CN113831153A

CN113831153A - 一种混凝土表面缓凝剂及其制备方法

Info

Publication number: CN113831153A
Application number: CN202111076428.0A
Authority: CN
Inventors: 李晓宁; 闫超强; 范德科; 瞿海洋; 朱玉雪; 李婷; 徐立杰; 张�浩
Original assignee: Cnbm Zhongyan Technology Co ltd
Current assignee: Cnbm Zhongyan Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2021-12-24
Anticipated expiration: 2041-09-14
Also published as: CN113831153B

Abstract

本发明公开了一种混凝土表面缓凝剂，采用增稠组分、渗透组分、缓凝组分和防腐组分复合而成。其中增稠组分包括无机增稠组分和有机增稠组分，渗透组分包括表面活性剂和无机盐，缓凝组分包含多种缓凝剂。解决现有技术产品在储存过程和高温环境中出现的变稀、析水、分层等问题，实现混凝土表面缓凝剂在长期存储和高温环境下的均质稳定，提高了产品均匀性和流挂性使其更易于使用，提高了缓凝效果使混凝土更容易冲刷露出骨料，延长了保质期，更有利于工程使用。

Description

一种混凝土表面缓凝剂及其制备方法

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土表面缓凝剂及其制备方法，用于新旧混凝土界面处理。

背景技术

目前我国正在大力发展装配式建筑，多种多样的混凝土构件需要解决新旧混凝土界面问题，并且构件在工厂预制生产后运送到现场组装，组装过程中涉及大量新旧混凝土的连接问题，人工凿毛的缺点显露无疑，不但增加了工序，而且效率低、劳动强度大，施工过程中也会造成环境污染，不符合建筑工程绿色发展理念。混凝土表面缓凝剂能够很好的解决新旧混凝土界面连接问题，通过涂覆在所需凿毛的混凝土表面，待混凝土养护脱模后，采用配套机械或手工进行拉毛或冲刷，可以有效获得粗糙的混凝土粘结界面，不需要锉、凿毛或喷砂处理，既保证了混凝土界面粘结质量，又降低了工作强度，提高了工作效率，对降低能耗、噪音和灰尘污染起到良好的作用。国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见明确提出，装配式建筑要满足适用、经济、安全、绿色、美观的要求，推广绿色建材是重点任务之一，提高绿色建材在装配式建筑中的应用比例，开发应用品种优良、节能环保、功能良好的新型建筑材料。混凝土表面缓凝剂在装配式建筑中的应用符合国家关于装配式建筑发展的规划要求，是一种绿色施工产品。

然而，申请人在工程应用中发现，现有专利中记载的产品和市售产品均存在高温下、长时间久放后出现产品变稀、析出水等产品均匀性问题，导致流挂性变弱、缓凝效果变差等缺点，本产品针对变稀、析水、分层等缺点，研发一种混凝土表面缓凝剂，研究表明，采用表面活性剂和无机盐协同增溶可将水锁住，同时可降低表面张力，有利于缓凝组分向混凝土内渗透，同时提高了产品均匀性和流挂性，提高了缓凝效果、延长了保质期。

发明内容

为弥补现有技术中的不足，本发明涉及一种混凝土表面缓凝剂以克服现有技术产品在储存过程和高温环境中出现的变稀、析水问题，实现混凝土表面缓凝剂在长期存储和高温环境下均质稳定，并且提高了产品均匀性和流挂性，提高了缓凝效果、延长了保质期，更有利于工程使用。

具体的，本发明的技术方案如下：

本发明混凝土表面缓凝剂，由增稠组分、渗透组分、缓凝组分、防腐组分和水组成。

优选的，混凝土表面缓凝剂，由如下重量百分比原料组成：

增稠组分7-15％，

渗透组分0.1-1％，

缓凝组分40-60％，

防腐组分1-2‰，

水余量。

优选的，所述增稠组分由无机增稠组分6.9-14.5％和有机增稠组分0.1-0.5％构成，无机增稠组分包括凹凸棒土、膨润土、高岭土、滑石粉、水合硅酸镁、水合硅酸镁铝的至少一种；有机增稠组分包括纤维素、纤维素醚、淀粉醚、乳胶粉、糊精、瓜尔胶、明胶、果胶、黄原胶的至少一种。

优选的，所述渗透组分由表面活性剂和无机盐组成，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、N’N-双羟乙基烷基酰胺、阴离子表面活性剂的至少一种；无机盐包括硫酸钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、三磷酸五钠的至少一种。

表面缓凝剂涂刷到模具之后，由于表面活性剂的加入一方面降低水泥浆体的表面张力，对水泥颗粒起到分散作用，另一方面有助于部分缓凝剂吸附在水泥颗粒表面，与缓凝剂起到协同作用；另外表面活性剂的加入使制备的膏状表面缓凝剂更易于涂刷，同时起到锁水、保水作用，提高表面缓凝剂的流挂性；更进一步的，表面活性剂在水溶液中大多呈对称球状，当浓度不断增大时，表面活性剂的亲水基构成棒状胶团的表面，内核为憎水基团，在表面活性剂溶液中加入无机盐时，胶团的双电层压缩，减少了表面活性剂亲水基之间的相互排斥作用，使得更多的表面活性剂进入胶团，胶团体积增大，胶团的形状为不对称的棒状结构，引起溶液粘度的增加，由此克服现有技术产品在储存过程和高温环境中出现的变稀、析水、分层等均匀性问题。

优选的，所述缓凝组分由含糖碳水化合物、多元醇及其衍生物42-58％、无机缓凝剂1-2％、羟基羧酸及其盐类1-5％、木质素磺酸盐0-1％组成。

优选的，所述含糖碳水化合物、多元醇及其衍生物包括糖蜜、蔗糖、葡萄糖、直链正辛烷、乙二醇、丙三醇至少一种。

优选的，所述无机缓凝剂包括硼酸及其盐、锌盐至少一种。

优选的，所述羟基羧酸及其盐类包括酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸及其盐、水杨酸、羟基乙叉二膦酸至少一种，所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸钠、木质素磺酸钙的至少一种。

本发明采用不同种类缓凝剂复配使用，将水泥凝结时间极大延长，提高水泥适应性并拓宽表面缓凝剂使用范围。糖类碳水化合物、多元醇及其衍生物缓凝剂吸附在水泥颗粒表面形成一层致密的吸附膜层，改变了水泥颗粒表面的双电层结构，使水泥颗粒吸附水分的过程及水化反应受到抑制；无机缓凝剂阻碍了Ca(OH)₂结晶，使C₃S无法正常生成水化硅酸钙凝胶，从而抑制水泥的水化反应；羟基羧酸及其盐缓凝剂的-OH、-COO^-等官能团可以与溶液中的Ca²⁺形成络盐，抑制Ca(OH)₂的结晶，从而有效地延长水泥水化的诱导期；此外，有些缓凝剂离子可以吸附到水泥水化产物晶体表面，抑制晶体的生长，也会起到延缓水化的作用。

优选的，所述防腐组分包括苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、丙酸及其盐、对羟基苯甲酸酯、脱氢醋酸及其钠盐、乳酸钠、富马酸中至少一种。

本发明还涉及混凝土表面缓凝剂的制备方法，包括：将增稠组分、渗透组分、缓凝组分、防腐组分和水混合均匀。

本发明具有以下优势：

1.通过采用无机增稠组分和有机增稠组分作为复合增稠组分，以提高混凝土表面缓凝剂的粘度，有利于提高其流挂性；

2.采用表面活性剂和无机盐作为渗透组分，既有利于缓凝剂在水泥颗粒表面的吸附，又提高了混凝土表面缓凝剂的可涂刷性和流挂性，同时使表面活性剂在无机盐作用下实现胶团体积的增大，克服现有技术产品在储存过程和高温环境中出现的变稀、析水、分层问题，提高了产品的均匀性和流挂性；

3.采用多种缓凝剂复配提高了缓凝效果和水泥适应性；

4.添加防腐组分避免混凝土表面缓凝剂高温腐化失效，与渗透组分共同延长产品的保质期，有利于工程应用。

具体实施方式

为使本发明的目的、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。

对本发明实施例和对比例原料制备的混凝土表面缓凝剂在50±1℃环境中存放7d后，首先进行均匀性分析，并将其涂覆于同一现浇混凝土的不同区域进行抗流挂性能、混凝土表层刻蚀深度和7d抗压强度比测试。

实施例1

混凝土表面缓凝剂，由如下原料组成：凹凸棒土10％、甲基纤维素0.2％、明胶0.1％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％、硫酸钠0.2％，蔗糖50％、丙三醇6％、硼酸1.7％、葡萄糖酸钠1.0％、木质素磺酸钠1.0％、苯甲酸钠1.5‰、水余量。经检测，混凝土表面缓凝剂呈均匀膏状，无分层，抗流挂性能为0.5mm，混凝土表层刻蚀深度为4.2mm，7d抗压强度比为102％。

实施例2

混凝土表面缓凝剂，由如下原料组成：水合硅酸镁8％、羟丙基甲基纤维素0.15％、黄原胶0.2％、N.N-双羟乙基烷基酰胺0.15％、磷酸钠0.2％、蔗糖40％、糖蜜15％、硼酸1.2％、柠檬酸3％，木质素磺酸钠1.0％、山梨酸钾1.0‰、水余量。经检测，混凝土表面缓凝剂呈均匀膏状，无分层，抗流挂性能为1.0mm，混凝土表层刻蚀深度为3.9mm，7d抗压强度比为100％。

实施例3

混凝土表面缓凝剂，由如下原料组成：膨润土12％、羟乙基纤维素0.5％、瓜尔胶0.2％，月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠0.1％，磷酸氢二钠0.5％、葡萄糖30％、乙二醇20％、丙三醇6％、硼酸1.5％、酒石酸1.5％、木质素磺酸钙0.2％、苯甲酸钠1.5‰、水余量。经检测，混凝土表面缓凝剂呈均匀膏状，无分层，抗流挂性能为1.0mm，混凝土表层刻蚀深度为4.0mm，7d抗压强度比为101％。

对比例1

混凝土表面缓凝剂，由如下原料组成：凹凸棒土10％、甲基纤维素0.2％、明胶0.1％，蔗糖50％、丙三醇6％、硼酸1.7％、葡萄糖酸钠1.0％、木质素磺酸钠1.0％、苯甲酸钠1.5‰、水余量。经检测，混凝土表面缓凝剂分层析水，抗流挂性能为5.5mm，混凝土表层刻蚀深度为2.5mm，7d抗压强度比为101％。

对比例2

混凝土表面缓凝剂，由如下原料组成：凹凸棒土10％、甲基纤维素0.2％、明胶0.1％，硫酸钠0.3％，蔗糖50％、丙三醇6％、硼酸1.7％、葡萄糖酸钠1.0％、木质素磺酸钠1.0％、苯甲酸钠1.5‰、水余量。经检测，混凝土表面缓凝剂分层析水，抗流挂性能为4.5mm，混凝土表层刻蚀深度为1.5mm，7d抗压强度比为102％。

对比例3

混凝土表面缓凝剂，由如下原料组成：凹凸棒土10％、甲基纤维素0.2％、明胶0.1％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.3％，蔗糖50％、丙三醇6％、硼酸1.7％、葡萄糖酸钠1.0％、木质素磺酸钠1.0％、苯甲酸钠1.5‰、水余量。经检测，混凝土表面缓凝剂分层析水，抗流挂性能为5.0mm，混凝土表层刻蚀深度为1.6mm，7d抗压强度比为100％。

对比例4

混凝土表面缓凝剂，由如下原料组成：甲基纤维素1％、明胶0.2％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％、硫酸钠0.2％，蔗糖50％、丙三醇6％、硼酸1.7％、葡萄糖酸钠1.0％、木质素磺酸钠1.0％、苯甲酸钠1.5‰、水余量。经检测，混凝土表面缓凝剂呈均匀膏状，无分层，抗流挂性能为1.5mm，混凝土表层刻蚀深度为3.5mm，7d抗压强度比为101％。

Claims

1.一种混凝土表面缓凝剂，其特征在于，由增稠组分、渗透组分、缓凝组分和防腐组分和水组成。

2.根据权利要求1所述的混凝土表面缓凝剂，其特征在于，由如下重量百分比原料组成：

增稠组分7-15％，

渗透组分0.1-1％，

缓凝组分40-60％，

防腐组分1-2‰，

水余量。

3.根据权利要求1所述的混凝土表面缓凝剂，其特征在于，所述增稠组分由无机增稠组分6.9-14.5％和有机增稠组分0.1-0.5％构成，无机增稠组分包括凹凸棒土、膨润土、高岭土、滑石粉、水合硅酸镁、水合硅酸镁铝的至少一种；有机增稠组分包括纤维素、纤维素醚、淀粉醚、乳胶粉、糊精、瓜尔胶、明胶、果胶、黄原胶的至少一种。

4.根据权利要求1所述的混凝土表面缓凝剂，其特征在于，所述渗透组分由表面活性剂和无机盐组成，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、N’N-双羟乙基烷基酰胺、阴离子表面活性剂的至少一种；无机盐包括硫酸钠、磷酸钠、磷酸氢二钠、三磷酸五钠的至少一种。

5.根据权利要求1所述的混凝土表面缓凝剂，其特征在于，所述缓凝组分由含糖碳水化合物、多元醇及其衍生物42-58％、无机缓凝剂1-2％、羟基羧酸及其盐类1-5％、木质素磺酸盐0-1％组成。

6.根据权利要求5所述的混凝土表面缓凝剂，其特征在于，所述含糖碳水化合物、多元醇及其衍生物包括糖蜜、蔗糖、葡萄糖、直链正辛烷、乙二醇、丙三醇至少一种。

7.根据权利要求5所述的混凝土表面缓凝剂，其特征在于，所述无机缓凝剂包括硼酸及其盐、锌盐至少一种。

8.根据权利要求5所述的混凝土表面缓凝剂，其特征在于，所述羟基羧酸及其盐类包括酒石酸及其盐、柠檬酸及其盐、葡萄糖酸及其盐、水杨酸、羟基乙叉二膦酸至少一种，所述木质素磺酸盐包括木质素磺酸钠、木质素磺酸钙的至少一种。

9.根据权利要求1所述的混凝土表面缓凝剂，其特征在于，所述防腐组分包括苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐、丙酸及其盐、对羟基苯甲酸酯、脱氢醋酸及其钠盐、乳酸钠、富马酸中至少一种。

10.根据权利要求1-9任一项混凝土表面缓凝剂的制备方法，其特征在于，制备方法包括：将增稠组分、渗透组分、缓凝组分、防腐组分和水混合均匀。