CN113461362A - 一种混凝土保水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种混凝土保水剂及其制备方法，该混凝土保水剂包括原料重量份数如下：羟丙基甲基纤维素2～10份、氢氧化钠1～10份、二乙异丙醇胺8～15份、三乙醇胺8～15份、支链淀粉2～10份、糖蜜1～5份、COPS‑1 1～5份、焦亚硫酸钠5～10份、乙二醇5～15份、抗泥型聚羧酸减水剂5～15份、硫氰酸钠1～10份、异戊烯醇聚氧乙烯醚5～10份、环状糊精1～5份、三聚氰胺1～5份、麦芽糊精1～5份、丙三醇3～10份、聚丙烯酰胺1～5份、消泡剂0.1～2份、防腐剂0.1～2份、去离子水836～950份。本发明所提出的保水剂具有纳米微细纤维组分，能有效插入水泥等胶材的水化矿物中，提高水泥等胶材的利用率，快速提高水泥颗粒的分散性，提升混凝土高效减水剂的功效。

Description

一种混凝土保水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及保水剂技术领域，特别涉及一种混凝土保水剂及其制备方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的不断加强，对混凝土的需求量不断上升，导致对水泥的需求量不断增加。因此，在保证混凝土工作性能和力学性能的前提下，应减少混凝土胶凝材料的用量。为了保持混凝土的高强度，胶凝材料的减少往往导致混凝土用水量的不断减少，进而影响混凝土的工作性能。由于聚羧酸系高效减水剂的局限性，混凝土高效减水剂用量的单方面增加往往导致混凝土不同程度的离析和泌水。在保证混凝土强度的基础上，保水剂可适当减少胶凝材料用量，可与减水剂合理匹配，以保证混凝土的工作性能。

目前关于保水剂方面的专利已有少量报道，其中中国专利CN110003375B提出了一种抗盐混凝土保水剂，其制备方法是将丙烯酸类物质和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入反应釜中，用去离子水溶解，用氢氧化钠中和至中性，加入烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠其中一种、疏水单体，并将其完全溶解；搅拌并升温至40～50℃，加入引发剂，反应7～8h；加入剩余的去离子水，得到粘稠状液体即为抗盐混凝土保水剂；该发明仅能提高混凝土的粘度，降低混凝土的离析，使得新拌混凝土具有良好的和易性能，降低了混凝土的泌水率。

中国专利CN107383274A提出一种长效混凝土保水剂，其制备方法是将丙烯酰胺、甲基丙烯酸、疏水单体、去离子水投入三口瓶中，开启机械搅拌，升温至45～50℃，在三口瓶中加入引发剂，搅拌均匀，降低搅拌速度，慢速搅拌，反应4～5h，再加入去离子水进行稀释，搅拌均匀后，停止搅拌，熟化4～5h，之后加入剩余的去离子水，加入5wt％的氢氧化钠溶液，搅拌均匀，得到无色透明粘稠溶液即为长效混凝土保水剂，该发明需要与混凝土外加剂进行复配，仅提高了混凝土的黏稠性，对于混凝土的离析及泌水具有长效改善作用，使得新拌混凝土具有良好的和易性能，降低了混凝土的泌水率。

中国专利CN111533844A提出一种改性混凝土保水剂，其制备方法是(1)将氧化剂溶于水，配置成浓度为0.1～10mol/L的水溶液，记为A溶液；将部分含双键的阴离子单体和碱溶于水，配置成0.1～10mol/L的水溶液，记为B溶液；(2)将还原剂、分子链调节剂、剩余部分的含双键的阴离子单体和水混合，边搅拌边加热至50～60℃，继续搅拌至完全溶解；(3)同时将配制好的A溶液和B溶液滴加到步骤(2)中，滴加时间为1.5～2.5h，温度为55～65℃，搅拌反应0.5～2h；然后降温至40℃以下，即得改性混凝土保水剂，该发明仅解决了聚羧酸高性能减水剂对砂石料的适应性。

目前大部分保水剂反应时间都较长，工艺繁琐，容易产生三废，污染环境，且要达到理想的混凝土状态需要与其他外加剂配和使用，操作不够简便，水泥、胶材利用率低，水泥颗粒的分散性差，水泥胶凝材料的粘聚性和粘结力较差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种混凝土保水剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明首先提供一种混凝土保水剂，具体技术方案如下：

一种混凝土保水剂，包括原料重量份数如下：羟丙基甲基纤维素2～10份、氢氧化钠1～10份、二乙异丙醇胺8～15份、三乙醇胺8～15份、支链淀粉2～10份、糖蜜1～5份、COPS-1 1～5份、焦亚硫酸钠5～10份、乙二醇5～15份、抗泥型聚羧酸减水剂5～15份、硫氰酸钠1～10份、异戊烯醇聚氧乙烯醚5～10份、环状糊精1～5份、三聚氰胺1～5份、麦芽糊精1～5份、丙三醇3～10份、聚丙烯酰胺1～5份、消泡剂0.1～2份、防腐剂0.1～2份、去离子水836～950份。

优选地，所述羟丙基甲基纤维素粘度选自100mPa.s、400mPa.s、4000mPa.s、15000mPa.s、100000mPa.s、200000mPa.s中的任意一种。

优选地，所述二乙异丙醇胺的水溶液浓度为70wt％-90wt％。

优选地，所述聚丙烯酰胺选自聚丙烯酰胺阳离子、聚丙烯酰胺阴离子、聚丙烯酰胺非离子中的任意一种。

本发明还提供一种混凝土保水剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将混凝土保水剂的原料先按比例称取去离子水于烧杯中；

步骤二、然后加入支链淀粉、羟丙基甲基纤维素、氢氧化钠之后，搅拌至完全溶解；

步骤三、再加入二乙异丙醇胺、三乙醇胺、糖蜜、COPS-1、焦亚硫酸钠、乙二醇、抗泥型聚羧酸减水剂、硫氰酸钠、异戊烯醇聚氧乙烯醚、环状糊精、三聚氰胺、麦芽糊精、丙三醇、聚丙烯酰胺，充分搅拌溶解；

步骤四、最后加入消泡剂和防腐剂，搅拌均匀，制得混凝土保水剂。

采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

1、本发明所提出的保水剂具有纳米微细纤维组分，能有效插入水泥等胶材的水化矿物中，提高水泥等胶材的利用率，快速提高水泥颗粒的分散性，提升混凝土高效减水剂的功效；

2、本发明提出的保水剂属于绿色环保型混凝土外加剂，且不需要加热，工艺简单，原料易得，合成过程中无三废产生，对环境友好，适于工业规模生产；

3、本发明所提出的保水剂具有吸附性和表面活性的官能团，可以增加水泥胶凝材料的粘聚性和粘结力。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进一步说明。

实施例一：

先按比例称取去离子水929g于2500ml烧杯中，然后加入支链淀粉2g、羟丙基甲基纤维素2g、氢氧化钠4g之后，先第一搅拌至完全溶解，然后再分别加入二乙异丙醇胺8g、三乙醇胺8g、糖蜜2g、COPS-1 1g、焦亚硫酸钠6g、乙二醇8g、抗泥型聚羧酸减水剂5g、硫氰酸钠8g、异戊烯醇聚氧乙烯醚8g、环状糊精1g、三聚氰胺1g、麦芽糊精1g、丙三醇3g、聚丙烯酰胺2g，充分第二搅拌溶解，再加入消泡剂0.5g和防腐剂0.5g，再第三搅拌均匀，制得混凝土保水剂。

实施例二：

先按比例称取888.5g去离子水于2500ml烧杯中，然后加入支链淀粉10g、羟丙基甲基纤维素10g、氢氧化钠10g之后，先搅拌至完全溶解，然后再分别加入二乙异丙醇胺14g、三乙醇胺14g、糖蜜5g、COPS-1 3g、焦亚硫酸钠4g、乙二醇10g、抗泥型聚羧酸减水剂8g、硫氰酸钠2g、异戊烯醇聚氧乙烯醚5g、环状糊精4g、三聚氰胺1g、麦芽糊精1g、丙三醇5g、聚丙烯酰胺5g，充分搅拌溶解，再加入消泡剂0.2g和防腐剂0.3g，搅拌均匀，制得混凝土保水剂。

实施例三：

先按比例称取911.3g去离子水于2500ml烧杯中，然后加入支链淀粉5g、羟丙基甲基纤维素5g、氢氧化钠10g之后，先搅拌至完全溶解，然后再分别加入二乙异丙醇胺12g、三乙醇胺12g、糖蜜3g、COPS-1 1g、焦亚硫酸钠7g、乙二醇6g、抗泥型聚羧酸减水剂12g、硫氰酸钠1g、异戊烯醇聚氧乙烯醚6g、环状糊精1g、三聚氰胺2g、麦芽糊精1g、丙三醇3g、聚丙烯酰胺1g，充分搅拌溶解，再加入消泡剂0.2g和防腐剂0.5g，搅拌均匀，制得混凝土保水剂。

针对本发明上述三个实施案例，做了保水性验证以及状态强度验证，实例中减水剂由聚羧酸母液复配而来，其中PCB为减水型45％含固母液，PBA为保坍型45％含固母液，代号2002为葡萄糖酸钠粉剂(98％纯度)。

混凝土保水剂5月16日实验数据：参照下表1

表1

混凝土保水剂5月17日实验数据：参照下表2

表2

从上述实验数据表1与表2分析可发现，加入实施案例合成的混凝土保水剂之后，泌水量明显减少，对于混凝土的状态也是有改善的，且对于混凝土的强度具有正面影响。

混凝土保水剂5月20日实验数据：参照下表3

表3

混凝土保水剂5月21日实验数据：参照下表4表4

保水剂5月22日实验数据：参照下表5

表5

从上述实验数据表3-表5可知，加入实施案例中的混凝土保水剂之后，对于混凝土损失有明显的改善，对于混凝土的强度具有正面影响。

由上述实施例1至实施例3、实用数据表1至表5可知：

本发明所提出的保水剂具有纳米微细纤维组分，能有效插入水泥等胶材的水化矿物中，提高水泥等胶材的利用率，快速提高水泥颗粒的分散性，提升混凝土高效减水剂的功效；

本发明提出的保水剂属于绿色环保型混凝土外加剂，且不需要加热，工艺简单，原料易得，合成过程中无三废产生，对环境友好，适于工业规模生产；

本发明所提出的保水剂具有吸附性和表面活性的官能团，可以增加水泥胶凝材料的粘聚性和粘结力。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种混凝土保水剂，其特征在于，包括原料重量份数如下：羟丙基甲基纤维素2～10份、氢氧化钠1～10份、二乙异丙醇胺8～15份、三乙醇胺8～15份、支链淀粉2～10份、糖蜜1～5份、COPS-1 1～5份、焦亚硫酸钠5～10份、乙二醇5～15份、抗泥型聚羧酸减水剂5～15份、硫氰酸钠1～10份、异戊烯醇聚氧乙烯醚5～10份、环状糊精1～5份、三聚氰胺1～5份、麦芽糊精1～5份、丙三醇3～10份、聚丙烯酰胺1～5份、消泡剂0.1～2份、防腐剂0.1～2份、去离子水836～950份。

2.根据权利要求1所述的混凝土保水剂，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素的粘度选自100mPa.s、400mPa.s、4000mPa.s、15000mPa.s、100000mPa.s、200000mPa.s中任意一种。

3.根据权利要求1所述的混凝土保水剂，其特征在于，所述二乙异丙醇胺的水溶液浓度为70wt％-90wt％。

4.根据权利要求1所述的混凝土保水剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺选自聚丙烯酰胺阳离子、聚丙烯酰胺阴离子、聚丙烯酰胺非离子中的任意一种。

5.一种混凝土保水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将混凝土保水剂的原料先按比例称取去离子水于烧杯中；

步骤二、然后加入支链淀粉、羟丙基甲基纤维素、氢氧化钠之后，搅拌至完全溶解；

步骤三、再加入二乙异丙醇胺、三乙醇胺、糖蜜、COPS-1、焦亚硫酸钠、乙二醇、抗泥型聚羧酸减水剂、硫氰酸钠、异戊烯醇聚氧乙烯醚、环状糊精、三聚氰胺、麦芽糊精、丙三醇、聚丙烯酰胺，充分搅拌溶解；

步骤四、最后加入消泡剂和防腐剂，搅拌均匀，制得混凝土保水剂。