CN114835433A - 一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂 - Google Patents
一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，属于混凝土调节剂技术领域，包括重量份如下的各组分：改性颗粒5‑10份、减水剂5‑8份、消泡剂1‑5份、增稠剂4‑8份和一定量的水。本发明中，通过将改性聚乙二醇与二氧化钛纳米管的官能团负载，能够提高聚乙二醇与二氧化钛纳米管的表面能，从而能够提高石灰石粉在混凝土单位体积内的分散度，继而通过二氧化钛纳米管对聚乙烯醇和聚乙二醇的负载，提高对石灰石粉的润滑相适性，能够在凝胶状态下与石粉混凝土进行填充负载，使得改性后的石粉混凝土在改性颗粒的作用下降低石灰石粉对坍落度的影响，有利于对石粉混凝土坍落度的调节控制。
Description
技术领域
本发明属于混凝土调节剂技术领域，尤其涉及一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂。
背景技术
石灰石粉主要用来降低混凝土的温升、改善混凝土的工作性能，同时有利于资源的综合利用。在自密实泵中掺加石灰石粉，石灰石粉在相同水和灰的比例下，单独掺入要比掺入粉煤灰的混凝土黏聚性与流动性要好，适量掺入细度微小的石灰石粉更能保持流动性，石灰石粉不但可以发挥微细填料的作用，显著改善混凝土体系的微细颗粒体系的级配组成，而且石灰石粉也具有一定的水化活性，对胶凝材料体系的早期水化具有促进作用。石灰石粉已被广泛用作混凝土惰性矿物掺和料，已有很多大型工程应用石灰石粉混凝土；
但是，由于石灰石粉的比表面积大，在取代率增大时，混凝土单位体积内细粉增多，需水量增加，而反应速度没有放缓，因此坍落度损失过大，石灰石粉对混凝土的抗氯离子渗透性有一定的不利影响为了保持一定的坍落度，需要在石灰石粉中加入传统混凝土添加剂中，虽然聚羧酸外加剂优异的减水性能和良好坍落度保持能力已被业界广泛认可，但由于存在对水泥矿物组成、水泥细度、石膏形态和掺量、外加剂添加量和、配合比、用水量以及混凝土拌和工艺具有极高的敏感度，无法满足石灰石粉混凝土加工过程中调节处理效果，影响了石灰石粉制备的混凝土产品在工程中的广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决传统石灰石粉的比表面积大，在取代率增大时，混凝土单位体积内细粉增多，需水量增加，而反应速度没有放缓，因此坍落度损失过大的问题，而提出的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，包括重量份如下的各组分：
改性颗粒5-10份、减水剂5-8份、消泡剂1-5份、增稠剂4-8份和一定量的水。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述改性颗粒为二氧化钛纳米管交联聚乙二醇及聚乙烯醇颗粒。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述消泡剂为有机硅氧烷消泡剂和聚醚类消泡剂中的一种或组合。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述增稠剂为甲基纤维素、有机膨润土、聚氨酯增稠剂、淀粉、黄原胶和明胶中的一种或组成。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述减水剂为高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂，包括聚羧酸减水剂母剂10-15份、缓凝剂5-8份、保坍剂3-6份。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的组合物，且葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的比值为3.4:1.5:2.5：5.5。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述保坍剂为烷基酚聚氧乙烯醚微粒。
作为上述技术方案的进一步描述：
一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂的制备方法，具体包括以下步骤：
S101、在配方量的水内加入改性颗粒后置入搅拌釜内，等待升温至40℃充分混合后，依次加入配方量的减水剂，等待充分混合后，静置消泡；
S102、等待消泡结束后，在低转速下缓慢加入消泡剂和增稠剂后，制备调节剂完成；
S103、将上述制备的调节剂按一定比例调和后，得到石粉混凝土稀释调节剂。
作为上述技术方案的进一步描述：
高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂的制备方法，具体包括以下步骤：将聚羧酸减水剂加入混料釜内，等待升温后，加入保坍剂等待充分混料结束后，缓慢滴加缓凝剂，等待缓凝剂与溶剂充分混合后，得到高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述混料釜转速为500-800R/min，且混料釜升温温度为30℃。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过将改性聚乙二醇与二氧化钛纳米管的官能团负载，能够提高聚乙二醇与二氧化钛纳米管的表面能，从而能够提高石灰石粉在混凝土单位体积内的分散度，继而通过二氧化钛纳米管对聚乙烯醇和聚乙二醇的负载，提高对石灰石粉的润滑相适性，能够在凝胶状态下与石粉混凝土进行填充负载，使得改性后的石粉混凝土在改性颗粒的作用下降低石灰石粉对坍落度的影响，有利于对石粉混凝土坍落度的调节控制。
2、本发明中，通过聚羧酸减水剂中加入烷基酚聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚能够在混凝土与石灰石粉混合时，搅拌胶体粘度变小时对细微的石灰石粉表面进行充分吸附，同时通过缓凝剂的作用下延长聚羟酸减水剂的持续效果，通过分子间的交联形成网络结构，能够降低减水剂在石灰石粉内的团聚，有效提高胶体状态下减水剂的分散效果，避免团聚作用下快速作用的减水剂对石灰石粉坍落度的影响，进一步减少石灰石粉减水作用下导致坍落度难以控制的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种技术方案：一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，包括重量份如下的各组分：
改性颗粒5份、减水剂5份、消泡剂1份、增稠剂4份和一定量的水；
所述改性颗粒为二氧化钛纳米管交联聚乙二醇及聚乙烯醇颗粒，所述消泡剂为有机硅氧烷消泡剂和聚醚类消泡剂中的一种或组合，所述增稠剂为甲基纤维素、有机膨润土、聚氨酯增稠剂、淀粉、黄原胶和明胶中的一种或组成，所述减水剂为高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂，包括聚羧酸减水剂母剂10份、缓凝剂5份、保坍剂3份，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的组合物，且葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的比值为3.4:1.5:2.5：5.5，所述保坍剂为烷基酚聚氧乙烯醚微粒；
一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂的制备方法，具体包括以下步骤：
S101、在配方量的水内加入改性颗粒后置入搅拌釜内，等待升温至40℃充分混合后，依次加入配方量的减水剂，等待充分混合后，静置消泡；
S102、等待消泡结束后，在低转速下缓慢加入消泡剂和增稠剂后，制备调节剂完成；
S103、将上述制备的调节剂按一定比例调和后，得到石粉混凝土稀释调节剂；
高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂的制备方法，具体包括以下步骤：将聚羧酸减水剂加入混料釜内，等待升温后，加入保坍剂等待充分混料结束后，缓慢滴加缓凝剂，等待缓凝剂与溶剂充分混合后，得到高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂，所述混料釜转速为500-800R/min，且混料釜升温温度为30℃。
实施方式具体为：其中，二氧化钛纳米管的交联方法主要通过将二氧化钛纳米管混合于强酸溶液中，反应得到表面含有羧基官能团的二氧化钛纳米管，将得到的表面含有羧基官能团的二氧化钛纳米管与溶剂混合后得到混合液A，将聚乙二醇及聚乙烯醇与溶剂混合后得到混合液B，将混合液A和混合液B混合后，加热反应后，溶剂挥发后得到改性二氧化钛纳米管。
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，包括重量份如下的各组分：
改性颗粒10份、减水剂8份、消泡剂5份、增稠剂8份和一定量的水；
所述改性颗粒为二氧化钛纳米管交联聚乙二醇及聚乙烯醇颗粒，所述消泡剂为有机硅氧烷消泡剂和聚醚类消泡剂中的一种或组合，所述增稠剂为甲基纤维素、有机膨润土、聚氨酯增稠剂、淀粉、黄原胶和明胶中的一种或组成，所述减水剂为高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂，包括聚羧酸减水剂母剂15份、缓凝剂8份、保坍剂6份，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的组合物，且葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的比值为3.4:1.5:2.5：5.5，所述保坍剂为烷基酚聚氧乙烯醚微粒；
一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂的制备方法，具体包括以下步骤：
S101、在配方量的水内加入改性颗粒后置入搅拌釜内，等待升温至40℃充分混合后，依次加入配方量的减水剂，等待充分混合后，静置消泡；
S102、等待消泡结束后，在低转速下缓慢加入消泡剂和增稠剂后，制备调节剂完成；
S103、将上述制备的调节剂按一定比例调和后，得到石粉混凝土稀释调节剂；
高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂的制备方法，具体包括以下步骤：将聚羧酸减水剂加入混料釜内，等待升温后，加入保坍剂等待充分混料结束后，缓慢滴加缓凝剂，等待缓凝剂与溶剂充分混合后，得到高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂，所述混料釜转速为500-800R/min，且混料釜升温温度为30℃。
实施例3
本发明提供一种技术方案：一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，包括重量份如下的各组分：
改性颗粒8份、减水剂7份、消泡剂3.5份、增稠剂6份和一定量的水；
所述改性颗粒为二氧化钛纳米管交联聚乙二醇及聚乙烯醇颗粒，所述消泡剂为有机硅氧烷消泡剂和聚醚类消泡剂中的一种或组合，所述增稠剂为甲基纤维素、有机膨润土、聚氨酯增稠剂、淀粉、黄原胶和明胶中的一种或组成，所述减水剂为高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂，包括聚羧酸减水剂母剂12份、缓凝剂6.5份、保坍剂4.5份，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的组合物，且葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的比值为3.4:1.5:2.5：5.5，所述保坍剂为烷基酚聚氧乙烯醚微粒；
一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂的制备方法，具体包括以下步骤：
S101、在配方量的水内加入改性颗粒后置入搅拌釜内，等待升温至40℃充分混合后，依次加入配方量的减水剂，等待充分混合后，静置消泡；
S102、等待消泡结束后，在低转速下缓慢加入消泡剂和增稠剂后，制备调节剂完成；
S103、将上述制备的调节剂按一定比例调和后，得到石粉混凝土稀释调节剂；
高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂的制备方法，具体包括以下步骤：将聚羧酸减水剂加入混料釜内，等待升温后，加入保坍剂等待充分混料结束后，缓慢滴加缓凝剂，等待缓凝剂与溶剂充分混合后，得到高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂，所述混料釜转速为500-800R/min，且混料釜升温温度为30℃。
将按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2016和《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002规定进行试验。
水泥技术指标：抗压强度3d:33.4mpa、28d:57.8mpa，MgO含量1.49％，比表面积353m2/kg、碱含量0.42％、含水量0.1％、烧失量2.73％、SO3含量2.2％；
石灰石粉化学指标百分比实测值％：21.35mog、CaO 30.02、SiO2 0.66、Al2O3、Fe2O3、K2O 0.31、Na2O、P 0.05、S 0.06；
按泵送C30等级设计混凝土。在制样时添加上述实施例中相应配比的石粉混凝土调节剂，减水剂掺量以初始坍落度大于180mm为准；
在初始坍落度满足的条件下，观察1h后的坍落度和扩展度，成型150mmX150mmX150mm的标准抗压强度试件，同时在水泥仅添加石灰石粉不添加上述实施例制备的调节剂做对比例，观察强度对比，得到结果如下表所示：
由上表可知，在相同工艺条件下仅配比不同的本发明实时例3制备的调节剂为性能强度较高，且坍落度衰减情况良好，为本发明优选的实施例。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，包括重量份如下的各组分：
改性颗粒5-10份、减水剂5-8份、消泡剂1-5份、增稠剂4-8份和一定量的水。
2.根据权利要求1所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，所述改性颗粒为二氧化钛纳米管交联聚乙二醇及聚乙烯醇颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，所述消泡剂为有机硅氧烷消泡剂和聚醚类消泡剂中的一种或组合。
4.根据权利要求1所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，所述增稠剂为甲基纤维素、有机膨润土、聚氨酯增稠剂、淀粉、黄原胶和明胶中的一种或组成。
5.根据权利要求1所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，所述减水剂为高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂，包括聚羧酸减水剂母剂10-15份、缓凝剂5-8份、保坍剂3-6份。
6.根据权利要求5所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的组合物，且葡萄糖酸钠、砂糖、柠檬酸钠、六偏磷酸钠的比值为3.4:1.5:2.5：5.5。
7.根据权利要求5所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，所述保坍剂为烷基酚聚氧乙烯醚微粒。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S101、在配方量的水内加入改性颗粒后置入搅拌釜内，等待升温至40℃充分混合后，依次加入配方量的减水剂，等待充分混合后，静置消泡；
S102、等待消泡结束后，在低转速下缓慢加入消泡剂和增稠剂后，制备调节剂完成；
S103、将上述制备的调节剂按一定比例调和后，得到石粉混凝土稀释调节剂。
9.根据权利要求5-7任一项所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，还包括高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂的制备方法，具体包括以下步骤：将聚羧酸减水剂加入混料釜内，等待升温后，加入保坍剂等待充分混料结束后，缓慢滴加缓凝剂，等待缓凝剂与溶剂充分混合后，得到高保坍聚羧酸高效缓凝型减水剂。
10.根据权利要求9所述的一种基于改性粒子的石粉混凝土调节剂，其特征在于，所述混料釜转速为500-800R/min，且混料釜升温温度为30℃。
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