CN115536304A - 一种复配型混凝土减水剂的制备工艺及混凝土减水剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及减水剂技术领域,具体涉及一种复配型混凝土减水剂的制备工艺及混凝土减水剂,包括以下步骤:1)以石墨烯改性微胶囊为改性原料,通过超声分散于减水剂母液中,在氧化还原体系作用下加入引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成微胶囊改性减水剂;2)将微胶囊改性减水剂与剩余各组分原料混合,搅拌均匀即可。本发明中的复配型混凝土减水剂,不仅减水效果优异,而且还具有对混凝土塑性收缩产生的裂缝进行填充修补的作用,从而可以减少混凝土中收缩裂缝的产生,同时,还可以对浇筑的混凝土内部起到补充减水剂的作用,从而使得混凝土内部的过稠现象得到明显改善,从而使得混凝土的力学性能和耐久性得到显著提升。
Description
技术领域
本发明涉及减水剂技术领域,具体为一种复配型混凝土减水剂的制备工艺及混凝土减水剂。
背景技术
减水剂是目前研究和应用最广泛的一种混凝土外加剂,外加剂已成为混凝土中除水泥、砂、石、水以外的第五种重要组成部分。聚羧酸作为新一代减水剂,具有掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、分子结构可调性强、生产工艺简单和对环境的友好等优点,被公认为是混凝土外加剂今后的发展方向。
例如公告号为CN104761176A的发明专利公开了复配聚羧酸减水剂及其制备方法,包括聚羧酸减水剂母液,聚羧酸减水剂母液是通过将端羟基酯化的聚醚大单体与水、引发剂、链转移剂和丙烯酸混合加热反应后,再中和pH值至6~7后得到的;其中,所述端羟基酯化的聚醚大单体是在催化剂的催化作用下,聚醚大单体的端羟基与大分子羧酸的羧基进行酯化反应得到的;该复配聚羧酸减水剂不易插入粘土的层状结构中,具有抗泥的效果,进而保证了混凝土的工作性能,并且将其应用于混凝土中,更加保证了混凝土的工作性能;但是将该复配聚羧酸减水剂应用于混凝土后,在浇筑时出现混凝土过稠,此时通过外加减水剂中话,减水剂主要作用在混凝土表面,并且难以渗透到混凝土内部,导致混凝土的过稠现象无法得到有效改善,从而影响混凝土的物理塑性,同时,浇筑后的混凝土容易发生塑性收缩,导致混凝土产生收缩裂缝,从而会严重影响混凝土结构的力学性能和耐久性。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种复配型混凝土减水剂的制备工艺及混凝土减水剂,不仅减水效果优异,而且还具有对混凝土塑性收缩产生的裂缝进行填充修补的作用,从而可以减少混凝土中收缩裂缝的产生,同时,还可以对浇筑的混凝土内部起到补充减水剂的作用,从而使得混凝土内部的过稠现象得到明显改善,从而使得混凝土的力学性能和耐久性得到显著提升。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,包括以下步骤:
1)以石墨烯改性微胶囊为改性原料,通过超声分散于减水剂母液中,在氧化还原体系作用下加入引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成微胶囊改性减水剂;
2)按重量份数计称取各组分原料,将微胶囊改性减水剂与剩余各组分原料混合,搅拌均匀后即可得到复配型混凝土减水剂。
作为本发明的进一步优选方案,所述氧化还原体系为过氧化氢和抗坏血酸组成;
所述引发剂为无机过氧化物引发剂,选自过硫酸铵、过硫酸钾中至少一种。
作为本发明的进一步优选方案,所述微胶囊改性减水剂的制备方法如下:
1)将邻苯二甲酸酐和异戊烯醇加入到容器中,在氮气保护下,加入三氟甲磺酸和对羟基苯甲醚,在油浴下加热至120-126℃并反应3-6h,冷却至室温,得到酯化大单体,备用;
2)将异戊烯基聚氧乙烯醚和去离子水加入到反应器中,充分搅拌溶解后,加入酯化大单体和过氧化氢,控制反应器温度为40-45℃,匀速滴加A液和B液,控制滴加速度为1-5滴/s,滴加完成后保温1-3h,加入碱液调节pH值为6-7,得到减水剂母液,备用;
3)将石墨烯改性微胶囊超声分散于去离子水中,得到分散液,将减水剂母液和分散液超声分散混合后,在60-65℃下搅拌1-3h,再依次加入过硫酸铵、抗坏血酸、过氧化氢以及丙烯酸,继续搅拌3-6h后加入氢氧化钠溶液调节pH值为6.5-7.2,即可。
作为本发明的进一步优选方案,所述酯化大单体中,邻苯二甲酸酐、异戊烯醇、三氟甲磺酸以及对羟基苯甲醚的质量比为(13-15):(68-75):(0.5-0.8):(1.0-1.8);
所述减水剂母液中,异戊烯基聚氧乙烯醚、去离子水、酯化大单体、过氧化氢、A液以及B液的用量比例为(2-5)g:(200-800)mL:(5-9)g:(1-3)g:(40-46)mL:(25-30)mL;
所述A液由丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺以及去离子水按照(3-5)g:(2-4)g:(0.5-1.5)g:(35-50)mL组成;
所述B液由抗坏血酸、巯基丙酸以及去离子水按照(0.6-1.5)g:(1.2-2.6)g:(20-30)mL组成。
作为本发明的进一步优选方案,所述分散液的浓度为1-5wt%;
所述减水剂母液和分散液的质量比为1:(0.3-0.6);
所述过硫酸铵、抗坏血酸、过氧化氢以及丙烯酸分别占减水剂母液质量的0.3-0.8%、0.5-1.2%、1.3-1.7%以及2-3%;
所述氢氧化钠溶液的浓度为30-35wt%。
作为本发明的进一步优选方案,所述石墨烯改性微胶囊的制备方法如下:
1)将尿素和甲醛溶液混合后加入到容器中,待尿素完全溶解后,用三乙醇胺调节pH值至8-9,然后加入氧化石墨烯分散液,在70-75℃恒温水浴下搅拌1-3h,得到石墨烯改性预聚体;
2)将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水中,混匀后加入环氧树脂E-51和正丁基缩水甘油醚,超声分散20-50min后,在50-55℃下恒温搅拌50-80min,在搅拌过程中加入正辛醇,然后再加入减水剂母液,继续搅拌10-30min,得到芯材乳液;
3)将石墨烯改性预聚体加入到芯材乳液中,调节pH值为1-3,搅拌10-20min后,在50-55℃下反应1-2h,然后加入间苯二酚,升温至60-65℃并反应1-3h,调节pH值为中性,将形成的悬浊液过滤后烘干,筛分后即可得到石墨烯改性微胶囊。
作为本发明的进一步优选方案,步骤1)中,所述尿素与甲醛溶液的摩尔比为1:(2.0-2.3);
所述甲醛溶液的质量分数为35-39%;
所述氧化石墨烯分散液的浓度为1-5mg/mL;
所述氧化石墨烯分散液的添加量占甲醛溶液质量的1-5%。
作为本发明的进一步优选方案,步骤2)中,所述十二烷基苯磺酸钠、去离子水、环氧树脂E-51、正丁基缩水甘油醚、正辛醇以及减水剂母液的用量比例为(2-5)g:(80-100)mL:(10-18)g:(3-8)mL:(1-2)mL:(15-25)mL;
所述超声分散的功率为300-500W;
所述搅拌转速为1000-1500r/min。
作为本发明的进一步优选方案,步骤3)中,所述石墨烯改性预聚体与芯材乳液质量比为1:(1-2);
所述间苯二酚的添加量占石墨烯改性预聚体总质量的5-10%。
一种复配型混凝土减水剂的制备工艺进行制备的混凝土减水剂,所述复配型混凝土减水剂包括以下重量份的原料:微胶囊改性减水剂50-80份、羟丙基甲基纤维素10-16份、缓凝剂0.3-0.8份、消泡剂0.5-1.3份、氢氧化钠溶液0.2-0.6份;
其中,缓凝剂选自木质磺酸盐、磷酸盐、葡萄糖酸盐中至少一种;
消泡剂由聚二甲基硅氧烷和聚乙二醇硅氧烷按质量比1:(0.3-0.5)组成;
氢氧化钠溶液的浓度为0.8-1.3mol/L。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明中,以自制的酯化大单体和聚醚大单体,在过氧化氢和抗坏血酸氧化还原体系作用下共聚,从而得到减水剂母液,然后采用超声分散法将石墨烯改性微胶囊均匀分散在减水剂母液中,从而得到微胶囊改性减水剂,其中,石墨烯改性微胶囊的表面壁材中嵌入有大量的氧化石墨烯,氧化石墨烯表层带有的3个碳以上的官能团可作为链转移剂嫁接在减水剂侧链中,增加侧链长度,增大减水剂的空间位阻效应,提高了对水泥颗粒分散的稳定性,使得减水剂具有更好的减水性能,而且富含的氧化石墨烯通过延长诱导期对水泥水化起到缓凝作用,延缓混凝土初凝和终凝时间,从而使得混凝土可以较长时间保持塑性,方便浇筑,有助于提高混凝土的施工效率;同时,由酯化大单体和聚醚大单体共聚形成的减水剂,具有较高的电负性,会在胶体颗粒的表面产生静电斥力,可以包裹凝胶颗粒使水化延缓,提高了混凝土体系的分散性和分散稳定性,减少单位用水量,改善混凝土的流动性,从而有助于提高混凝土的综合性能。
本发明中,以氧化石墨烯改性的聚合物为壁材,通过在壁材中引入氧化石墨烯,利用氧化石墨烯具有的碳骨架结构,具有优异的力学性能,能够使壁材具有一定的强度和柔韧性,提高了壁材对芯材的保护作用,使得形成的石墨烯改性微胶囊在混凝土的搅拌过程中不会破裂,从而使得芯材不会流出,并且通过控制氧化石墨烯的添加量,使得石墨烯改性微胶囊在混凝土的拌合过程中,壁材可以在不破损的前提下出现轻微损伤,从而使得石墨烯改性微胶囊在浇筑的混凝土产生塑性收缩时,壁材刚好可以破损,从而使得由环氧树脂E-51和正丁基缩水甘油醚组成的树脂胶液以及减水剂母液可以流出,其中的树脂胶液可以对混凝土中的裂缝进行填充修补,从而减少混凝土中收缩裂缝的产生,从而有助于提高混凝土的力学性能和耐久性;同时,流出的减水剂母液还可以对浇筑的混凝土内部起到补充减水剂的作用,其可以作为新的吸附点,不断的吸附在水泥颗粒表面,对其进行分散,提高分散保持性,从而使得混凝土内部的过稠现象得到明显改善,从而可以保证混凝土的物理塑性,有助于增加混凝土的流动性和增加混凝土的强度。
本发明中提供的复配型混凝土减水剂,不仅减水效果优异,而且还具有对混凝土塑性收缩产生的裂缝进行填充修补的作用,从而可以减少混凝土中收缩裂缝的产生,同时,还可以对浇筑的混凝土内部起到补充减水剂的作用,从而使得混凝土内部的过稠现象得到明显改善,从而使得混凝土的力学性能和耐久性得到显著提升。
具体实施方式
下面将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
一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,包括以下步骤:
1)以石墨烯改性微胶囊为改性原料,通过超声分散于减水剂母液中,在过氧化氢和抗坏血酸组成的氧化还原体系作用下,加入过硫酸铵,采用水溶液自由基聚合法合成微胶囊改性减水剂;
2)按重量份数计称取各组分原料,将微胶囊改性减水剂与剩余各组分原料混合,搅拌均匀后即可得到复配型混凝土减水剂;
其中,复配型混凝土减水剂包括以下重量份的原料:微胶囊改性减水剂50份、羟丙基甲基纤维素10份、木质磺酸盐0.3份、消泡剂0.5份、氢氧化钠溶液0.2份;
消泡剂由聚二甲基硅氧烷和聚乙二醇硅氧烷按质量比1:0.3组成;
氢氧化钠溶液的浓度为0.8mol/L。
其中,微胶囊改性减水剂的制备方法如下:
1)将13g邻苯二甲酸酐和68g异戊烯醇加入到容器中,在氮气保护下,加入0.5g三氟甲磺酸和1.0g对羟基苯甲醚,在油浴下加热至120℃并反应3h,冷却至室温,得到酯化大单体,备用;
2)将2g异戊烯基聚氧乙烯醚和200mL去离子水加入到反应器中,充分搅拌溶解后,加入5g酯化大单体和1g过氧化氢,控制反应器温度为40℃,匀速滴加40mLA液和25mLB液,控制滴加速度为1滴/s,其中,A液由丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺以及去离子水按照3g:2g:0.5g:35mL组成,B液由抗坏血酸、巯基丙酸以及去离子水按照0.6g:1.2g:20mL组成,滴加完成后保温1h,加入碱液调节pH值为6,得到减水剂母液,备用;
3)将石墨烯改性微胶囊超声分散于去离子水中,得到浓度为1wt%的分散液,按照质量比为1:0.3,将减水剂母液和分散液超声分散混合后,在60℃下以300r/min搅拌1h,再按照减水剂母液质量的0.3%、0.5%、1.3%以及2%,依次加入过硫酸铵、抗坏血酸、过氧化氢以及丙烯酸,继续搅拌3h后加入浓度为30wt%的氢氧化钠溶液调节pH值为6.5,即可。
上述,石墨烯改性微胶囊的制备方法如下:
1)将尿素和质量分数为35-39%的甲醛溶液按摩尔比1:2混合后加入到容器中,待尿素完全溶解后,用三乙醇胺调节pH值至8,然后加入浓度为1mg/mL的氧化石墨烯分散液,控制氧化石墨烯分散液的添加量占甲醛溶液质量的1%,在70℃恒温水浴下以300r/min搅拌1h,得到石墨烯改性预聚体;
2)将2g十二烷基苯磺酸钠加入到80mL去离子水中,混匀后加入10g环氧树脂E-51和3mL正丁基缩水甘油醚,300W超声分散20min后,在50℃下以1000r/min恒温搅拌50min,在搅拌过程中加入1mL正辛醇,然后再加入15mL减水剂母液,继续搅拌10min,得到芯材乳液;
3)按照质量比为1:1,将石墨烯改性预聚体加入到芯材乳液中,调节pH值为1,以800r/min搅拌10min后,在50℃下反应1h,然后加入间苯二酚,控制间苯二酚的添加量占石墨烯改性预聚体总质量的5%,升温至60℃并反应1h,调节pH值为中性,将形成的悬浊液过滤后烘干,筛分后即可得到石墨烯改性微胶囊。
实施例2
一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,包括以下步骤:
1)以石墨烯改性微胶囊为改性原料,通过超声分散于减水剂母液中,在过氧化氢和抗坏血酸组成的氧化还原体系作用下,加入过硫酸铵,采用水溶液自由基聚合法合成微胶囊改性减水剂;
2)按重量份数计称取各组分原料,将微胶囊改性减水剂与剩余各组分原料混合,搅拌均匀后即可得到复配型混凝土减水剂;
其中,复配型混凝土减水剂包括以下重量份的原料:微胶囊改性减水剂65份、羟丙基甲基纤维素15份、木质磺酸盐0.5份、消泡剂1份、氢氧化钠溶液0.4份;
消泡剂由聚二甲基硅氧烷和聚乙二醇硅氧烷按质量比1:0.4组成;
氢氧化钠溶液的浓度为1.1mol/L。
其中,微胶囊改性减水剂的制备方法如下:
1)将14g邻苯二甲酸酐和72g异戊烯醇加入到容器中,在氮气保护下,加入0.7g三氟甲磺酸和1.5g对羟基苯甲醚,在油浴下加热至124℃并反应5h,冷却至室温,得到酯化大单体,备用;
2)将3g异戊烯基聚氧乙烯醚和500mL去离子水加入到反应器中,充分搅拌溶解后,加入6g酯化大单体和2g过氧化氢,控制反应器温度为43℃,匀速滴加45mLA液和28mLB液,控制滴加速度为3滴/s,其中,A液由丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺以及去离子水按照4g:3g:1g:42mL组成,B液由抗坏血酸、巯基丙酸以及去离子水按照1.2g:1.8g:26mL组成,滴加完成后保温2h,加入碱液调节pH值为6.5,得到减水剂母液,备用;
3)将石墨烯改性微胶囊超声分散于去离子水中,得到浓度为3wt%的分散液,按照质量比为1:0.5,将减水剂母液和分散液超声分散混合后,在62℃下以400r/min搅拌2h,再按照减水剂母液质量的0.5%、0.8%、1.5%以及2.5%,依次加入过硫酸铵、抗坏血酸、过氧化氢以及丙烯酸,继续搅拌5h后加入浓度为32wt%的氢氧化钠溶液调节pH值为7,即可。
上述,石墨烯改性微胶囊的制备方法如下:
1)将尿素和质量分数为35-39%的甲醛溶液按摩尔比1:2.1混合后加入到容器中,待尿素完全溶解后,用三乙醇胺调节pH值至8.5,然后加入浓度为3mg/mL的氧化石墨烯分散液,控制氧化石墨烯分散液的添加量占甲醛溶液质量的3%,在72℃恒温水浴下以400r/min搅拌2h,得到石墨烯改性预聚体;
2)将3g十二烷基苯磺酸钠加入到90mL去离子水中,混匀后加入15g环氧树脂E-51和5mL正丁基缩水甘油醚,400W超声分散35min后,在52℃下以1200r/min恒温搅拌70min,在搅拌过程中加入1.5mL正辛醇,然后再加入20mL减水剂母液,继续搅拌20min,得到芯材乳液;
3)按照质量比为1:1.5,将石墨烯改性预聚体加入到芯材乳液中,调节pH值为2,以900r/min搅拌15min后,在52℃下反应1.5h,然后加入间苯二酚,控制间苯二酚的添加量占石墨烯改性预聚体总质量的7%,升温至62℃并反应2h,调节pH值为中性,将形成的悬浊液过滤后烘干,筛分后即可得到石墨烯改性微胶囊。
实施例3
一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,包括以下步骤:
1)以石墨烯改性微胶囊为改性原料,通过超声分散于减水剂母液中,在过氧化氢和抗坏血酸组成的氧化还原体系作用下,加入过硫酸铵,采用水溶液自由基聚合法合成微胶囊改性减水剂;
2)按重量份数计称取各组分原料,将微胶囊改性减水剂与剩余各组分原料混合,搅拌均匀后即可得到复配型混凝土减水剂;
其中,复配型混凝土减水剂包括以下重量份的原料:微胶囊改性减水剂80份、羟丙基甲基纤维素16份、木质磺酸盐0.8份、消泡剂1.3份、氢氧化钠溶液0.6份;
消泡剂由聚二甲基硅氧烷和聚乙二醇硅氧烷按质量比1:0.5组成;
氢氧化钠溶液的浓度为1.3mol/L。
其中,微胶囊改性减水剂的制备方法如下:
1)将15g邻苯二甲酸酐和75g异戊烯醇加入到容器中,在氮气保护下,加入0.8g三氟甲磺酸和1.8g对羟基苯甲醚,在油浴下加热至126℃并反应6h,冷却至室温,得到酯化大单体,备用;
2)将5g异戊烯基聚氧乙烯醚和800mL去离子水加入到反应器中,充分搅拌溶解后,加入9g酯化大单体和3g过氧化氢,控制反应器温度为45℃,匀速滴加46mLA液和30mLB液,控制滴加速度为5滴/s,其中,A液由丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺以及去离子水按照5g:4g:1.5g:50mL组成,B液由抗坏血酸、巯基丙酸以及去离子水按照1.5g:2.6g:30mL组成,滴加完成后保温3h,加入碱液调节pH值为7,得到减水剂母液,备用;
3)将石墨烯改性微胶囊超声分散于去离子水中,得到浓度为5wt%的分散液,按照质量比为1:0.6,将减水剂母液和分散液超声分散混合后,在65℃下以500r/min搅拌3h,再按照减水剂母液质量的0.8%、1.2%、1.7%以及3%,依次加入过硫酸铵、抗坏血酸、过氧化氢以及丙烯酸,继续搅拌6h后加入浓度为35wt%的氢氧化钠溶液调节pH值为7.2,即可。
上述,石墨烯改性微胶囊的制备方法如下:
1)将尿素和质量分数为39%的甲醛溶液按摩尔比1:2.3混合后加入到容器中,待尿素完全溶解后,用三乙醇胺调节pH值至9,然后加入浓度为5mg/mL的氧化石墨烯分散液,控制氧化石墨烯分散液的添加量占甲醛溶液质量的5%,在75℃恒温水浴下以500r/min搅拌3h,得到石墨烯改性预聚体;
2)将5g十二烷基苯磺酸钠加入到100mL去离子水中,混匀后加入18g环氧树脂E-51和8mL正丁基缩水甘油醚,500W超声分散50min后,在55℃下以1500r/min恒温搅拌80min,在搅拌过程中加入2mL正辛醇,然后再加入25mL减水剂母液,继续搅拌30min,得到芯材乳液;
3)按照质量比为1:2,将石墨烯改性预聚体加入到芯材乳液中,调节pH值为3,以1000r/min搅拌20min后,在55℃下反应2h,然后加入间苯二酚,控制间苯二酚的添加量占石墨烯改性预聚体总质量的10%,升温至65℃并反应3h,调节pH值为中性,将形成的悬浊液过滤后烘干,筛分后即可得到石墨烯改性微胶囊。
对比例1:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,使用普通的聚羧酸减水剂替换微胶囊改性减水剂。
对比例2:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,减水剂母液的制备过程中,不加入酯化大单体。
对比例3:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,芯材乳液中不加入减水剂母液。
对比例4:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,使用减水剂母液替代微胶囊改性减水剂。
对比例5:本对比例与实施例1基本相同,不同之处在于,石墨烯改性微胶囊的制备过程中,不加入氧化石墨烯。
测试试验:
根据GB/8076-2008《混凝土外加剂》和GBT/50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》,对掺入实施例1-3和对比例1-5减水剂的混凝土进行相关性能检测,检测结果如表1所示(混凝土试验配合比为:m(水泥):m(砂):m(石):m(水)=330:673:1000:140)。
表1混凝土性能检测结果
从表1可以看出,本发明的复配型混凝土减水剂,掺入到混凝土中后,可以延长混凝土的凝结时间,并且使混凝土的抗压强度优异,具有优良的和易性。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
1)以石墨烯改性微胶囊为改性原料,通过超声分散于减水剂母液中,在氧化还原体系作用下加入引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成微胶囊改性减水剂;
2)按重量份数计称取各组分原料,将微胶囊改性减水剂与剩余各组分原料混合,搅拌均匀后即可得到复配型混凝土减水剂。
2.根据权利要求1所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,所述氧化还原体系为过氧化氢和抗坏血酸组成;
所述引发剂为无机过氧化物引发剂,选自过硫酸铵、过硫酸钾中至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,所述微胶囊改性减水剂的制备方法如下:
1)将邻苯二甲酸酐和异戊烯醇加入到容器中,在氮气保护下,加入三氟甲磺酸和对羟基苯甲醚,在油浴下加热至120-126℃并反应3-6h,冷却至室温,得到酯化大单体,备用;
2)将异戊烯基聚氧乙烯醚和去离子水加入到反应器中,充分搅拌溶解后,加入酯化大单体和过氧化氢,控制反应器温度为40-45℃,匀速滴加A液和B液,控制滴加速度为1-5滴/s,滴加完成后保温1-3h,加入碱液调节pH值为6-7,得到减水剂母液,备用;
3)将石墨烯改性微胶囊超声分散于去离子水中,得到分散液,将减水剂母液和分散液超声分散混合后,在60-65℃下搅拌1-3h,再依次加入过硫酸铵、抗坏血酸、过氧化氢以及丙烯酸,继续搅拌3-6h后加入氢氧化钠溶液调节pH值为6.5-7.2,即可。
4.根据权利要求3所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,所述酯化大单体中,邻苯二甲酸酐、异戊烯醇、三氟甲磺酸以及对羟基苯甲醚的质量比为(13-15):(68-75):(0.5-0.8):(1.0-1.8);
所述减水剂母液中,异戊烯基聚氧乙烯醚、去离子水、酯化大单体、过氧化氢、A液以及B液的用量比例为(2-5)g:(200-800)mL:(5-9)g:(1-3)g:(40-46)mL:(25-30)mL;
所述A液由丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺以及去离子水按照(3-5)g:(2-4)g:(0.5-1.5)g:(35-50)mL组成;
所述B液由抗坏血酸、巯基丙酸以及去离子水按照(0.6-1.5)g:(1.2-2.6)g:(20-30)mL组成。
5.根据权利要求3所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,所述分散液的浓度为1-5wt%;
所述减水剂母液和分散液的质量比为1:(0.3-0.6);
所述过硫酸铵、抗坏血酸、过氧化氢以及丙烯酸分别占减水剂母液质量的0.3-0.8%、0.5-1.2%、1.3-1.7%以及2-3%;
所述氢氧化钠溶液的浓度为30-35wt%。
6.根据权利要求1所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,所述石墨烯改性微胶囊的制备方法如下:
1)将尿素和甲醛溶液混合后加入到容器中,待尿素完全溶解后,用三乙醇胺调节pH值至8-9,然后加入氧化石墨烯分散液,在70-75℃恒温水浴下搅拌1-3h,得到石墨烯改性预聚体;
2)将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水中,混匀后加入环氧树脂E-51和正丁基缩水甘油醚,超声分散20-50min后,在50-55℃下恒温搅拌50-80min,在搅拌过程中加入正辛醇,然后再加入减水剂母液,继续搅拌10-30min,得到芯材乳液;
3)将石墨烯改性预聚体加入到芯材乳液中,调节pH值为1-3,搅拌10-20min后,在50-55℃下反应1-2h,然后加入间苯二酚,升温至60-65℃并反应1-3h,调节pH值为中性,将形成的悬浊液过滤后烘干,筛分后即可得到石墨烯改性微胶囊。
7.根据权利要求6所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,步骤1)中,所述尿素与甲醛溶液的摩尔比为1:(2.0-2.3);
所述甲醛溶液的质量分数为35-39%;
所述氧化石墨烯分散液的浓度为1-5mg/mL;
所述氧化石墨烯分散液的添加量占甲醛溶液质量的1-5%。
8.根据权利要求6所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,步骤2)中,所述十二烷基苯磺酸钠、去离子水、环氧树脂E-51、正丁基缩水甘油醚、正辛醇以及减水剂母液的用量比例为(2-5)g:(80-100)mL:(10-18)g:(3-8)mL:(1-2)mL:(15-25)mL;
所述超声分散的功率为300-500W;
所述搅拌转速为1000-1500r/min。
9.根据权利要求6所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺,其特征在于,步骤3)中,所述石墨烯改性预聚体与芯材乳液质量比为1:(1-2);
所述间苯二酚的添加量占石墨烯改性预聚体总质量的5-10%。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种复配型混凝土减水剂的制备工艺进行制备的混凝土减水剂,其特征在于,所述复配型混凝土减水剂包括以下重量份的原料:微胶囊改性减水剂50-80份、羟丙基甲基纤维素10-16份、缓凝剂0.3-0.8份、消泡剂0.5-1.3份、氢氧化钠溶液0.2-0.6份;
其中,缓凝剂选自木质磺酸盐、磷酸盐、葡萄糖酸盐中至少一种;
消泡剂由聚二甲基硅氧烷和聚乙二醇硅氧烷按质量比1:(0.3-0.5)组成;
氢氧化钠溶液的浓度为0.8-1.3mol/L。
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