CN112661435A - 一种高效混凝土复合外加剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效混凝土复合外加剂，这种外加剂按重量份数包括以下物质：β‑萘磺酸盐甲醛缩合物5‑15份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯3‑15份、木质素磺酸钙1‑5份、环氧乙烷‑环氧丙烷共聚物10‑25份、海藻糖15‑30份、改性腐植酸钠10‑15份、硅酸锂1‑3份、偏铝酸钠1‑5份、丙三醇20‑25份、三异丙醇胺3‑10份、聚乙烯醇15‑20份、磷酸2‑4份、司盘10‑15份，本申请外加剂提高混凝土的强度和耐摩擦性能，防水性能优异，施工性能好。

Description

一种高效混凝土复合外加剂

技术领域

本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种高效混凝土复合外加剂。

背景技术

混凝土外加剂是在拌制混凝土的过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质，根据相关技术标准的规定，其掺入量不大于水泥质量的5％。混凝土外加剂的主要作用是改善新拌混凝土的性能和提高硬化混凝土的性能。外加剂能有效地改善混凝土的性能，而且具有良好的经济效益。

混凝土外加剂按其主要功能可分为以下4类：(1)改善混凝土拌和物流变性能的外加剂。包括普通减水剂和高效减水剂、引气剂和泵送剂等。(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。(3)改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。(4)改善混凝土其他性能的外加剂。包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等。复合外加剂是具有两种以上主要功能的外加剂，如缓凝减水剂同时具有缓凝和减水功能，引气减水剂同时具有引气和减水功能。许多大型工程项目中，将两种外加剂复合使用，如缓凝高效减水剂和引气剂复合，同时具有高效减水、引气、缓凝作用，取得了很好的效果，既满足了大面积浇筑混凝土缓凝的要求，又达到了减水和提高耐久性的目的。传统的混凝土外加剂往往只有一种单一的功能，如防水剂，只能提高混凝土的防水功能，而要延长混凝土的凝固时间，还得再另外添加缓凝剂。单一功能作用的混凝土外加剂已经越来越不适应高性能混凝土技术的发展。

发明人在研究复合型混凝土外加剂时发现简单的将多种外加剂直接复合，并没有很好的效果，有时还会因为各种原因导致性能变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效混凝土复合外加剂，这种外加剂合理的将多种有效成本组合，赋予外加剂更广泛的用途。

为了实现上述目的，第一方面：本发明提供一种高效混凝土复合外加剂，所述外加剂按重量份数包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物5-15份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯3-15份、木质素磺酸钙1-5份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物10-25份、海藻糖15-30份、改性腐植酸钠10-15份、硅酸锂1-3份、偏铝酸钠1-5份、丙三醇20-25份、三异丙醇胺3-10份、聚乙烯醇15-20份、磷酸2-4份、司盘10-15份。

优选地，所述外加剂按重量份数包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物8-12份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯5-10份、木质素磺酸钙2-4份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物15-20份、海藻糖20-25份、改性腐植酸钠12-14份、硅酸锂1-2份、偏铝酸钠2-4份、丙三醇22-24份、三异丙醇胺5-8份、聚乙烯醇16-18份、磷酸2-3份、司盘12-15份。

优选地，其特征在于，所述外加剂按重量份数包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物10份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯7份、木质素磺酸钙3份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物17份、海藻糖23份、改性腐植酸钠13份、硅酸锂1份、偏铝酸钠3份、丙三醇23份、三异丙醇胺6份、聚乙烯醇17份、磷酸2份、司盘14份。

优选地，所述外加剂按重量份数还包括以下物质：脂肪族乙二醇醚20份、氢氧化烷基胺25份。

优选地，所述外加剂按重量份数还包括以下物质：椰油酰二乙醇胺1份、二壬基萘磺酸钡1份。

优选地，所述外加剂按重量份数还包括以下物质：环氧乙烷-环氧丙烷共聚物10份。

优选地，所述改性腐植酸钠的制备方法包括以下步骤：

(1)取腐植酸矿粉，氢氧化钠，硫代硫酸钠，加入蒸馏水混合，100-120转/分钟搅拌，在100℃反应80分钟，然后离心10分钟，转速为3500转/分钟，取上清液；

(2)上清液置于不锈钢托盘中，80-180℃烘箱中干燥至恒重，获得改性腐植酸钠。

优选地，所述外加剂按重量份数还包括：乙烯醋酸乙烯脂3份。

β-萘磺酸盐甲醛缩合物：别名-减水剂UNF-2，英文名-Water-decreasing Agent，性质，本品为棕褐色粉末，易溶于水，水溶液呈碱性，水泥净浆流动度≥210mm，扩散性好。

聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯：具有较高的酯化率、较低的酸残留，可广泛应用于水性色浆分散。

木质素磺酸钙：木质素磺酸钙(简称木钙)是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为浅黄色至深棕色粉末，略有芳香气味，分子量一般在800～10000之间，具有很强的分散性、粘结性、螯合性。通常来自酸法制浆(或称为亚硫酸盐法制浆)的蒸煮废液，经喷雾干燥而成。可含有高达30％的还原糖。溶于水，但不溶于任何普通的有机溶剂。其1％水溶液的pH值约4～6。

海藻糖：海藻糖有3种光学异构体，分别是α，α-海藻糖(蘑菇糖，Mushroom Sugar)、α，β-海藻糖(新海藻糖，Neotrehalose)和β，β-海藻糖(异海藻糖，Isotrehalose)。其中只有α，α-海藻糖在自然界中以游离状态存在，即为通常所说的海藻糖，广泛存在于各种生物体中，包括细菌、酵母、真菌和藻类以及一些昆虫、无脊椎动物和植物中，尤其在酵母中含量较多，面包和啤酒等发酵食品及虾类等也含有海藻糖。α，β-型和β，β-型在自然界中很少见，仅在蜂蜜和蜂王浆中发现了少量的α，β-型海藻糖，α，β-型和β，β-型这两种海藻糖可以化学合成。

司盘：别名失水山梨醇脂肪酸酯。本品为白色或微黄色蜡状物、片状体、粉沫状(≥100目)。溶于热的乙醇、乙醚、甲醇及四氯化碳，微溶于乙醚、石油醚、能分散于热水中，是w/o型乳化剂，具有很强的乳化、分散、润滑作用。

乙烯醋酸乙烯脂：是一种通用高分子聚合物、隔热，保温防寒及低温性能优异，可耐严寒和曝晒。

有益效果：

本发明的复合外加剂同时具有防渗水、抗冲击性、耐摩擦、减水、缓凝、抗冻的效果；添加到混凝土中能够显著增强混凝土的抗冲击性，提高混凝土的强度和耐摩擦性能，防水性能优异，施工性能好等特点，可以广泛应用于基础工程、火车路基等场合，特别是适合于机场跑道、高速公路桥梁混凝土等特殊性能要求的场合。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种高效混凝土复合外加剂，包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物5.份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯3份、木质素磺酸钙1份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物10份、海藻糖15份、改性腐植酸钠10份、硅酸锂1份、偏铝酸钠1份、丙三醇20份、三异丙醇胺3份、聚乙烯醇15份、磷酸2份、司盘10份。

所述改性腐植酸钠的制备方法包括以下步骤：

(1)取腐植酸矿粉，氢氧化钠，硫代硫酸钠，加入蒸馏水混合，100-120转/分钟搅拌，在100℃反应80分钟，然后离心10分钟，转速为3500转/分钟，取上清液；

(2)上清液置于不锈钢托盘中，80-180℃烘箱中干燥至恒重，获得改性腐植酸钠。

上述外加剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1)：将进行β-萘磺酸盐甲醛缩合物、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、木质素磺酸钙、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物混合得到混合物；

步骤2)：将步骤1)得到的混合物加入偏铝酸钠、丙三醇、三异丙醇胺、聚乙烯醇、磷酸、司盘，将混合后的物料静置3.5～5.5小时，得到静置后的物料；

步骤3)：将步骤2)得到的静置后的物料加入海藻糖、改性腐植酸钠、硅酸锂搅拌均匀，最终得到的沉淀物在室温状态下干燥，即得复合型高效混凝土外加剂。

实施例2

一种高效混凝土复合外加剂，包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物15份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯15份、木质素磺酸钙5份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物25份、海藻糖30份、改性腐植酸钠15份、硅酸锂3份、偏铝酸钠5份、丙三醇25份、三异丙醇胺10份、聚乙烯醇20份、磷酸4份、司盘15份、脂肪族乙二醇醚20份、氢氧化烷基胺25份。

所述改性腐植酸钠的制备方法包括以下步骤：

(1)取腐植酸矿粉，氢氧化钠，硫代硫酸钠，加入蒸馏水混合，100-120转/分钟搅拌，在100℃反应80分钟，然后离心10分钟，转速为3500转/分钟，取上清液；

(2)上清液置于不锈钢托盘中，80-180℃烘箱中干燥至恒重，获得改性腐植酸钠。

上述外加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：将进行β-萘磺酸盐甲醛缩合物、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、木质素磺酸钙、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物混合得到混合物；

步骤2)：将步骤1)得到的混合物加入偏铝酸钠、丙三醇、三异丙醇胺、聚乙烯醇、磷酸、司盘、脂肪族乙二醇醚、氢氧化烷基胺，将混合后的物料静置3.5～5.5小时，得到静置后的物料；

步骤3)：将步骤2)得到的静置后的物料加入海藻糖、改性腐植酸钠、硅酸锂搅拌均匀，最终得到的沉淀物在室温状态下干燥，即得复合型高效混凝土外加剂。

实施例3

一种高效混凝土复合外加剂，包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物8-12份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯5份、木质素磺酸钙2份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物15份、海藻糖20份、改性腐植酸钠12份、硅酸锂1份、偏铝酸钠2份、丙三醇22份、三异丙醇胺5份、聚乙烯醇16份、磷酸2份、司盘12份、椰油酰二乙醇胺1份、二壬基萘磺酸钡1份。

所述改性腐植酸钠的制备方法包括以下步骤：

(1)取腐植酸矿粉，氢氧化钠，硫代硫酸钠，：椰油酰二乙醇胺、二壬基萘磺酸钡。加入蒸馏水混合，100-120转/分钟搅拌，在100℃反应80分钟，然后离心10分钟，转速为3500转/分钟，取上清液；

(2)上清液置于不锈钢托盘中，80-180℃烘箱中干燥至恒重，获得改性腐植酸钠。

上述外加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：将进行β-萘磺酸盐甲醛缩合物、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、木质素磺酸钙、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物混合得到混合物；

步骤2)：将步骤1)得到的混合物加入偏铝酸钠、丙三醇、三异丙醇胺、聚乙烯醇、磷酸、司盘，将混合后的物料静置3.5～5.5小时，得到静置后的物料；

步骤3)：将步骤2)得到的静置后的物料加入海藻糖、改性腐植酸钠、椰油酰二乙醇胺、二壬基萘磺酸钡、硅酸锂搅拌均匀，最终得到的沉淀物在室温状态下干燥，即得复合型高效混凝土外加剂。

实施例4

一种高效混凝土复合外加剂，包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物8-12份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯10份、木质素磺酸钙4份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物20份、海藻糖25份、改性腐植酸钠14份、硅酸锂2份、偏铝酸钠4份、丙三醇24份、三异丙醇胺8份、聚乙烯醇18份、磷酸3份、司盘15份、椰油酰二乙醇胺1份、二壬基萘磺酸钡1份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物10份。

所述改性腐植酸钠的制备方法包括以下步骤：

(1)取腐植酸矿粉，氢氧化钠，硫代硫酸钠，加入蒸馏水混合，100-120转/分钟搅拌，在100℃反应80分钟，然后离心10分钟，转速为3500转/分钟，取上清液；

(2)上清液置于不锈钢托盘中，80-180℃烘箱中干燥至恒重，获得改性腐植酸钠。

上述外加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：将进行β-萘磺酸盐甲醛缩合物、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、木质素磺酸钙、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物10份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物混合得到混合物；

步骤2)：将步骤1)得到的混合物加入偏铝酸钠、丙三醇、三异丙醇胺、聚乙烯醇、磷酸、司盘，将混合后的物料静置3.5～5.5小时，得到静置后的物料；

步骤3)：将步骤2)得到的静置后的物料加入海藻糖、改性腐植酸钠、椰油酰二乙醇胺、二壬基萘磺酸钡、硅酸锂搅拌均匀，最终得到的沉淀物在室温状态下干燥，即得复合型高效混凝土外加剂。

实施例5

一种高效混凝土复合外加剂，包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物10份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯7份、木质素磺酸钙3份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物17份、海藻糖23份、改性腐植酸钠13份、硅酸锂1份、偏铝酸钠3份、丙三醇23份、三异丙醇胺6份、聚乙烯醇17份、磷酸2份、司盘14份、乙烯醋酸乙烯脂3份、脂肪族乙二醇醚20份、氢氧化烷基胺25份、椰油酰二乙醇胺1份、二壬基萘磺酸钡1份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物10份。

所述改性腐植酸钠的制备方法包括以下步骤：

(1)取腐植酸矿粉，氢氧化钠，硫代硫酸钠，加入蒸馏水混合，100-120转/分钟搅拌，在100℃反应80分钟，然后离心10分钟，转速为3500转/分钟，取上清液；

(2)上清液置于不锈钢托盘中，80-180℃烘箱中干燥至恒重，获得改性腐植酸钠。

上述外加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：将进行β-萘磺酸盐甲醛缩合物、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、木质素磺酸钙、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物混合得到混合物；

步骤2)：将步骤1)得到的混合物加入偏铝酸钠、脂肪族乙二醇醚、氢氧化烷基胺、丙三醇、三异丙醇胺、聚乙烯醇、磷酸、司盘，将混合后的物料静置3.5～5.5小时，得到静置后的物料；

步骤3)：将步骤2)得到的静置后的物料加入海藻糖、椰油酰二乙醇胺、二壬基萘磺酸钡、改性腐植酸钠、硅酸锂搅拌均匀，最终得到的沉淀物在室温状态下干燥，即得复合型高效混凝土外加剂。

对比例1

对比例1与实施例1的区别仅在于未添加β-萘磺酸盐甲醛缩合物，其他制备方法与制备条件均与实施例1相同。

对比例2

对比例2与实施例1的区别仅在于未添加聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯，其他制备方法与制备条件均与实施例1相同。

对比例3

对比例3与实施例1的区别仅在于未添加海藻糖，其他制备方法与制备条件均与实施例1相同。

对比例4

对比例4为某市售复合外加剂。

将实施例1-5与对比例1-4外加剂以1％的添加量应用于水泥混凝土进行测试，测试结果见下表1

表1

由表1可见，本申请实施例1-5得到外加剂添加到混凝土中能够显著增强混凝土的抗冲击性，提高混凝土的强度和耐摩擦性能，防水性能优异，施工性能好等特点，可以广泛应用于基础工程、火车路基等场合，特别是适合于机场跑道、高速公路桥梁混凝土等特殊性能要求的场合，由对比例1-3与实施例1对比可见，在本申请中β-萘磺酸盐甲醛缩合物、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯、海藻糖对提高混凝土性能起到重要作用。

由表1可见本发明中实施例1-8均具有很好的抗盐功效。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神及范围。

Claims (8)

1.一种高效混凝土复合外加剂，其特征在于，所述外加剂按重量份数包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物5-15份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯3-15份、木质素磺酸钙1-5份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物10-25份、海藻糖15-30份、改性腐植酸钠10-15份、硅酸锂1-3份、偏铝酸钠1-5份、丙三醇20-25份、三异丙醇胺3-10份、聚乙烯醇15-20份、磷酸2-4份、司盘10-15份。

2.根据权利要求1所述的外加剂，其特征在于，所述外加剂按重量份数包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物8-12份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯5-10份、木质素磺酸钙2-4份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物15-20份、海藻糖20-25份、改性腐植酸钠12-14份、硅酸锂1-2份、偏铝酸钠2-4份、丙三醇22-24份、三异丙醇胺5-8份、聚乙烯醇16-18份、磷酸2-3份、司盘12-15份。

3.根据权利要求1所述的外加剂，其特征在于，所述外加剂按重量份数包括以下物质：β-萘磺酸盐甲醛缩合物10份、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯7份、木质素磺酸钙3份、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物17份、海藻糖23份、改性腐植酸钠13份、硅酸锂1份、偏铝酸钠3份、丙三醇23份、三异丙醇胺6份、聚乙烯醇17份、磷酸2份、司盘14份。

4.根据权利要求3所述的外加剂，其特征在于，所述外加剂按重量份数还包括以下物质：脂肪族乙二醇醚20份、氢氧化烷基胺25份。

5.根据权利要求3所述的外加剂，其特征在于，所述外加剂按重量份数还包括以下物质：椰油酰二乙醇胺1份、二壬基萘磺酸钡1份。

6.根据权利要求1所述的外加剂，其特征在于，所述外加剂按重量份数还包括以下物质：环氧乙烷-环氧丙烷共聚物10份。

7.根据权利要求1所述的外加剂，其特征在于，所述改性腐植酸钠的制备方法包括以下步骤：

(1)取腐植酸矿粉，氢氧化钠，硫代硫酸钠，加入蒸馏水混合，100-120转/分钟搅拌，在100℃反应80分钟，然后离心10分钟，转速为3500转/分钟，取上清液；

(2)上清液置于不锈钢托盘中，80-180℃烘箱中干燥至恒重，获得改性腐植酸钠。

8.根据权利要求1所述的外加剂，其特征在于，所述外加剂按重量份数还包括：乙烯醋酸乙烯脂3份。