CN115893908A - 一种混凝土用机制砂降粘剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混凝土用机制砂降粘剂及其制备方法和应用，所述混凝土用机制砂降粘剂包括海泡石粉、高分子乳化剂、纤维素、无机盐、合成工艺简单、聚乙二醇、碳酰胺、温伦胶、氢氧化钠、二乙醇单异丙醇胺、二丙二醇二甲醚和多元醇的组合，所述混凝土用机制砂降粘剂在常温即可合成，进而能耗低，且原料易得无害，绿色环保，适于工业生产；同时本发明提供的混凝土用机制砂降粘剂可以解决机制砂断级配造成的混凝土状态差等问题，能够有效提高混凝土的包裹性和泵送性。
Description
技术领域
本发明属于降粘剂技术领域，具体涉及一种混凝土用机制砂降粘剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着基础设施的快速发展，不论是在民建还是基建，机制砂(人工砂)替代天然砂越来越普遍，加之目前对生态环境的保护，江河湖海的天然砂开采日益被禁止，使用石灰石、花岗岩的硬质岩石破碎后制成机制砂越来越多用在混凝土中。但是，机制砂带来的问题比较多，最主要的是含泥量高和含粉量高，导致使用这种机制砂生产混凝土，不论是低标C30混凝土还是高标C60以上混凝土，非常容易导致混凝土流动速度慢，粘度过大，严重影响生产应用。
针对上述这种情况，一般会采用减水剂来解决或者增加使用硅灰或者优质粉煤灰替代部分水泥，但是单纯减水剂的局限性很大，，而不论是优质粉煤灰还是硅灰，成本都不低，而且在低标混凝土中使用完全不可行。故而，需要研发一种混凝土用机制砂降粘剂，可以通过降低浆体粘度，降低砂石材料之间的内摩擦力一种机制砂混凝土粘度改性剂及其制备方法。
CN110804123A公开了一种机制砂混凝土粘度改性剂的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸类单体和溶剂混合后调节pH值至6～6.8；然后加入酰胺类单体、苯乙烯单体混合加热至45～55℃，保温0.2～1时；向反应体系中加入交联剂，加热至55～80℃，再加入引发剂后反应2～8小时，冷却至室温后即可。所述机制砂混凝土用粘度改性剂能有效的改善机制砂混凝土的和易性，而且对混凝土施工性能及强度无任何影响，而且制备工艺简单、原料易得。但是，该发明提供的机制砂混凝土粘度改性剂反应温度较高且反应时长较长，进而能耗较高，工艺复杂，不适合批量化使用。
因此，开发一种原料易得、制备工艺简单的混凝土用机制砂降粘剂，是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种混凝土用机制砂降粘剂及其制备方法和应用，所述混凝土用机制砂降粘剂原料易得无害，对环境友好，且制备工艺简单，对工艺温度要求不高，同时可与聚羧酸系减水剂同掺或外掺使用，操作方便。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种混凝土用机制砂降粘剂，所述混凝土用机制砂降粘剂按照重量份包括如下组分：
其中，所述海泡石粉可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份或7重量份等。
所述高分子乳化剂可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份或7重量份等。
所述纤维素可以为1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。
所述无机盐可以为2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份或18重量份等。
所述聚乙二醇可以为0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份、0.5重量份、0.55重量份、0.6重量份、0.65重量份、0.7重量份或0.75重量份等。
所述碳酰胺可以为0.25重量份、0.3重量份、0.35重量份、0.4重量份、0.45重量份或0.5重量份等。
所述氢氧化钠可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份等。
所述温伦胶可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份等。
所述二乙醇单异丙醇胺可以为10.5重量份、11重量份、11.5重量份、12重量份、12.5重量份、13重量份、13.5重量份、14重量份或14.5重量份等。
所述二丙二醇二甲醚可以为0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。
所述多元醇可以为1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份或5.5重量份等。
本发明提供的混凝土用机制砂降粘剂包括特定份数的海泡石粉、高分子乳化剂、纤维素、无机盐、聚乙二醇、碳酰胺、温伦胶、氢氧化钠、二乙醇单异丙醇胺、二丙二醇二甲醚和多元醇的组合，所述混凝土用机制砂降粘剂的原料简单易得，且绿色环保，制备工艺简单，在常温即可合成，进而具有能耗低的优势，适于工业生产；且本发明所提供的机制砂降粘剂可以解决现有机制砂断级配料造成的混凝土状态问题，可以提高混凝土的包裹性和泵送性性；同时本发明所提供的机制砂降粘剂可与聚羧酸系减水剂同掺(制备过程中掺杂)或外掺使用，操作方便。
优选地，所述海泡石粉的粒径为200～5000目，例如300目、400目、600目、800目、1000目、1500目、2000目、3000目或4000目等。
优选地，所述高分子乳化剂包括硅烷类乳化剂、醇胺类乳化剂或聚羧酸类乳化剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述纤维素的粘度为100～200000mPa·s，例如200mPa·s、500mPa·s、1000mPa·s、5000mPa·s、10000mPa·s、50000mPa·s或100000mPa·s等。
优选地，所述纤维素包括甲基纤维素和/或羟基纤维素。
优选地，所述无机盐包括硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫氰酸钠、硫酸钠、碳酸钠或碳酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述聚乙二醇的分子量为200～600，例如250、300、350、400、450、500或550等。
优选地，所述多元醇包括山梨醇、甘露醇、正丁醇或1,4-丁二醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述混凝土用机制砂降粘剂中还包括水。
优选地，所述混凝土用机制砂降粘剂中水的含量为930～970重量份，例如935重量份、940重量份、945重量份、950重量份、955重量份、960重量份或965重量份等。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述混凝土用机制砂降粘剂的制备方法，所述制备方法包括：将氢氧化钠、海泡石粉、纤维素、高分子乳化剂和水混合，加入无机盐、聚乙二醇、碳酰胺、温伦胶、氢氧化钠和任选地水混合，再加入二乙醇单异丙醇胺、二丙二醇二甲醚、多元醇和水混合，得到所述混凝土用机制砂降粘剂。
本发明所提供的混凝土用机制砂降粘剂的制备过程中，还可以添加聚羧酸减水剂母液进行同掺。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的混凝土用机制砂降粘剂在混凝土机制砂中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的混凝土用机制砂降粘剂合成工艺简单、常温即可合成，进而能耗低，且原料易得无害，绿色环保，适于工业生产；
(2)本发明提供的混凝土用机制砂降粘剂可以解决机制砂断级配造成的混凝土状态问题，提高混凝土的包裹性和泵送性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种混凝土用机制砂降粘剂，其制备方法包括：先称取500g水于2000mL的烧杯中，然后加入氢氧化钠0.5g，使用玻璃棒搅拌至完全溶解，再加入海泡石粉0.8g、羟丙基甲基纤维素0.1g和二甲基硅烷0.1g，充分搅拌溶解，再分别加入聚乙二醇0.4g、温伦胶0.2g、硫氰酸钠2g、碳酰胺0.2g、二乙醇单异丙醇胺1.0g、二丙二醇二甲醚0.2g和山梨醇0.5g搅拌溶解之后，补加水至1kg，搅拌均匀即得到所述混凝土用机制砂降粘剂。
实施例2
一种混凝土用机制砂降粘剂，其制备方法包括：先称取500g水于2000mL烧杯中，然后加入氢氧化钠2g，使用玻璃棒搅拌至完全溶解，再加入海泡石粉7g、羟丙基甲基纤维素0.5g、二甲基硅烷1.8g，充分搅拌溶解，再分别加入聚乙二醇0.2g、温伦胶0.1g、硫代硫酸钠7g、硫氰酸钠8g、碳酰胺0.1g、二乙醇单异丙醇胺2.0g、二丙二醇二甲醚0.4g和1,4-丁二醇0.8g，搅拌溶解之后，补加水至1kg，搅拌均匀即得到所述混凝土用机制砂降粘剂。
实施例3
一种混凝土用机制砂降粘剂，其制备方法包括：先称取500g水于2000mL烧杯中，然后加入氢氧化钠10g，使用玻璃棒搅拌至完全溶解，再加入海泡石粉0.6g、羟丙基甲基纤维素5g、异丁基三乙氧基硅0.8g，充分搅拌溶解，再分别加入聚乙二醇0.8g、温伦胶3.5g、焦亚硫酸钠18g、碳酰胺0.5g、二乙醇单异丙醇胺2.5g、二丙二醇二甲醚0.1g和正丁醇0.4g，搅拌溶解之后，补加水至1kg，搅拌均匀即得到所述混凝土用机制砂降粘剂。
实施例4
一种混凝土用机制砂降粘剂，其制备方法包括：先称取500g水于2000mL烧杯中，然后加入氢氧化钠5g，使用玻璃棒搅拌至完全溶解，再加入海泡石粉8g、羟丙基甲基纤维素0.2g、异丁基三乙氧基硅0.5g，充分搅拌溶解，再分别加入聚乙二醇0.6g、温伦胶0.1g、硫氰酸钠2g、焦亚硫酸钠3g、硫代硫酸钠3g、碳酰胺0.3g，二乙醇单异丙醇胺3.0g、二丙二醇二甲醚0.5g、甘露醇0.5g，搅拌溶解之后，补加水至1kg，搅拌均匀即得到所述混凝土用机制砂降粘剂。
应用例1
一种混凝土组合物，其制备方法包括：将160kg水、200kg水泥、50kg粉煤灰、70kg矿粉、800kg机制砂、1000kg石子和3.84kg外加剂混合均匀，得到所述混凝土组合物；
所述外加剂的制备方法包括：将180kg的JM-JS(减水型45％含固母液，来源于基业长青公司自生产BTL-JMJS)、90kg的JM-BT(保坍型45％含固母液，来源于基业长青公司自生产BTL-JMBT))、15kg的PN(葡萄糖酸钠粉剂(98％纯度))、705kg自来水和10kg的混凝土用机制砂降粘剂(实施例1)混合均匀，得到所述外加剂。
应用例2～4
一种混凝土组合物，其与应用例1的区别仅在于，分别采用实施例2～4得到的混凝土用机制砂降粘剂替换实施例1得到的混凝土用机制砂降粘剂，其他组分、用量和制备方法均与应用例1相同。
应用例5
一种混凝土组合物，其制备方法包括：将150kg水、200kg水泥、60kg粉煤灰、60kg矿粉、840kg机制砂、980kg石子和3.2kg外加剂混合均匀，得到所述混凝土组合物；
所述外加剂的制备方法包括：将180kg的JM-JS(减水型45％含固母液，来源于基业长青公司自生产BTL-JMJS)、90kg的JM-BT(保坍型45％含固母液，来源于基业长青公司自生产BTL-JMBT)、15kg的PN(葡萄糖酸钠粉剂(98％纯度))和10kg的混凝土用机制砂降粘剂(实施例1)混合均匀，得到所述外加剂。
应用例6～8
一种混凝土组合物，其与应用例5的区别仅在于，分别采用实施例2～4得到的混凝土用机制砂降粘剂替换实施例1得到的混凝土用机制砂降粘剂，其他组分、用量和制备方法均与应用例5相同。
对比应用例1
一种混凝土组合物，其与应用例1的区别仅在于，不添加实施例1得到的混凝土用机制砂降粘剂，其他组分、用量和制备方法均与应用例1相同。
对比应用例2
一种混凝土组合物，其与应用例5的区别仅在于，不添加实施例1得到的混凝土用机制砂降粘剂，其他组分、用量和制备方法均与应用例5相同。
性能测试：
(1)初始坍落度/扩展度：按照《GB/T 50080-2016》提供的测试方法进行测试；
(2)2h坍落度/扩展度：按照《GB/T 50080-2016》提供的测试方法进行测试；
(3)混凝土状态：按照《GB/T 50080-2016》提供的测试方法进行测试；
(4)强度：按照《GB/T 50080-2016》提供的测试方法进行测试。
按照上述测试方法对应用例1～8和对比应用例1～2提供的混凝土组合物进行测试，测试结果如表1所示：
表1
根据表1数据可以看出：采用本发明提供的混凝土用机制砂降粘剂的混凝土具有较高的坍落度/扩展度，且包裹性好，强度高；
比较应用例1和对比应用例1，比较应用例5和对比应用例2的数据可以看出，未添加本发明提供的混凝土用机制砂降粘剂的混凝土强度较低，且流动性一般包裹性差。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种混凝土用机制砂降粘剂及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种混凝土用机制砂降粘剂，其特征在于，所述混凝土用机制砂降粘剂按照重量份包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的混凝土用机制砂降粘剂，其特征在于，所述海泡石粉的粒径为200～5000目。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土用机制砂降粘剂，其特征在于，所述高分子乳化剂包括硅烷类乳化剂、醇胺类乳化剂或聚羧酸类乳化剂中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1～3任一项所述的混凝土用机制砂降粘剂，其特征在于，所述纤维素的粘度为100～200000mPa·s；
优选地，所述纤维素包括甲基纤维素和/或羟基纤维素。
5.根据权利要求1～4任一项所述的混凝土用机制砂降粘剂，其特征在于，所述无机盐包括硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠、硫氰酸钠、硫酸钠、碳酸钠或碳酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1～5任一项所述的混凝土用机制砂降粘剂，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为200～600。
7.根据权利要求1～6任一项所述的混凝土用机制砂降粘剂，其特征在于，所述多元醇包括山梨醇、甘露醇、正丁醇或1,4-丁二醇中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1～7任一项所述的混凝土用机制砂降粘剂，其特征在于，所述混凝土用机制砂降粘剂中还包括水；
优选地，所述混凝土用机制砂降粘剂中水的含量为930～970重量份。
9.一种如权利要求1～8任一项所述混凝土用机制砂降粘剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将氢氧化钠、海泡石粉、纤维素、高分子乳化剂和水混合，加入无机盐、聚乙二醇、碳酰胺、温伦胶、氢氧化钠和水混合，再加入二乙醇单异丙醇胺、二丙二醇二甲醚、多元醇和任选地水混合，得到所述混凝土用机制砂降粘剂。
10.一种如权利要求1～8任一项所述的混凝土用机制砂降粘剂在混凝土机制砂中的应用。
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