CN115368054B - 一种保塌减水剂及其制备方法 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract
本发明涉及C04B，更具体地，本发明涉及一种保塌减水剂及其制备方法。所述减水剂的制备原料按重量份计，包括：聚羧酸盐60～100份、萘磺酸化合物60～100份、羟基酸化合物10～20份、功能大分子10～20份、水100～200份。通过添加聚羧酸盐和萘磺酸化合物共同作用，可促进减水的同时，和羟基酸、功能大分子共同作用，提高混凝土短期和长期流动性的同时，得到具有一定缓凝效果的混凝土，且具有高的保塌性，并减少干燥收缩，从而得到高抗压、抗折强度的材料。
Description
技术领域
本发明涉及C04B，更具体地，本发明涉及一种保塌减水剂及其制备方法。
背景技术
减水剂作为重要的混凝土外加剂，可在减水的同时，得到较好的混凝土的结构，其中聚羧酸盐、萘磺酸盐等作为减水剂等主要成分，可在促进混凝土分散的同时促进水化进行，但是在高温环境下，随着水化放热的增加，如果凝聚速度较快会影响混凝土的力学性能。
CN106145742A提供一种基于含羧酸(盐)基缓凝剂的高效缓凝减水剂，包括减水剂、缓凝剂以及减缩剂，可以使水泥粒子分散，改善混凝土的工作性，并提高混凝土的耐久性，具有延缓混凝土凝结时间、早强、减水等作用。
但是在使用聚羧酸盐、萘磺酸盐等减水的同时，往往会出现收缩甚至产生较大的裂痕，且保塌性能较差，影响减水剂的使用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种保塌减水剂，所述减水剂的制备原料按重量份计，包括：聚羧酸盐60～100份、萘磺酸化合物60～100份、羟基酸化合物10～20份、功能大分子10～20份、水100～200份。
聚羧酸盐作为减水剂的一种，在低掺量时具有高的减水率，本发明不对聚羧酸盐的购买厂家做具体限定，可购自南通润丰石油化工有限公司。
在一种实施方式中，所述萘磺酸化合物选自萘磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物中的至少一种，优选为萘磺酸甲醛缩合物，本发明不对萘磺酸甲醛缩合物的购买厂家做具体限定，可购自北京德瑞兴科技有限公司等。
通过使用聚羧酸盐、萘磺酸化合物，利用其亲水基团和憎水基团分别对水和水泥等粒子的作用，可减少水泥的絮凝，促进粒子的分散和水化程度的提高，但在这个过程中，也可能造成混凝土的干燥或水化收缩等问题。
当在高温环境中施工时，较高的凝聚速度会影响混凝土水化后的结构，出现较大裂纹，难以得到高强度的混凝土材料，股需要控制添加减水剂后的凝结时间，而发明人发现，通过使用羟基酸化合物，在聚羧酸盐和萘磺酸化合物在水泥表面吸附和分散的过程中，利用其对水泥表面水膜的保护，和对水泥、矿粉中钙离子等的媳妇，来阻碍钙离子等的溶解和水化的发生，从而延缓初期凝结，但不影响后期的强度。在一种实施方式中，所述羟基酸化合物选自柠檬酸、葡萄糖酸、蔗糖酸及其盐中的一种或多种，优选为葡萄糖酸盐、柠檬酸盐，重量比为(2～3)：1。
在混凝土拌合过程中，需保证塌落度一定的经时变化大，本发明通过聚羧酸的齿状吸附和萘磺酸化合物的线性吸附形促进斥力的作用，但是羟基酸的加入会和聚羧酸盐等产生一定的竞争吸附，其较小的结构影响斥力的维持，而发明人发现，当添加糖类化合物，如辛烯基琥珀酸淀粉钠时，利用其在水溶液中的膨胀和疏水亲油性能，再进一步减少水化，促进缓凝的同时，还有利于保持水泥矿物的相互排斥，得到具有较长时间保塌效果的混凝土拌合物。在一种实施方式中，所述减水剂的制备原料按重量份计，还包括糖类化合物10～20份。
在一种实施方式中，所述糖类化合物包括氧化淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉钠、羟丙基化淀粉醚中的一种或多种。优选为辛烯基琥珀酸淀粉钠，本发明不对辛烯基琥珀酸淀粉钠的购买厂家做具体限定，可购自湖北欣恺生物科技有限公司。
发明人发现，当添加糖基聚醚时，一方面在促进和糖类化合物相容，发挥保塌性能的同时，还有利于减少干燥收缩等问题，这可能是因为其聚醚结构增加了混凝土中游离水的作用，促进孔隙界面处的张力下降的同时，糖基结构促进了和钙矾石骨架的吸附作用，从而当干燥水分挥发过程中，保持了结构稳定，在一种实施方式中，所述减水剂的制备原料按重量份计，还包括糖基聚醚10～20份。
在一种实施方式中，所述糖基聚醚选自椰油醇聚氧乙烯醚葡糖苷、癸醇聚氧乙烯醚葡糖苷、甲基葡萄糖聚氧丙烯醚、甲基葡萄糖聚氧乙烯醚中的一种或多种，优选为椰油醇聚氧乙烯醚葡糖苷、癸醇聚氧乙烯醚葡糖苷。
且发明人发现，当添加大分子，如聚乙烯醇等时，利用其多羟基结构可进一步促进孔隙界面处的强度，减少收缩的同时，合适链长的聚乙烯醇还可以和羟基酸等形成网状凝胶结构，促进羟基酸和聚羧酸盐等的相容性，避免气泡过多的包裹，维持一定的含气量，从而进一步降低收缩，发挥本发明减水剂的减水保塌效果，在一种实施方式中，所述功能大分子选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或多种，优选为聚乙烯醇，更优选为聚合度为1500～2000的聚乙烯醇，如上海荣欧化工科技有限公司PVA-1788S(聚合度为1700～1800)、PVA-2488S(聚合度为1700～1800)。
本发明第二个方面提供了一种所述的保塌减水剂的制备方法，包括：将减水剂的制备原料混合，得到所述减水剂。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：通过添加聚羧酸盐和萘磺酸化合物共同作用，可促进减水的同时，和羟基酸、功能大分子共同作用，提高混凝土短期和长期流动性的同时，得到具有一定缓凝效果的混凝土，且具有高的保塌性，并减少干燥收缩，从而得到高抗压、抗折强度的材料。
具体实施方式
实施例
实施例1
本例提供一种减水剂，所述减水剂的制备原料按重量份计，包括：聚羧酸盐100份、萘磺酸甲醛缩合物100份、羟基酸化合物20份、糖类化合物20份、聚乙烯醇20份、糖基聚醚20份、水200份，所述羟基酸化合物为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠，重量比为2：1，所述糖类化合物为辛烯基琥珀酸淀粉钠，所述糖基聚醚为椰油醇聚氧乙烯醚葡糖苷。
所述聚羧酸盐购自南通润丰石油化工有限公司。
所述萘磺酸甲醛缩合物购自北京德瑞兴科技有限公司。
所述辛烯基琥珀酸淀粉钠购自湖北欣恺生物科技有限公司。
所述聚乙烯醇购自上海荣欧化工科技有限公司PVA-1788S。
本例还提供减水剂的制备方法，包括：将减水剂的制备原料混合，得到所述减水剂。
实施例2
本例提供一种减水剂，所述减水剂的制备原料按重量份计，包括：聚羧酸盐60份、萘磺酸甲醛缩合物60份、羟基酸化合物10份、糖类化合物10份、聚乙烯醇10份、糖基聚醚10份、水150份，所述羟基酸化合物为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠，重量比为3：1，所述糖类化合物为辛烯基琥珀酸淀粉钠，所述糖基聚醚为椰油醇聚氧乙烯醚葡糖苷。
所述聚羧酸盐购自南通润丰石油化工有限公司。
所述萘磺酸甲醛缩合物购自北京德瑞兴科技有限公司。
所述辛烯基琥珀酸淀粉钠购自湖北欣恺生物科技有限公司。
所述聚乙烯醇购自上海荣欧化工科技有限公司PVA-1788S。
本例还提供减水剂的制备方法，包括：将减水剂的制备原料混合，得到所述减水剂。
实施例3
本例提供一种减水剂，所述减水剂的制备原料按重量份计，包括：聚羧酸盐100份、萘磺酸甲醛缩合物100份、羟基酸化合物20份、聚乙烯醇20份、糖基聚醚20份、水200份，所述羟基酸化合物为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠，重量比为2：1，所述糖基聚醚为椰油醇聚氧乙烯醚葡糖苷。
所述聚羧酸盐购自南通润丰石油化工有限公司。
所述萘磺酸甲醛缩合物购自北京德瑞兴科技有限公司。
所述聚乙烯醇购自上海荣欧化工科技有限公司PVA-1788S。
本例还提供减水剂的制备方法，包括：将减水剂的制备原料混合，得到所述减水剂。
实施例4
本例提供一种减水剂，所述减水剂的制备原料按重量份计，包括：聚羧酸盐100份、萘磺酸甲醛缩合物100份、羟基酸化合物20份、糖类化合物20份、聚乙烯醇20份、水200份，所述羟基酸化合物为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠，重量比为2：1，所述糖类化合物为辛烯基琥珀酸淀粉钠。
所述聚羧酸盐购自南通润丰石油化工有限公司。
所述萘磺酸甲醛缩合物购自北京德瑞兴科技有限公司。
所述辛烯基琥珀酸淀粉钠购自湖北欣恺生物科技有限公司。
所述聚乙烯醇购自上海荣欧化工科技有限公司PVA-1788S。
本例还提供减水剂的制备方法，包括：将减水剂的制备原料混合，得到所述减水剂。
实施例5
本例提供一种减水剂，所述减水剂的制备原料按重量份计，包括：聚羧酸盐100份、萘磺酸甲醛缩合物100份、羟基酸化合物20份、糖类化合物20份、糖基聚醚20份、水200份，所述羟基酸化合物为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠，重量比为2：1，所述糖类化合物为辛烯基琥珀酸淀粉钠，所述糖基聚醚为椰油醇聚氧乙烯醚葡糖苷。
所述聚羧酸盐购自南通润丰石油化工有限公司。
所述萘磺酸甲醛缩合物购自北京德瑞兴科技有限公司。
所述辛烯基琥珀酸淀粉钠购自湖北欣恺生物科技有限公司。
本例还提供减水剂的制备方法，包括：将减水剂的制备原料混合，得到所述减水剂。
性能评价
根据GB/T8076-2008将实施例提供的减水剂加入混凝土中，添加量为2wt％，作为实验组，分别进行初凝时间、含气量、塌落度1h、2h经时变化率、28d收缩率比，结果见表1。本发明实施例1～2提供的减水剂符合缓凝型HPWR-R标准，其中标准见表2。
表1
表2
由测试结果可知，本发明提供的减水剂具有好的减水、保塌和缓凝效果，可用于高温等多种环境混凝土的施工和使用。
Claims (2)
1.一种保塌减水剂，其特征在于，所述减水剂的制备原料按重量份计，包括：聚羧酸盐60～100份、萘磺酸化合物60～100份、羟基酸化合物10～20份、功能大分子10～20份、水100～200份、糖类化合物10～20份、糖基聚醚10～20份；所述糖基聚醚选自椰油醇聚氧乙烯醚葡糖苷、癸醇聚氧乙烯醚葡糖苷、甲基葡萄糖聚氧丙烯醚、甲基葡萄糖聚氧乙烯醚中的一种或多种；所述糖类化合物包括氧化淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉钠、羟丙基化淀粉醚中的一种或多种；所述羟基酸化合物为葡萄糖酸盐、柠檬酸盐；所述功能大分子选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一种或多种；所述聚乙烯醇为聚合度为1500～2000的聚乙烯醇。
2.一种根据权利要求1所述的保塌减水剂的制备方法，其特征在于，包括：将减水剂的制备原料混合，得到所述减水剂。
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