CN113045240A - 一种机制砂混凝土调节剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机制砂混凝土流动性调节剂，其成分包含：醇胺类物质、环氧乙烷、硫氰酸铵和一些辅助剂成分。本发明通过辅助剂成分与醇胺类物质的协同作用，提高了混凝土浆体的包裹性和流动性。从而减少施工裂缝、堵崩、以及坍损严重的情况，大大改善混凝土的和易性。

Description

一种机制砂混凝土调节剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土材料领域，具体涉及一种机制砂混凝土调节剂，更具体地，本发明还涉及所述机制砂混凝土调节剂制备方法。

背景技术

为了改善混凝土的性能，国内外加剂行业近年迅速发展，市场上出现各种针对混凝土某种缺陷的外加剂。通过针对性的使用这些混凝土外加剂而改善产品的缺陷。技术非常成熟、也为生产混凝土的企业广泛接受。例如：缓凝剂、泵送剂、砂石调节剂、减水剂、防水剂等等。

现在市场上大致类似的产品(或者包含部分相同作用效果的产品)名称比较多，例如：水泥增效剂、混凝土减胶剂、砂石调节剂等。主要的成分一般都会有三异丙醇胺、二异丙醇胺等醇胺类或酰胺类的化工原料。

CN110357487A公开了一种机制砂调节剂及其在含机制砂混凝土中的用途，机制砂调节剂，按照重量份的原料包括：二乙醇单异丙醇胺10-15％、麦芽糖糊精2-5％、二丙胺5-10％、科莱恩聚醚类混凝土用引气剂1-3％、六偏磷酸钠5-10％、余量为水，麦芽糖糊精是以各类淀粉作原料，经酶法工艺低程度控制水解转化，提纯，干燥而成，其水解DE值在20％以下，二丙胺分子式C6H15N或(CH3CH2CH2)2NH；分子量101.19；无色液体，有氨的气味；可混溶于乙醇、乙醚、苯、丙酮；易燃液体；主要用途：有机合成中间体，及作溶剂。本发明机制砂调节剂，工艺简单、操作方便，生产过程无废料，环保可靠，利于大规模工业化生产，使用时，可有效的提高混凝土强度，减少胶材用量，并且能调节混凝土包裹性和增加混凝土流动性。

CN110041003A公开了一种高标混凝土状态调节剂及其制备方法，混凝土状态调节剂是由下述组分及质量份数的原料制成的：丙烯酰胺类单体15～20份，丙烯酸类单体1.2～2.0份，疏水单体0.8～1.1份，聚醚类单体2.0～4.0份，引发剂0.02～0.05份，碱液8.0～8.5份，去离子水1300～1800份。丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或两种；丙烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸酐中的一种；疏水单体为醋酸乙烯酯；聚醚类单体为甲基烯丙基聚氧乙烯醚；引发剂为氧化还原体系。本发明还提供了制备方法。本发明的高标混凝土状态调节剂在高标混凝土中黏聚性能好，黏度适中，流速好，不发硬，易施工，性能良好，且制备工艺简单。

CN105061704A公开了一种混凝土水化调节剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将二元酸、二元胺、不饱和酸和催化剂投入反应釜中，于70～130℃下恒温反应2～5小时，得到不饱和聚酰胺单体；(2)将不饱和聚醚、不饱和聚酰胺单体和与水一起加入到反应釜中，升温至50～70℃，然后分别于3～4小时内滴加引发剂、链转移剂、不饱和酸，滴加结束后保温1.5～4小时，得到反应产物；(3)将步骤(2)的反应产物降温至38～43℃，调整pH至6.0～7.0，得到混凝土水化调节剂。本发明所制备的混凝土水化调节剂可根据具体工程对混凝土凝结时间的要求，通过控制水化调节剂分子链中聚酰胺的侧链长度，实现对混凝土水化过程的控制，在满足快凝的同时不影响新拌混凝土的工作性能。

目前虽然现有技术中存在对混凝土调节剂的研究，但是依然存在不足，如各种单一功能型的外加剂虽然在一定程度上可以改善混凝土的某种特有的性能，但甚少有同时多方面改善各种性能、增加混凝土和易性的综合性能以及改善型的外加剂，尤其对于机制砂混凝土的流动性调节剂研究很少。因此，急需提供一种能改善机制砂混凝土的流动性的调节剂及其制备技术。

发明内容

本发明旨在提供一种环保无污染、成本低廉的新型复合型机制砂混凝土流动性调节剂及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

本发明中，发明人设计出的调节剂配方，针对混凝土的各种工作性能进行综合性的改善、大大丰富混凝土的浆体，提高包裹性和流动性。从而减少施工裂缝、堵崩、以及坍损严重的情况，大大改善混凝土的和易性。

调节剂的大体成分包含：三异丙醇胺、二异丙醇胺、环氧乙烷、硫氰酸铵。醇胺类的物质比例含量在在90％左右，各种醇胺类的原料按相同比例投放。最佳比例成分就是严格按照相同比例要求，误差不能超过设计量的1％。除醇胺类物质外，调节剂还包括一些辅助类，例如葡萄糖酸钠、无水硫酸钠、工业甘油、白糖、柠檬酸、亚硝酸钠、纤维素、消泡剂的材料。

本发明的辅助类剂材料与醇胺类物质相互协同作用，能将混凝土的性能改善至较优的状态，例如，针对混凝土在高温下的保坍、在低温下保坍、防冻作用、延长凝结时间、增加粘稠度、改善和易性、增加流动性、抑制混凝土中的有害气泡、减少凝结时间等一系列性能有着意料不到的效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机制砂混凝土的流动性调节剂，以质量份包含如下成分：

醇胺类物质 80-90份

环氧乙烷 1-5份

硫氰酸铵 1-5份

辅助剂 1-10份。

所述醇胺类物质包括三异丙醇胺、二异丙醇胺的一种或其组合。

所述辅助剂包含的各成分质量份组成为：

葡萄糖酸钠 20-30％

无水硫酸钠 1-10％

工业甘油 1-10％

白糖 1-10％

柠檬酸 10-15％

亚硝酸钠 10-20％

纤维素 10-20％

消泡剂 余量。

在一些实施例中，所述消泡剂包含三烷基三聚氰胺、氰脲酰氯三聚氰胺、聚二甲基硅氧烷的一种或其组合。

同时，本发明另一方面提供一种机制砂混凝土的流动性调节剂的制备方法，其特征包括如下步骤：

1)、按照质量份，准备所需的各种原料成分；

2)、在温度30-60℃的水中，依次注入生产所需的醇胺类的原料，在搅拌罐里初步搅拌、上下层进行循环混合；

3)、同时依次加入环氧乙烷、硫氰酸钠、以及各种辅助剂材料，待全部溶解后，进行充分搅拌后，静置4-6小时，让产品冷却达到常温状态后，得到流动性调节剂。

在一些实施例中，所述步骤2)中转速1000-1500转/分。

在一些实施例中，所述步骤3)中搅拌时间为10-30分钟。

有益效果

相比现有技术，本发明具有如下的技术效果：

本发明流动性调节剂会针对混凝土的各种工作性能进行综合性的改善、大大丰富混凝土的浆体，提高包裹性和流动性。从而减少施工裂缝、堵崩、以及坍损严重的情况，大大改善混凝土的和易性。调节剂中的葡萄糖酸钠针对在高温下的保坍、白糖针对在低温下保坍、亚硝酸钠起到防冻作用、柠檬酸可以延长凝结时间、纤维素能增加混凝土的粘稠度、改善和易性、消泡剂可以抑制混凝土中的有害气泡、无水硫酸钠可以减少凝结时间等，本发明的调节剂也综合地改善水泥的性能。

具体实施方式

在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。

所属领域的技术人员将认识到：本发明所描述的化学反应可以用来合适地制备许多本发明的其他化合物，且用于制备本发明的化合物的其它方法都被认为是在本发明的范围之内。例如，根据本发明那些非例证的化合物的合成可以成功地被所属领域的技术人员通过修饰方法完成，如适当的保护干扰基团，通过利用其他已知的试剂除了本发明所描述的，或将反应条件做一些常规的修改。另外，本发明所公开的反应或已知的反应条件也公认地适用于本发明其他化合物的制备。

本发明包含三异丙醇胺、二异丙醇胺、环氧乙烷、硫氰酸铵和一些辅助类(葡萄糖酸钠、无水硫酸钠、工业甘油、白糖、柠檬酸、亚硝酸钠、纤维素、消泡剂)辅助剂材料。醇胺类的物质比例含量在在90％左右，各种醇胺类的原料按相同比例投放。最佳比例成分就是严格按照相同比例要求，误差不能超过设计量的1％。

另外各种辅助性的小材料按照所需要改善的混凝土特定的工作性来投放。例如：葡萄糖酸钠针对在高温下的保坍、白糖针对在低温下保坍、亚硝酸钠起到防冻作用、柠檬酸可以延长凝结时间、纤维素能增加混凝土的粘稠度、改善和易性。甘油起到增加流动性的作用。消泡剂可以抑制混凝土中的有害气泡。无水硫酸钠可以减少凝结时间。这些辅助剂材料的投放比例按照针对改善的程度分为3级，第一级5kg/T(轻微改善)第二级10kg/T(标准改善)第三级15kg/T(重大改善)。视具体情况而定，选择不同的等级进行灵活地投放。

以下是本发明具体实施例中对机制砂混凝土流动性调节剂的制备工艺。

实施例1：

1)、按照质量份，准备好所需的各种原料成分；

其中原料组成中以质量份包含如下成分：

三异丙醇胺90份、环氧乙烷2份、硫氰酸铵3份、辅助剂5份；所述辅助剂包含的各成分质量份组成为：葡萄糖酸钠30％、无水硫酸钠6％、工业甘油4％、白糖5％、柠檬酸15％、亚硝酸钠10％、纤维素20％、三烷基三聚氰胺10％。

2)、在温度50℃的水中，依次注入生产所需的醇胺类的原料，在搅拌罐里初步搅拌、上下层进行循环混合；

3)、同时依次加入环氧乙烷、硫氰酸钠、以及各种辅助剂材料，待全部溶解后，进行转速1200转/分的充分搅拌20分钟后，静置6小时，让产品冷却达到常温状态后，得到流动性调节剂。

实施例2：

1)、按照质量份，准备好所需的各种原料成分；

其中原料组成中以质量份包含如下成分：

三异丙醇胺85份、环氧乙烷5份、硫氰酸铵4份、辅助剂6份；所述辅助剂包含的各成分质量份组成为：葡萄糖酸钠23％、无水硫酸钠7％、工业甘油6％、白糖5％、柠檬酸10％、亚硝酸钠10％、纤维素20％、聚二甲基硅氧烷19％。

2)、在温度45℃的水中，依次注入生产所需的醇胺类的原料，在搅拌罐里初步搅拌、上下层进行循环混合；

3)、同时依次加入环氧乙烷、硫氰酸钠、以及各种辅助剂材料，待全部溶解后，进行转速1300转/分的充分搅拌30分钟后，静置5小时，让产品冷却达到常温状态后，得到流动性调节剂。

实施例3：

1)、按照质量份，准备好所需的各种原料成分；

其中原料组成中以质量份包含如下成分：

三异丙醇胺87份、环氧乙烷4份、硫氰酸铵5份、辅助剂4份；所述辅助剂包含的各成分质量份组成为：葡萄糖酸钠26％、无水硫酸钠6％、工业甘油6％、白糖5％、柠檬酸20％、亚硝酸钠15％、纤维素10％、聚二甲基硅氧烷12％。

2)、在温度50℃的水中，依次注入生产所需的醇胺类的原料，在搅拌罐里初步搅拌、上下层进行循环混合；

3)、同时依次加入环氧乙烷、硫氰酸钠、以及各种辅助剂材料，待全部溶解后，进行转速1500转/分的充分搅拌25分钟后，静置5小时，让产品冷却达到常温状态后，得到流动性调节剂。

实施例4

1)、按照质量份，准备好所需的各种原料成分；

其中原料组成中以质量份包含如下成分：

三异丙醇胺85份、环氧乙烷3份、硫氰酸铵3份、辅助剂9份；所述辅助剂包含的各成分质量份组成为：葡萄糖酸钠28％、无水硫酸钠6％、工业甘油5％、白糖6％、柠檬酸15％、亚硝酸钠15％、纤维素15％、三烷基三聚氰胺10％。

2)、在温度50℃的水中，依次注入生产所需的醇胺类的原料，在搅拌罐里初步搅拌、上下层进行循环混合；

3)、同时依次加入环氧乙烷、硫氰酸钠、以及各种辅助剂材料，待全部溶解后，进行转速1200转/分的充分搅拌20分钟后，静置6小时，让产品冷却达到常温状态后，得到流动性调节剂。

实施例5

1)、按照质量份，准备好所需的各种原料成分；

其中原料组成中以质量份包含如下成分：

三异丙醇胺86份、环氧乙烷4份、硫氰酸铵6份、辅助剂4份；所述辅助剂包含的各成分质量份组成为：葡萄糖酸钠25％、无水硫酸钠10％、工业甘油5％、白糖8％、柠檬酸12％、亚硝酸钠15％、纤维素20％、氰脲酰氯三聚氰胺5％。

2)、在温度50℃的水中，依次注入生产所需的醇胺类的原料，在搅拌罐里初步搅拌、上下层进行循环混合；

3)、同时依次加入环氧乙烷、硫氰酸钠、以及各种辅助剂材料，待全部溶解后，进行转速1200转/分的充分搅拌20分钟后，静置6小时，让产品冷却达到常温状态后，得到流动性调节剂。

测试流动性(和易性)

和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能，是一个很综合的性能，其中包含流动性、保水性等。

本发明参照GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》水泥净浆流动度性能指标测试方法，对本发明的实施例1-5所制备的调节剂进行了相关实验来验证本发明的技术效果，并与市售的普通聚羧酸减水剂进行了对水泥改性效果的对比。

具体测试条件为，分别对实施例1-5所制得的高适应性混凝土流动性稳定剂和市售的聚羧酸减水剂(对比例)按照折固掺量0.12％进行混凝土流动度(水泥净浆流动度单位mm)性能测试，采用海螺P.O42.5普通硅酸盐水泥，混凝土配合比为：水泥180kg/m3、粉煤灰60kg/m3、矿粉60kg/m3、机制砂830kg/m3、石子1055kg/m3、水165kg/m3。

具体结果如表1。

表1：

样品	流动度mm	常压泌水率
			实施例1	224	0.5
实施例2	228	0.7
			实施例3	236	0.8
实施例4	222	0.6
			实施例5	231	0.6
对比例	240	7.5

试验结果表明，本发明的实施例所制备的调节剂相比市售的的聚羧酸减水剂，均解决了离析、泌水的问题，同时提高了本发明调节剂应用时的和易性和包裹性。

以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (7)

1.一种机制砂混凝土的流动性调节剂，以质量份包含如下成分：

醇胺类物质80-90份

环氧乙烷1-5份

硫氰酸铵1-5份

辅助剂1-10份。

2.如权利要求1所述一种机制砂混凝土的流动性调节剂，所述醇胺类物质包括三异丙醇胺、二异丙醇胺的一种或其组合。

3.如权利要求1所述一种机制砂混凝土的流动性调节剂，所述辅助剂包含的各成分质量分数组成为：

葡萄糖酸钠20-30％

无水硫酸钠1-10％

工业甘油1-10％

白糖1-10％

柠檬酸10-15％

亚硝酸钠10-20％

纤维素10-20％

消泡剂余量。

4.如权利要求1所述一种机制砂混凝土的流动性调节剂，所述消泡剂包含三烷基三聚氰胺、氰脲酰氯三聚氰胺、聚二甲基硅氧烷的一种或其组合。

5.一种如权利要求1-4所述机制砂混凝土的流动性调节剂的制备方法，其特征包括如下步骤：

1)、按照质量份，准备所需的各种原料成分；

2)、在温度30-60℃的水中，依次注入生产所需的醇胺类的原料，在搅拌罐里初步搅拌、上下层进行循环混合；

3)、同时依次加入环氧乙烷、硫氰酸钠、以及各种辅助剂材料，待全部溶解后，进行充分搅拌后，静置4-6小时，让产品冷却达到常温状态后，得到流动性调节剂。

6.如权利要求5所述一种机制砂混凝土的流动性调节剂的制备方法，所述步骤2)中转速1000-1500转/分。

7.如权利要求5所述一种机制砂混凝土的流动性调节剂的制备方法，所述步骤3)中搅拌时间为10-30分钟。