3％-0.5％时，可以显著改善新拌混凝土的工作性能，提高浆体的包裹性和黏聚性，坍落度大于230mm，扩展度大于700mm，且不离析，不泌水。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种抗钙型混凝土增稠剂，其特征在于，所述增稠剂由按质量份计的下述组分制得：158份甲基丙烯酸磺酸钠、216-360份异丁烯醇、48-580份丙烯酸羟基乙酯、2.89-4.29份引发剂和0.86-2.57份链转移剂。

2.如权利要求1所述的增稠剂，其特征在于，所述增稠剂由下述组分制得：300-360份异丁烯醇、400-580份丙烯酸羟基乙酯和3.11-4.29份引发剂。

3.如权利要求1所述的增稠剂，其特征在于，所述引发剂包括：过硫酸铵；所述链转移剂包括：巯基乙醇。

4.如权利要求1所述的增稠剂，其特征在于，所述增稠剂掺量为聚羧酸减水剂的0.1wt％～0.5wt％。

5.如权利要求4所述的增稠剂，其特征在于，所述增稠剂掺量为聚羧酸减水剂的0.3wt％～0.5wt％。

6.如权利要求1所述的增稠剂，其特征在于，所述增稠剂的分子量为：50000-100000。

7.如权利要求1-6任一项所述增稠剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

1)于25±5℃搅拌下，配制质量分数10％的甲基丙烯酸磺酸钠、异丁烯醇、丙烯酸羟基乙酯混合溶液；

2)配制质量分数为1％的过硫酸铵溶液；

3)配制质量分数为1％的巯基乙醇溶液；

4)搅拌下，将步骤2)3)所得溶液均分三次加入步骤1)所得溶液中，再搅拌30min得所述增稠剂。

8.如权利要求7所述的增稠剂的制备方法，其特征在于，所述每两次间的间间隔为30min。