CN112939543A - 一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述自密实混凝土由以下质量份原料组成：水泥100‑150份，硅灰50‑70份，煤矸石20‑40份，沸石粉10‑15份，石子400‑450份，砂子300‑350份，高分散性减水剂3‑8份，玻璃纤维2‑10份，水40‑50份；本发明引入磺酸负离子亲水基团，在水泥颗粒四周形成的该亲基团的影响下会带上负电荷，不但增大了聚羧酸减水剂高分子聚合物的溶解性，而且还十分容易与水分子形成氢键，形成具有一定机械强度的亲水性立体水化膜，该水化膜的形成会破坏水泥颗粒的絮凝结构，并释放包裹在其中的拌合水，提高水泥颗粒表面的润湿性，充分分散水泥颗粒。
Description
技术领域
本发明涉一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，属于混凝土技术领域。
背景技术
减水剂是现代混凝土必不可少的组份，常用的缩聚型减水剂以静电斥力作用为主要分散机制，减水率适中，但掺用后使混凝土坍落度经时损失较大，在重大和重点工程混凝土中的应用受到限制； 市售的普通聚羧酸减水剂配制高强高性能混凝土时因分散性不够致使新拌混凝土会出现黏度过 大而无法正常施工的现象，，而再搅拌过程中又在混凝土内部产生多余的微小气泡，影响混凝土材料的相应强度，坍落度也损失较大，迫切需要开发一种高分散性减水剂，以满足自密实混凝土工程需要。
发明内容
本发明目的在于提供一种高分散性减水剂自密实混凝土，以解决现有混凝土分散性差、流动性差、空隙多的技术问题。
一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述自密实混凝土由一下质量份原料组成：水泥100-150份，硅灰50-70份，煤矸石20-40份，沸石粉10-15份，石子400-450份，砂子300-350份，高分散性减水剂3-8份，玻璃纤维2-10份，水40-50份；
所述自密实混凝土的制造方法包括以下步骤：
步骤一，制备高分散性减水剂：
（1）将二萜树脂酸，对苯二胺，甲苯加入到反应釜中加温至60-70℃，压力保持在0.12-0.14MPa，保压20-30分钟，泄压降温至常温常压，得到预制小单体，二萜树脂酸、对苯二胺和甲苯摩尔比为1:0.2-0.4:4-5，
（2）向预制小单体中加入异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾和水，温度控制在80-90℃，调节pH到7-8，之后加入过硫酸铵和巯基丙酸，搅拌5-10分钟，预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:2-4:0.5-0.6，烯丙基磺酸钾与水的质量比1:30-60，
（3）降温至30-40℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为5-7ml/min，预制小单体、甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸摩尔比为1:0.3-0.5:0.1-0.2，滴加结束后加入抗坏血酸，搅拌10-15分钟，静置反应40-60分钟，得到高分散性减水剂。
步骤二，称取质量份水泥100-150份，硅灰50-70份，煤矸石20-40份，沸石粉10-15份，石子400-450份，砂子300-350份，玻璃纤维2-10份，加入到搅拌机中，搅拌10-15分钟，得到粉料预混料，
步骤三，向所述粉料预混料中加入水40-50份和所述高分散性减水剂3-8份，充分搅拌，得到所述高分散性减水剂自密实混凝土。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，其特征在于，所述过硫酸铵加入量为预制小单体质量的3-5％，所述巯基丙酸加入量为预制小单体质量的5-6％。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，其特征在于，所述抗坏血酸加入量为甲基丙烯酸羟乙酯质量的10-15％。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，其特征在于，所述水泥优选为PO 52.5型普通硅酸盐水泥。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述硅灰粒径在0.1-0.2μm，二氧化硅的质量百分比大于97％。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述沸石粉粒径在10-30μm。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述石子为5-20mm连续粒级的石子。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土，所述反应釜中加温至60℃，压力保持在0.14MPa，保压25分钟。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:3:0.5。
作为优选，富马酸溶液为富马酸溶于水或乙醇中。
作为优选，所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述降温至40℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为5ml/min。
作为优选，预制小单体、甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸摩尔比为1:0.4:0.15，其中富马酸加入量为富马酸溶液中实际含有富马酸的量。
本发明引入磺酸负离子亲水基团，在水泥颗粒四周形成的该亲基团的影响下会带上负电荷，不但增大了聚羧酸减水剂高分子聚合物的溶解性，而且还十分容易与水分子形成氢键，形成具有一定机械强度的亲水性立体水化膜，该水化膜的形成会破坏水泥颗粒的絮凝结构，并释放包裹在其中的拌合水，提高水泥颗粒表面的润湿性，充分分散水泥颗粒。本发明引入预制小单体在水泥颗粒表面形成较厚的立体吸附层，在水泥颗粒间形成庞大的立体障碍，稳定有效的破泡导致水泥砂浆含气量大幅降低．使混凝土更加密实，不易产生细微裂纹，并且其有效阻止水泥颗粒的直接碰撞与物理凝聚，阻滞、延缓水泥水化进程，使水泥净浆流动度和混凝土坍落度经时损失小。
具体实施方式
实施例1
一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述自密实混凝土由一下质量份原料组成：水泥120份，硅灰60份，煤矸石30份，沸石粉11份，石子430份，砂子340份，高分散性减水剂7份，玻璃纤维9份，水40份；
所述自密实混凝土的制造方法包括以下步骤：
步骤一，制备高分散性减水剂：
（1）将二萜树脂酸，对苯二胺，甲苯加入到反应釜中加温至60℃，压力保持在0.12MPa，保压20分钟，泄压降温至常温常压，得到预制小单体，二萜树脂酸、对苯二胺和甲苯摩尔比为1:0.3: 5，
（2）向预制小单体中加入异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾和水，温度控制在80℃，调节pH到7，之后加入过硫酸铵和巯基丙酸，搅拌5分钟，预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:2:0.6，烯丙基磺酸钾与水的质量比1:40，
（3）降温至30-40℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为7ml/min，预制小单体、甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸摩尔比为1:0.4:0.1，滴加结束后加入抗坏血酸，搅拌10分钟，静置反应50分钟，得到高分散性减水剂。
步骤二，称取质量份水泥，硅灰，煤矸石，沸石粉，石子，砂子，玻璃纤维，加入到搅拌机中，搅拌12分钟，得到粉料预混料，
步骤三，向所述粉料预混料中加入水和所述高分散性减水剂，充分搅拌，得到所述高分散性减水剂自密实混凝土。
实施例2
一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述自密实混凝土由一下质量份原料组成：水泥130份，硅灰70份，煤矸石20份，沸石粉15份，石子450份，砂子330份，高分散性减水剂7份，玻璃纤维9份，水50份；
所述自密实混凝土的制造方法包括以下步骤：
步骤一，制备高分散性减水剂：
（1）将二萜树脂酸，对苯二胺，甲苯加入到反应釜中加温至70℃，压力保持在0.14MPa，保压30分钟，泄压降温至常温常压，得到预制小单体，二萜树脂酸、对苯二胺和甲苯摩尔比为1: 0.4:5，
（2）向预制小单体中加入异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾和水，温度控制在90℃，调节pH到7.5，之后加入过硫酸铵和巯基丙酸，搅拌10分钟，预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:2:0.5，烯丙基磺酸钾与水的质量比1: 60，
（3）降温至40℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为7ml/min，预制小单体、甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸摩尔比为1:0.4: 0.2，滴加结束后加入抗坏血酸，搅拌15分钟，静置反应55分钟，得到高分散性减水剂。
步骤二，称取质量份水泥，硅灰，煤矸石，沸石粉，石子，砂子，玻璃纤维，加入到搅拌机中，搅拌12分钟，得到粉料预混料，
步骤三，向所述粉料预混料中加入水和所述高分散性减水剂，充分搅拌，得到所述高分散性减水剂自密实混凝土。
实施例3
一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述自密实混凝土由一下质量份原料组成：水泥140份，硅灰50份，煤矸石30份，沸石粉15份，石子450份，砂子300份，高分散性减水剂8份，玻璃纤维4份，水45份；
所述自密实混凝土的制造方法包括以下步骤：
步骤一，制备高分散性减水剂：
（1）将二萜树脂酸，对苯二胺，甲苯加入到反应釜中加温至65℃，压力保持在0.13MPa，保压25分钟，泄压降温至常温常压，得到预制小单体，二萜树脂酸、对苯二胺和甲苯摩尔比为1:0.3:4，
（2）向预制小单体中加入异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾和水，温度控制在85℃，调节pH到8，之后加入过硫酸铵和巯基丙酸，搅拌5分钟，预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:4:0.5，烯丙基磺酸钾与水的质量比1:35，
（3）降温至30℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为6ml/min，预制小单体、甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸摩尔比为1:0.4:0.1，滴加结束后加入抗坏血酸，搅拌12分钟，静置反应55分钟，得到高分散性减水剂。
步骤二，称取质量份水泥，硅灰，煤矸石，沸石粉，石子，砂子，玻璃纤维，加入到搅拌机中，搅拌15分钟，得到粉料预混料，
步骤三，向所述粉料预混料中加入水和所述高分散性减水剂，充分搅拌，得到所述高分散性减水剂自密实混凝土。
实施例4
一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述自密实混凝土由一下质量份原料组成：水泥150份，硅灰70份，煤矸石35份，沸石粉14份，石子450份，砂子320份，高分散性减水剂3份，玻璃纤维5份，水40份；
所述自密实混凝土的制造方法包括以下步骤：
步骤一，制备高分散性减水剂：
（1）将二萜树脂酸，对苯二胺，甲苯加入到反应釜中加温至60℃，压力保持在0.12MPa，保压25分钟，泄压降温至常温常压，得到预制小单体，二萜树脂酸、对苯二胺和甲苯摩尔比为1: 0.4:4.2，
（2）向预制小单体中加入异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾和水，温度控制在85℃，调节pH到7.5，之后加入过硫酸铵和巯基丙酸，搅拌8分钟，预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:3: 0.6，烯丙基磺酸钾与水的质量比1:55，
（3）降温至30-40℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为5ml/min，预制小单体、甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸摩尔比为1: 0.5:0.15，滴加结束后加入抗坏血酸，搅拌12分钟，静置反应60分钟，得到高分散性减水剂。
步骤二，称取质量份水泥，硅灰，煤矸石，沸石粉，石子，砂子，玻璃纤维，加入到搅拌机中，搅拌15分钟，得到粉料预混料，
步骤三，向所述粉料预混料中加入水和所述高分散性减水剂，充分搅拌，得到所述高分散性减水剂自密实混凝土。
实施例5
一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述自密实混凝土由一下质量份原料组成：水泥100份，硅灰50份，煤矸石30份，沸石粉15份，石子450份，砂子350份，高分散性减水剂6份，玻璃纤维10份，水50份；
所述自密实混凝土的制造方法包括以下步骤：
步骤一，制备高分散性减水剂：
（1）将二萜树脂酸，对苯二胺，甲苯加入到反应釜中加温至65℃，压力保持在0.14MPa，保压25分钟，泄压降温至常温常压，得到预制小单体，二萜树脂酸、对苯二胺和甲苯摩尔比为1:0.2:4.8，
（2）向预制小单体中加入异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾和水，温度控制在80℃，调节pH到7，之后加入过硫酸铵和巯基丙酸，搅拌5分钟，预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:4:0.5，烯丙基磺酸钾与水的质量比1:45，
（3）降温至30-40℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为7ml/min，预制小单体、甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸摩尔比为1:0.45:0.1，滴加结束后加入抗坏血酸，搅拌15分钟，静置反应40分钟，得到高分散性减水剂。
步骤二，称取质量份水泥，硅灰，煤矸石，沸石粉，石子，砂子，玻璃纤维，加入到搅拌机中，搅拌12分钟，得到粉料预混料，
步骤三，向所述粉料预混料中加入水和所述高分散性减水剂，充分搅拌，得到所述高分散性减水剂自密实混凝土。
对比例1为使用普通聚羧酸减水剂替代实施例1中高分散性减水剂，其他混凝土组分与实施例1相同，
对比例2为使用普通聚羧酸减水剂替代实施例2中高分散性减水剂，其他混凝土组分与实施例2相同，
扩展度、坍落度和含气量的测试按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行；混凝土抗压强度和抗折强度均按照国家标准GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试；测试结果如表1所示。
表1混凝土测试结果:
综合表1从实施例和对比例可以分析出，相比于普通聚羧酸减水剂而言，不仅本申请减水剂的效果表现优秀，坍落度和扩展度损失较小，抗压强度和抗折强度也明显得到提高。含气量也明显减少，混凝土的自密实的效果主要来自于减水剂各基团相互配合，充分分散且消除其中的微小气泡。从而提高了混凝土的自密实程度，达到了混凝土领域优异性能。
Claims (10)
1.一种高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述自密实混凝土由以下质量份原料组成：水泥100-150份，硅灰50-70份，煤矸石20-40份，沸石粉10-15份，石子400-450份，砂子300-350份，高分散性减水剂3-8份，玻璃纤维2-10份，水40-50份；
所述自密实混凝土的制造方法包括以下步骤：
步骤一，制备高分散性减水剂：
（1）将二萜树脂酸，对苯二胺，甲苯加入到反应釜中加温至60-70℃，压力保持在0.12-0.14MPa，保压20-30分钟，泄压降温至常温常压，得到预制小单体，二萜树脂酸、对苯二胺和甲苯摩尔比为1:0.2-0.4:4-5，
（2）向预制小单体中加入异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾和水，温度控制在80-90℃，调节pH到7-8，之后加入过硫酸铵和巯基丙酸，搅拌5-10分钟，预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:2-4:0.5-0.6，烯丙基磺酸钾与水的质量比1:30-60，
（3）降温至30-40℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为5-7ml/min，预制小单体、甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸摩尔比为1:0.3-0.5:0.1-0.2，滴加结束后加入抗坏血酸，搅拌10-15分钟，静置反应40-60分钟，得到高分散性减水剂，
步骤二，称取质量份水泥100-150份，硅灰50-70份，煤矸石20-40份，沸石粉10-15份，石子400-450份，砂子300-350份，玻璃纤维2-10份，加入到搅拌机中，搅拌10-15分钟，得到粉料预混料，
步骤三，向所述粉料预混料中加入水40-50份和所述高分散性减水剂3-8份，充分搅拌，得到所述高分散性减水剂自密实混凝土。
2.根据权利要求1项所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，其特征在于，所述过硫酸铵加入量为预制小单体质量的3-5％，所述巯基丙酸加入量为预制小单体质量的5-6％。
3.根据权利要求1项所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，其特征在于，所述抗坏血酸加入量为甲基丙烯酸羟乙酯质量的10-15％。
4.根据权利要求1项所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，其特征在于，所述水泥优选为PO 52.5型普通硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1项所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述硅灰粒径在0.1-0.2μm，二氧化硅的质量百分比大于97％。
6.根据权利要求1项所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述沸石粉粒径在10-30μm。
7.根据权利要求1项所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述石子为5-20mm连续粒级的石子。
8.根据权利要求1项所述的高分散性减水剂自密实混凝土，所述反应釜中加温至60℃，压力保持在0.14MPa，保压25分钟。
9.根据权利要求9项所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述预制小单体、异丁烯基聚氧乙烯醚和烯丙基磺酸钾摩尔比为1:3:0.5。
10.根据权利要求1项所述的高分散性减水剂自密实混凝土的制造方法，所述降温至40℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯和富马酸溶液，滴加速度为5ml/min。
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