CN114057941A - 一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法 - Google Patents
一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114057941A CN114057941A CN202111487374.7A CN202111487374A CN114057941A CN 114057941 A CN114057941 A CN 114057941A CN 202111487374 A CN202111487374 A CN 202111487374A CN 114057941 A CN114057941 A CN 114057941A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sodium
- carboxymethyl starch
- preparation
- internal curing
- curing material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 239000011734 sodium Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims abstract description 39
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 title claims abstract description 18
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 title claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 22
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 claims abstract description 15
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 29
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 27
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 16
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LZCXCXDOGAEFQX-UHFFFAOYSA-N N-Acryloylglycine Chemical compound OC(=O)CNC(=O)C=C LZCXCXDOGAEFQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N N-Methylolacrylamide Chemical compound OCNC(=O)C=C CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XMPZTFVPEKAKFH-UHFFFAOYSA-P ceric ammonium nitrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[Ce+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XMPZTFVPEKAKFH-UHFFFAOYSA-P 0.000 claims description 2
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 abstract description 5
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 abstract description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 7
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical group CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 2
- 229920000247 superabsorbent polymer Polymers 0.000 description 2
- FJANPTQNXLPMKX-UHFFFAOYSA-N CC(C)(C[Na])NC(=O)C=C Chemical compound CC(C)(C[Na])NC(=O)C=C FJANPTQNXLPMKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- -1 ethylene propylene phosphoric acid Chemical compound 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 description 1
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 description 1
- 235000020777 polyunsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000003578 releasing effect Effects 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical class [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 1
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F251/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/38—Polysaccharides or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0045—Polymers chosen for their physico-chemical characteristics
- C04B2103/0051—Water-absorbing polymers, hydrophilic polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明公开了一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，此内养护材料具有明显的三维网络结构，孔尺寸50～100μm。制备方法如下：(1)将1.3％～2.4％羧甲基淀粉钠和水加入反应釜中加热搅拌；(2)将5.0％～6.8％功能性单体配成溶液；(3)用20％～40％浓度的中和剂配制中和度为50％～80％的丙烯酸钠溶液，冷却后加入0.01％～0.3％引发剂和0.005％～0.03％交联剂得A液；(4)将步骤(2)溶液加入反应釜，保温10～30min加入A液，保温1～3h，洗涤、干燥、粉磨即得。本发明制备的内养护材料吸自来水313～480g/g，释水率58％～78％，砂浆28d抗压强度最高提高12.95％，性能优于市场同类产品，具有较好吸水‑释水性能且不降低砂浆强度。本发明制备工艺简单，生产周期短，易于实现规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术中的混凝土外加剂制备领域，具体涉及一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法。
背景技术
混凝土内部毛细管失水形成的非饱和湿度是造成混凝土早期收缩开裂的主要原因。传统洒水、喷雾、围水、覆盖(覆草覆袋覆砂)、覆膜(塑料膜或养护剂膜)等“外养护”方法存在耗水量大、费时费力、养护不彻底、改善收缩开裂收效甚微等问题，通过预置吸水性材料为毛细管补充水分的内养护技术是一项高效抑制现代混凝土早期开裂极具潜力的前沿技术。提高内养护效果的一个重要条件就是吸水性材料能控制混凝土早期水分损失以及增加内部湿度，即要求该吸水性材料既能保水，又能在水化后期释水，高吸水性树脂(SAP)正好满足这一要求。但是现有的混凝土用高吸水树脂缺乏科学设计的合成思路，与混凝土的适应性也有待提高且价格昂贵，阻碍了其规模化生产和实质性应用。
目前，人们为了获得内养护效果良好的高吸水树脂型内养护材料，做了一些尝试和努力，如现有申请专利CN 108516886A一种改性高吸水树脂内养护剂制备方法。它先采用多不饱和脂肪酸将脂肪伯胺在有机溶剂中改性得到不饱和脂肪伯胺类单体；然后将不饱和脂肪伯胺类单体、不饱和酯类单体、不饱和聚氧乙烯醚大单体在引发剂和还原剂作用下进行自由基聚合反应，反应完成后加入改性硅酸钠溶液和分散剂，得到一种改性高吸水树脂内养护剂。现有申请专利CN 108911786A一种混凝土内养护剂及其制备方法，向丙烯酰胺、乙丙烯磷酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的水溶液中加入交联剂与引发剂后搅拌、静置得目标产物。现有申请专利CN 110963737A一种有机改性海泡石混凝土内养护剂及其制备方法和用途，将海泡石湿法球磨得到悬浊液，随后加入活化剂，搅拌均匀后与聚醚大单体和不饱和酰胺类小单体配制成的水溶液混合，将维生素C水溶液，部分中和的不饱和羧酸水溶液和引发剂加入其中，保温后加入阻聚剂水溶液，充分搅拌后烘干粉磨即得。
上述所提到的内养护材料均具有高吸水性且对混凝土无明显不利影响，但是存在不足之处：一是使用的原料种类繁多，不易获得，制备过程繁琐，反应时间过长，增大了成本且不利于工业化生产；二是缺乏针对混凝土复杂的碱性环境而科学设计内养护材料的合成思路，未能在混凝土碱性环境条件下设计并构建内养护材料的分子结构。三是尚未研制并开发出适应性能好的混凝土用高吸水性树脂。目前，混凝土内养护所用材料大部分从卫生材料、农林保水剂等借用而来。由于在混凝土中的使用环境与它们存在较大差别，对功能、形态等的要求也不一样，工业上和研究者们对究竟需要何种聚合物内养护材料没有形成共识。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，针对混凝土碱性环境，设计制备一种高吸水性树脂型内养护材料，制备工艺简单，成本低，内养护材料吸水、释水性能较好，对混凝土早期抗压强度影响小。
为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：羧甲基淀粉钠分子链上含有大量羟基和羧基、醚基等极性亲水基团，赋予了羧甲基淀粉钠较高的反应活性和亲水效果，同时这些基团能够与自由水作用结合形成氢键使其变成结合水，起到很好的保水效果。羧甲基淀粉钠可以作为一种能适应混凝土复杂碱性环境并发挥大分子链网络结构的优良内养护材料原料的选择。同时含有碳碳双键的不饱和烃可以增加聚合反应的活性且内养护材料吸水性能的高低取决于亲水性基团的亲水性，因此选取含亲水性基团的烯类单体进行接枝。合成方法优选成本低、制备工艺流程短，产物分子量均匀的水溶液聚合法，根据内养护材料交联程度和反应温度等条件选择合理的反应助剂。
本发明所涉及的一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料，其特征在于，由如下重量百分比的原料制备而成：
根据本发明的实施例，所述功能性单体为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺和丙烯腈中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述中和剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
根据本发明的实施例，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和硝酸铈铵中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、N-羧甲基丙烯酰胺和二乙烯基苯中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，包括以下步骤：
(1)将羧甲基淀粉钠和去离子水作为底物加入反应釜中加热并搅拌；
(2)将功能性单体溶于去离子水中得到功能性单体溶液备用；
(3)将一定浓度的中和剂缓慢加入到丙烯酸溶液中，配制为一定中和度的丙烯酸钠水溶液，冷却后将引发剂和交联剂加入到配制好的丙烯酸钠水溶液中，搅拌均匀得混合液A；
(4)将功能性单体溶液加入到反应釜中，保温t1时间后再将混合液A加入到反应釜中，保温t2时间后，洗涤、干燥、粉磨得到羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料。
根据本发明的实施例，步骤(1)中，所述加热温度为50～70℃，搅拌速度为100～200r/min，搅拌时间为20～40min。
根据本发明的实施例，步骤(3)中，所述一定浓度为20％～40％，一定中和度为50％～80％。
根据本发明的实施例，步骤(4)中，所述保温t1时间为10～30min，保温t2时间为1～3h。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明以羧甲基淀粉钠为接枝主链，其分子链上大量的羟基、羧基和醚基使其具有较高的反应活性和亲水效果，能是一种能适应混凝土复杂碱性环境并发挥大分子链网络结构的优良内养护材料原料选择。
本发明通过采用水溶液聚合法，制备工艺简单，操作条件易于实现和控制，生产周期短，所需生产设备少，原料易得且绿色环保无污染，易于实现规模化生产。
本发明所得到的羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料冷冻干燥后能观察到明显的三维网络结构，具有大量不同深度的褶皱和孔洞，孔尺寸介于50-100μm之间，二者形成不规则的表面交联形貌。这种网络结构可以提供吸水和储存空间，保证了内养护剂的高吸水率，也为水分子的吸收和释放提供了通道。内养护材料为叠层褶皱状，层与层之间的间隙有利于水分进入内养护材料，且层层交叠有利于吸水后分子结构的舒展，使内养护材料拥有较大膨胀容积。
本发明所得羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料吸自来水313～480g/g，吸饱和Ca(OH)2溶液90～165g/g，吸合成孔溶液41～72g/g，负压释水率58～78％；掺内养护材料砂浆28d抗压强度最高提高12.95％，性能优于对照例。
附图说明
图1为羧甲基淀粉钠分子结构式；
图2为实施例所得内养护剂的SEM图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术手段与优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的分析，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
吸液率：将干燥纯化后内养护剂(m1)称量到烧杯中，加入一定量的溶液，在室温下静置数小时。充分膨胀后，饱和吸水后测得的产品质量为m2。吸水率的计算公式：吸水率(g/g)＝(m2-m1)/m1。
释水率：采用负压法测定内养护剂的释水速率。将质量为m1的饱和凝胶在不同真空度下用真空水循环泵过滤，直至过滤完毕，测定凝胶质量为m2。释水率计算公式：释水率(％)＝(m2-m1)/m1×100％。
合成孔溶液的配制：分别称取0.14g CaSO4、3.90g K2SO4、2.77gNa2SO4、20.26g KOH和14.44g NaOH于烧杯中，然后加入去离子水至1000g，搅拌混合均匀即可。
实施例1：
将3.00g羧甲基淀粉钠和150.00g去离子水作为底物，一次性投入反应釜中并搅拌，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为40min，控制温度为70℃。
将10.00g丙烯酰胺溶于10.00g去离子水中得到丙烯酰胺溶液备用。
将30.07g30％氢氧化钠溶液缓慢加入到25.00g丙烯酸水溶液中，配制中和度为65％的丙烯酸钠水溶液，冷却后将0.13g引发剂和0.0107g交联剂加入到配制好的丙烯酸钠水溶液中，搅拌均匀得混合液A。
将丙烯酰胺溶液加入到反应釜中，保温20min后再将混合液A加入到反应釜中，保温1h后，洗涤、干燥、粉磨，即可得到实施例1的羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料。
实施例2：
将3.00g羧甲基淀粉钠和150.00g去离子水作为底物，一次性投入反应釜中并搅拌，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为40min，控制温度为70℃。
将10.00g丙烯酰胺溶于10.00g去离子水中得到丙烯酰胺溶液备用。
将30.07g30％氢氧化钠溶液缓慢加入到25.00g丙烯酸水溶液中，配制中和度为65％的丙烯酸钠水溶液，冷却后将0.13g引发剂和0.0111g交联剂加入到配制好的丙烯酸钠水溶液中，搅拌均匀得混合液A。
将丙烯酰胺溶液加入到反应釜中，保温20min后再将混合液A加入到反应釜中，保温1h后，洗涤、干燥、粉磨，即可得到实施例2的羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料。
实施例3：
将3.00g羧甲基淀粉钠和150.00g去离子水作为底物，一次性投入反应釜中并搅拌，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为40min，控制温度为70℃；
将10.00g丙烯酰胺溶于10.00g去离子水中得到丙烯酰胺溶液备用。
将32.38g30％氢氧化钠溶液缓慢加入到25.00g丙烯酸水溶液中，配制中和度为70％的丙烯酸钠水溶液，冷却后将0.13g引发剂和0.0107g交联剂加入到配制好的丙烯酸钠水溶液中，搅拌均匀得混合液A。
将丙烯酰胺溶液加入到反应釜中，保温20min后再将混合液A加入到反应釜中，保温1h后，洗涤、干燥、粉磨，即可得到实施例3的羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料。
实施例4：
将3.00g羧甲基淀粉钠和150.00g去离子水作为底物，一次性投入反应釜中并搅拌，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为40min，控制温度为70℃；
将10.00g丙烯酰胺溶于10.00g去离子水中得到丙烯酰胺溶液备用。
将30.07g30％氢氧化钠溶液缓慢加入到25.00g丙烯酸水溶液中，配制中和度为65％的丙烯酸钠水溶液，冷却后将0.18g引发剂和0.0107g交联剂加入到配制好的丙烯酸钠水溶液中，搅拌均匀得混合液A。
将丙烯酰胺溶液加入到反应釜中，保温20min后再将混合液A加入到反应釜中，保温1h后，洗涤、干燥、粉磨，即可得到实施例4的羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料。
实施例5：
将3.00g羧甲基淀粉钠和150.00g去离子水作为底物，一次性投入反应釜中并搅拌，搅拌速度为140r/min，搅拌时间为40min，控制温度为70℃。
将10.00g丙烯酰胺溶于10.00g去离子水中得到丙烯酰胺溶液备用。
将30.07g30％氢氧化钠溶液缓慢加入到25.00g丙烯酸水溶液中，配制中和度为65％的丙烯酸钠水溶液，冷却后将0.13g引发剂和0.0107g交联剂加入到配制好的丙烯酸钠水溶液中，搅拌均匀得混合液A。
将丙烯酰胺溶液加入到反应釜中，保温20min后再将混合液A加入到反应釜中，保温1h后，洗涤、干燥、粉磨，即可得到实施例5的羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料。
实施效果
测试实施例1至实施例5制得的内养护剂吸液-释液性能。选取市售某内养护剂粉剂作为对照例，结果见表1。
表1实施例和对照例吸液-释液性能测试结果
以实施例1为例，测试稀释后不同掺量下的抗压强度。试验参照GB/T 19671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》和JC/T 2551-2019《混凝土高吸水性树脂内养护剂》，制备胶砂强度试件尺寸为40mm×40mm×160mm。采用海螺P·O42.5水泥和中国厦门ISO标准砂有限公司的ISO标准砂进行测试。选取市售某内养护剂水剂作为对照例，掺量采用推荐掺量。
试验结果见表2.
表2实施例1不同掺量和对照例性能测试结果
从表1和表2可以看出，实施例中的内养护材料吸液倍率、负压释水率及砂浆抗压强度具有显著的实施效果。吸自来水313～480g/g，吸饱和Ca(OH)2溶液90～165g/g，吸合成孔溶液41～72g/g，负压释水率58％～78％。负压释水率与对照例相近的情况下，吸液率分别是对照例的2.4～3.7、1.7～3.1倍、1.5～2.6倍。掺内养护材料砂浆28d抗压强度最高提高12.95％，性能优于对照例。本发明通过采用水溶液聚合法，制备工艺简单，操作条件易于实现和控制，生产周期短，所需生产设备少，原料易得且绿色环保无污染，易于实现规模化生产。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应该视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，其特征在于，由如下重量百分比的原料制备而成：羧甲基淀粉钠：1.3～2.4％；功能性单体：5.0～6.8％；丙烯酸：13.5～14.5％；中和剂：5.0～5.5％；引发剂：0.01～0.3％交联剂：0.005～0.03％；去离子水：70.0～73.0％。
2.根据权利要求1所述一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，其特征在于，所述功能性单体为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺和丙烯腈中的至少一种。
3.根据权利要求1所述一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，其特征在于，所述中和剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
4.根据权利要求1所述一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和硝酸铈铵中的至少一种。
5.根据权利要求1所述一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，其特征在于，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、N-羧甲基丙烯酰胺和二乙烯基苯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将羧甲基淀粉钠和去离子水作为底物加入反应釜中加热并搅拌；
(2)将功能性单体溶于去离子水中得到功能性单体溶液备用；
(3)将一定浓度的中和剂缓慢加入到丙烯酸溶液中，配制为一定中和度的丙烯酸钠水溶液，冷却后将引发剂和交联剂加入到配制好的丙烯酸钠水溶液中，搅拌均匀得混合液A；
(4)将功能性单体溶液加入到反应釜中，保温t1时间后再将混合液A加入到反应釜中，保温t2时间后，洗涤、干燥、粉磨得到羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述加热温度为50～70℃，搅拌速度为100～200r/min，搅拌时间为20～40min。
8.根根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，一定浓度为20％～40％，一定中和度为50％～80％。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，保温t1时间为10～30min，保温t2时间为1～3h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111487374.7A CN114057941A (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111487374.7A CN114057941A (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114057941A true CN114057941A (zh) | 2022-02-18 |
Family
ID=80229062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111487374.7A Pending CN114057941A (zh) | 2021-12-06 | 2021-12-06 | 一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114057941A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115920858A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-04-07 | 四川省遂宁生态环境监测中心站 | 一种溶胀型树脂重金属吸附剂及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101638460A (zh) * | 2009-09-14 | 2010-02-03 | 内蒙古大学 | 羧甲基马铃薯淀粉与丙烯酰胺、丙烯酸及其钠盐接枝共聚制备高吸水树脂的方法 |
| CN102358773A (zh) * | 2011-07-11 | 2012-02-22 | 桂林理工大学 | 一种保水耐盐耐碱性混凝土内养护剂的制备方法 |
| CN107140890A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-08 | 刘忠元 | 一种植生混凝土及其施工方法 |
-
2021
- 2021-12-06 CN CN202111487374.7A patent/CN114057941A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101638460A (zh) * | 2009-09-14 | 2010-02-03 | 内蒙古大学 | 羧甲基马铃薯淀粉与丙烯酰胺、丙烯酸及其钠盐接枝共聚制备高吸水树脂的方法 |
| CN102358773A (zh) * | 2011-07-11 | 2012-02-22 | 桂林理工大学 | 一种保水耐盐耐碱性混凝土内养护剂的制备方法 |
| CN107140890A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-08 | 刘忠元 | 一种植生混凝土及其施工方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 阮承祥, 江西科学技术出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115920858A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-04-07 | 四川省遂宁生态环境监测中心站 | 一种溶胀型树脂重金属吸附剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103693883B (zh) | 一种保坍型聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN105542072B (zh) | 一种适用于强碱环境的混凝土内养护剂及其制备方法 | |
| JPS63254153A (ja) | 高分子電解質組成物 | |
| CN108048055B (zh) | 一种新型可延迟膨胀类堵漏剂及其制备方法 | |
| CN110423308A (zh) | 一种高吸水性树脂的制备方法及在降低渣土含水率的应用 | |
| CN114057941A (zh) | 一种羧甲基淀粉钠基混凝土内养护材料及其制备方法 | |
| CN105330334A (zh) | 一种硅烷改性混凝土内养护剂的制备方法 | |
| CN113105578B (zh) | 一种耐盐碱缓释吸水树脂及应用 | |
| CN103113508A (zh) | 一种具有较慢吸液速率的高吸水树脂、其制备方法及其应用 | |
| CN110655620A (zh) | 一种水性超支化聚丙烯酸酯乳液、制备方法及其应用 | |
| CN107434836A (zh) | 一种保水剂及其制作方法 | |
| CN109437658B (zh) | 一种混凝土保水剂及其制备方法 | |
| CN109232830B (zh) | 一种混凝土保坍型增强剂的制备方法 | |
| CN105330783B (zh) | 一种硅烷改性混凝土内养护剂的制备方法 | |
| CN108017750A (zh) | 一种温敏水凝胶保水剂及其制备方法和应用 | |
| CN101220171A (zh) | 处理高分子吸水膨胀树脂的方法 | |
| CN115260534A (zh) | 一种水泥基材料自修复微球及其制备方法和应用 | |
| CN115260535A (zh) | 一种高强度吸水树脂微胶囊及其制备方法和应用 | |
| CN108940198A (zh) | 负载金属铁元素的球形活性炭、其制备方法和用途 | |
| CN112299745A (zh) | 一种缓释型混凝土养护剂及其制备方法和应用 | |
| CN108516866B (zh) | 一种改性高吸水树脂内养护剂的制备方法 | |
| CN107325221A (zh) | 一种聚羧酸减水剂用复合粘度调节剂 | |
| CN103992435A (zh) | 一种羟丙基甲基纤维素接枝丙烯酸甲酯/醋酸乙烯酯固沙剂的合成方法 | |
| CN105330191A (zh) | 一种混凝土内养护剂的制备方法 | |
| CN114478962B (zh) | 一种保坍早强功能单体、保坍早强型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220218 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |