CN117820566A - 一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117820566A CN117820566A CN202410004046.4A CN202410004046A CN117820566A CN 117820566 A CN117820566 A CN 117820566A CN 202410004046 A CN202410004046 A CN 202410004046A CN 117820566 A CN117820566 A CN 117820566A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- weight
- water
- solution
- polycarboxylate superplasticizer
- 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
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 title claims abstract description 67
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 107
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 57
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims abstract description 34
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 28
- DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 3-mercaptopropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCS DKIDEFUBRARXTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims abstract description 17
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims abstract description 17
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims abstract description 12
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 38
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 29
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 25
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- SZNYYWIUQFZLLT-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-(2-methylpropoxy)propane Chemical compound CC(C)COCC(C)C SZNYYWIUQFZLLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- AQZGPSLYZOOYQP-UHFFFAOYSA-N Diisoamyl ether Chemical compound CC(C)CCOCCC(C)C AQZGPSLYZOOYQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 16
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 44
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 14
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 12
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 12
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 101000651178 Homo sapiens Striated muscle preferentially expressed protein kinase Proteins 0.000 description 4
- 102100027659 Striated muscle preferentially expressed protein kinase Human genes 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 2
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- CPJRRXSHAYUTGL-UHFFFAOYSA-N isopentenyl alcohol Chemical compound CC(=C)CCO CPJRRXSHAYUTGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明涉及聚羧酸减水剂技术领域，具体公开一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用。所述减水剂的合成原料包括如下组分：异丁烯醇聚氧乙烯醚220～245重量份、异戊烯醇聚氧乙烯醚150～175重量份、丙烯酸40～55重量份、过硫酸铵0.7～2.4重量份、三甲氧基乙烯基硅烷10～25重量份、抗坏血酸0.5～2重量份、巯基丙酸1～2.3重量份、水和pH调节剂。本发明的减水剂对硫酸盐表现出低敏感性，降低了硫酸盐对减水剂的竞争吸附，提高减水剂的利用率，在提升抗压强度的同时能够显著提高劈裂抗拉强度以及抗折强度，能够很好地预防开裂。
Description
技术领域
本发明涉及聚羧酸减水剂技术领域，具体涉及一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
由于水泥水化造成的化学收缩以及水分蒸发造成的干燥收缩均难以避免，因此，水泥混凝土的体积收缩是其无法避免的本质属性。并且在水泥混凝土实际工程中混凝土结构往往会受到钢筋、基础部件或相邻部件的影响而处于约束状态，此时混凝土会因这些外在条件而受到约束并产生收缩应力，当收缩应力高于自身原本的抗拉强度(即开裂抵抗力)时，混凝土将会开裂。而开裂带来的影响有很多，例如对于承重混凝土结构来说，裂缝会导致混凝土的承受力大大降低，安全隐患显著增加；再如对于防水混凝土工程，裂缝会加剧混凝土结构的渗漏，当水或其他侵蚀介质通过裂缝侵入时，会引发钢筋的锈蚀，类似于这种裂缝对工作生产的影响还有很多。因此，提高混凝土抗拉强度、降低自身干燥收缩与化学收缩和尽可能补偿收缩是提高混凝土体积稳定性，改善混凝土抗裂性，提升混凝土结构耐久性的关键。
目前，一种改善混凝土变形能力与开裂的关键手段是掺入抗裂型聚羧酸减水剂来实现。这些聚羧酸多是具有减缩功能的抗裂型聚羧酸减水剂。如今抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法主要为两种：其一是通过将含特殊官能团的丙烯酸衍生物(如含酯基的丙烯酸羟乙酯、含酰胺基的丙烯酰胺、含磺酸基与酰胺基的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等)部分替代原聚合过程中的丙烯酸，从而使聚羧酸中引入一系列的具有减缩功能的官能团，使得聚羧酸减水剂具有一定的抗裂性。其二是通过化学接枝或自制长链大单体的手段，将具有减缩功能的减缩单体接入聚羧酸主链或支链上。
目前，抗裂型聚羧酸减水剂依然存在两个重要的问题：(1)水泥中的碱性硫酸盐对聚羧酸减水剂的分散影响异常显著。其主要原因是水泥浆体中的硫酸盐离子浓度影响聚羧酸减水剂在水泥颗粒上的吸附行为。换言之，硫酸盐离子和聚羧酸减水剂在水泥颗粒上存在竞争吸附，降低了水泥颗粒上聚羧酸减水剂分子的可用吸附位点，这不仅会影响聚羧酸本身的分散效率，还会影响抗裂减缩功能单体的减缩效率。(2)随着对聚羧酸减水剂中的羧基被取代，聚羧酸减水剂在水泥颗粒的表面吸附量会下降，导致掺入的聚羧酸减水剂会有一部分存在于孔隙溶液中而不是吸附在水泥颗粒上，这部分聚羧酸减水剂实际上并没有发挥作用，影响聚羧酸减水剂的利用率。
发明内容
本发明提供一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用，该减水剂对硫酸盐表现出低敏感性，降低了硫酸盐对减水剂的竞争吸附，提高减水剂的利用率。为实现上述目的，本发明公开如下所示的技术方案。
首先，本发明提供一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂，其合成原料包括如下组分：异丁烯醇聚氧乙烯醚(SPEG)220～245重量份、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)150～175重量份、丙烯酸(AA)40～55重量份、过硫酸铵(NPS)0.7～2.4重量份、三甲氧基乙烯基硅烷(C5H12O3Si)10～25重量份、抗坏血酸(Vc)0.5～2重量份、巯基丙酸(MPA)1～2.3重量份、440～640重量份水和pH调节剂。
进一步地，所述pH调节剂为强碱，如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等。将体系pH调节从强酸性为中性或者弱酸性(如pH＝6～7)，有助于防止对混凝土的拌和过程和水化过程带来不利影响。
其次，本发明提供一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所述异丁烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、过硫酸铵和水混合，得到A液，备用。
(2)将其余的所述丙烯酸和三甲氧基乙烯基硅烷加到水中形成B液。将所述抗坏血酸和巯基丙酸加到水中形成C液，备用。
(3)将所述B液、C液同时滴加到A液中，完成后进行熟化。然后在得到的反应液中加入所述pH调节剂，并将体系调节为酸性或中性，即得所述抗裂型聚羧酸减水剂。
进一步地，步骤(1)中丙烯酸占总的所述丙烯酸原料的25～50％，其余的丙烯酸用于步骤(2)中制备所述B液。
进一步地，步骤(2)中，所述A液、B液、C液中水的含量分别为300～500重量份、60～80重量份、60～80重量份，且B液和C液水的总含量为140重量份。
进一步地，步骤(3)中，在60～120min内将所述B液滴加完毕。
进一步地，步骤(3)中，在90～150min内将所述C液滴加完毕。
进一步地，步骤(3)中，所述熟化在转速20～30r/s的搅拌条件下进行，温度为25～35℃，时间为30～90min。通过熟化便于所述滴加完成后各原料的聚合反应能够更加完全地进行，使链转移剂巯基丙酸辅助聚合过程闭环。
进一步地，步骤(3)中，将所述体系的pH调节至6～7之间。由于聚羧酸主链上富集羧酸基团，所以合成后本发明的聚羧酸减水剂的体系pH为酸性。但酸性和碱性对水泥水化过程有很大的影响。例如，过酸或过碱的聚羧酸会很大程度影响混凝土中钙矾石的自发结晶，并且尺寸和形态都会受到影响，通过将所述体系的pH调节为中性或者接近中性的弱酸性，有助于防止上述问题的发生。
最后，本发明提供所述低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂在混凝土中的应用。可选地，将所述减水剂用水稀释到质量分数为10～20％，然后取水泥组分质量的1～2％掺入混凝土中。
下述式1为传统聚羧酸减水剂的分子结构，式2为本发明抗裂型聚羧酸减水剂的分子结构(其中n为从1开始的正整数，x、y、z均为从0开始的正整数，且x、y、z不同时为0)。如式2中左部虚线框所示，本发明的抗裂型聚羧酸减水剂以硅烷基团(Si(OCH3)3)部分替代传统聚羧酸减水剂的主要吸附基团——丙烯酸中的羧基(COO-)。从而利用所述硅烷基团在水溶液中发生水解形成硅羟基，进而与水泥水化产物——水合硅酸钙(C-S-H)共价结合，相对于传统羧酸减水剂中的羧基与水泥颗粒中的钙离子络合吸附的方式，本发明制备的减水剂与水泥颗粒之间是化学键连接的方式，一方面，这种方式使减水剂能够更加牢固、稳定地结合在水泥颗粒上，减小了减水剂由于温度等影响造成脱附的风险。另一方面，这种方式使减水剂不会与硫酸盐产生竞争吸附，显著降低了本发明制备的减水剂对硫酸盐的敏感性。如式2中右部虚线框所示，本发明的抗裂型聚羧酸减水剂采用SPEG+TPEG双结构替代了传统聚羧酸减水剂中的HPEG。由于SPEG与TPEG分别具有高减水、高保坍的特性且若只用两者其一，大单体转化率在该体系下会有阀值(70％左右)，因此将TPEG与SPEG两者复合接枝聚合，可有效提高大单体的转化率
本发明的上述抗裂型聚羧酸减水剂掺入混凝土中后，随着水泥水化反应的进行，一部分减水剂嵌入水化产物内部，一部分吸附于水泥颗粒和水化产物表面，剩余一部分残留于水泥浆体中。由于本发明制备的减水剂的硅烷链接在支链上，嵌入水化产物内部以及吸附于水泥颗粒、水化产物表面的减水剂的长支链作用于孔隙中的固液界面，进而使支链上的所述硅烷作用于孔隙溶液中，降低孔隙溶液表面张力，减小了水分蒸发，从而很好地减小了混凝土的干燥收缩，提升抗裂性能。另外，未聚合起来的硅烷基团以及残留在混凝土孔隙中的这部分减水剂也能够起到相同作用，提升抗裂性能。即无论是嵌在水化产物内还是在孔隙溶液中，均可降低表面张力，减小水分蒸发，减小收缩(参考图1)。
相较于现有技术，本发明的技术方案至少具有以下方面的有益效果：
(1)本发明的抗裂型聚羧酸减水剂在提升混凝土的抗压强度的同时还能够显著地提高劈裂抗拉强度以及抗折强度，其主要原因在于：一方面，由于孔隙溶液表面张力降低，水分蒸发速率降低，更少的水被蒸发损耗，便促进了水化，生成更多的水化产物。另一方面，孔隙溶液表面张力降低，降低了孔隙孔内负压，降低毛细应力，从而大孔变小孔，细化孔径，从而导致抗折、劈裂抗拉强度提高。
(2)本发明的抗裂型聚羧酸减水剂很好地克服了传统聚羧酸减水剂由于羧酸与钙离子的化学吸附不紧密，在高硫酸盐环境下容易脱附的去缺点，利用其硅氧烷与水化产物C-S-H凝胶上的硅羟基结合，增强了硫酸盐敏感性，提高了其在水泥颗粒表面与硫酸盐的吸附竞争能力，从而提高吸附量和分散效率，增大减水率。
(3)本发明的抗裂型聚羧酸减水剂提高了聚羧酸减水剂的利用率，利用其本身能降低表面张力的特性，减少水分蒸发，降低孔隙负压的特点，脱附的聚羧酸减水剂依然能够在水泥孔隙中发挥作用，从而达到抗裂的性能要求。这是由于未吸附上的减水剂溶于孔隙溶液中后，在其硅氧烷的作用下依然可以降低孔隙溶液表面张力，减小水分蒸发，从而大幅减小了混凝土的干燥收缩。
附图说明
构成本发明的一部分说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为本发明抗裂型聚羧酸减水剂在混凝土中的作用机理图。
图2为下列实施例1制备的抗裂型聚羧酸减水剂的样品图。
图3为下列实施例1制备的抗裂型聚羧酸减水剂的凝胶渗透色谱图。
图4为下列实施例4制备的传统聚羧酸减水剂的凝胶渗透色谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
除非另行定义，本发明中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。
此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。现结合说明书附图和具体实施例对本发明技术方案进一步说明。
实施例1
一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备，包括如下步骤：
(1)取如下原料：异丁烯醇聚氧乙烯醚230重量份、异戊烯醇聚氧乙烯醚160重量份、丙烯酸50重量份、过硫酸铵1.4重量份、三甲氧基乙烯基硅烷18重量份、抗坏血酸1.0重量份、巯基丙酸1.6重量份、水540重量份、pH调节剂(质量分数30％的氢氧化钠溶液)若干。
(2)将所述异丁烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、25重量份丙烯酸、400重量份水和过硫酸铵混合后搅拌均匀，即得A液，备用。
(3)将剩余的25重量份所述丙烯酸和所述三甲氧基乙烯基硅烷加到70重量份水中搅拌均匀形成B液。将所述抗坏血酸和巯基丙酸加到剩余的70重量份水中搅拌均匀形成C液，备用。
(4)利用蠕动泵分别将所述B液、C液同时滴加到A液中，其中，将所述B液在90min内滴加完毕，所述C液在120min内滴加完毕。滴加完毕后熟化1小时(熟化在转速30r/s的搅拌条件下进行，温度为30℃)。然后在得到的反应液中加入所述pH调节剂，并将体系pH调节为6，即得抗裂型聚羧酸减水剂(如图2所示)。
将本实施例制备的减水剂均采用清水稀释至质量分数为20％后，将得到的减水剂稀释液按照水泥质量的1％掺加到水泥砂浆中。然后将得到的水泥砂浆浆料制备成试件后测试其不同龄期(3d、7d、28d)抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、干燥收缩率以及开裂指数。其中，所述抗压强度、抗折强度均根据标准《水泥胶砂强度检验方法》(GB/T 17671-2021)进行测试。所述劈裂抗拉强度根据标准《水泥砂浆和混凝土干燥收缩开裂性能试验方法》(GB/T 29417-2012)。所述干燥收缩率、开裂指数根据标准《水泥砂浆和混凝土干燥收缩开裂性能试验方法》(GB/T 29417-2012)进行测试。另外，根据TOC(总有机碳分析)法测试本实施例制备的所述减水剂在水泥颗粒上的饱和吸附量，以测试本实施例制备的所述减水剂对硫酸盐的敏感程度。上述各项性能指标的测试结果如下所示。
实施例2
一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备，包括如下步骤：
(1)取如下原料：异丁烯醇聚氧乙烯醚220重量份、异戊烯醇聚氧乙烯醚150重量份、丙烯酸40重量份、过硫酸铵0.7重量份、三甲氧基乙烯基硅烷10重量份、抗坏血酸0.5重量份、巯基丙酸1.0重量份、水440重量份、pH调节剂(质量分数30％的氢氧化钠溶液)若干。
(2)将所述异丁烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、10重量份丙烯酸、300重量份水和过硫酸铵混合后搅拌均匀，即得A液，备用。
(3)将剩余的30重量份所述丙烯酸和所述三甲氧基乙烯基硅烷加到60重量份水中搅拌均匀形成B液。将所述抗坏血酸和巯基丙酸加到剩余的80重量份水中搅拌均匀形成C液，备用。
(4)利用蠕动泵分别将所述B液、C液同时滴加到A液中，其中，将所述B液在60min内滴加完毕，所述C液在90min内滴加完毕。滴加完毕后熟化0.5小时(熟化在转速20r/s的搅拌条件下进行，温度为35℃)。然后在得到的反应液中加入所述pH调节剂，并将体系pH调节为6.5，即得抗裂型聚羧酸减水剂。
采用与上述实施例1相同的方法测试加入了本实施例制备的减水剂的水泥砂浆浆料在不同龄期(3d、7d、28d)抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、干燥收缩率、开裂指数以及本实施例制备的所述减水剂的水泥颗粒饱和吸附量。上述各项性能指标的测试结果如下所示。
实施例3
一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备，包括如下步骤：
(1)取如下原料：异丁烯醇聚氧乙烯醚245重量份、异戊烯醇聚氧乙烯醚175重量份、丙烯酸55重量份、过硫酸铵2.4重量份、三甲氧基乙烯基硅烷25重量份、抗坏血酸2重量份、巯基丙酸2.3重量份、水640重量份、pH调节剂(质量分数30％的氢氧化钠溶液)若干。
(2)将所述异丁烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、20重量份丙烯酸、500重量份水和过硫酸铵混合后搅拌均匀，即得A液，备用。
(3)将剩余的55重量份所述丙烯酸和所述三甲氧基乙烯基硅烷加到80重量份水中搅拌均匀形成B液。将所述抗坏血酸和巯基丙酸加到剩余的60重量份水中搅拌均匀形成C液，备用。
(4)利用蠕动泵分别将所述B液、C液同时滴加到A液中，其中，将所述B液在120min内滴加完毕，所述C液在150min内滴加完毕。滴加完毕后熟化1.5小时(熟化在转速25r/s的搅拌条件下进行，温度为25℃)。然后在得到的反应液中加入所述pH调节剂，并将体系pH调节为7.0，即得抗裂型聚羧酸减水剂。
采用与上述实施例1相同的方法测试加入了本实施例制备的减水剂的水泥砂浆浆料在不同龄期(3d、7d、28d)抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、干燥收缩率、开裂指数以及本实施例制备的所述减水剂的饱和吸附量。上述各项性能指标的测试结果如下表3所示。
表3
实施例4
一种聚羧酸减水剂的制备，包括如下步骤：
(1)取如下原料：异丁烯醇聚氧乙烯醚230重量份、异戊烯醇聚氧乙烯醚160重量份、丙烯酸50重量份、过硫酸铵1.4重量份、抗坏血酸1.0重量份、巯基丙酸1.6重量份、水540重量份、pH调节剂(质量分数30％的氢氧化钠溶液)若干。
(2)将所述异丁烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、25重量份丙烯酸、400重量份水和过硫酸铵混合后搅拌均匀，即得A液，备用。
(3)将剩余的25重量份所述丙烯酸加到70重量份水中搅拌均匀形成B液。将所述抗坏血酸和巯基丙酸加到剩余的70重量份水中搅拌均匀形成C液，备用。
(4)利用蠕动泵分别将所述B液、C液同时滴加到A液中，其中，将所述B液在90min内滴加完毕，所述C液在120min内滴加完毕。滴加完毕后熟化1小时(熟化在转速30r/s的搅拌条件下进行，温度为30℃)。然后在得到的反应液中加入所述pH调节剂，并将体系pH调节为6，即得聚羧酸减水剂。
采用与上述实施例1相同的方法测试加入了本实施例制备的减水剂的水泥砂浆浆料在不同龄期(3d、7d、28d)抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、干燥收缩率、开裂指数以及本实施例制备的所述减水剂的饱和吸附量。上述各项性能指标的测试结果如下表4所示。
表4
实施例5
一种聚羧酸减水剂的制备，包括如下步骤：
(1)取如下原料：异丁烯醇聚氧乙烯醚220重量份、丙烯酸40重量份、过硫酸铵0.7重量份、三甲氧基乙烯基硅烷10重量份、抗坏血酸0.5重量份、巯基丙酸1.0重量份、水460重量份、pH调节剂(质量分数30％的氢氧化钠溶液)若干。
(2)将所述异丁烯醇聚氧乙烯醚、10重量份丙烯酸、300重量份水和过硫酸铵混合后搅拌均匀，即得A液，备用。
(3)将剩余的30重量份所述丙烯酸和所述三甲氧基乙烯基硅烷加到60重量份水中搅拌均匀形成B液。将所述抗坏血酸和巯基丙酸加到剩余的80重量份水中搅拌均匀形成C液，备用。
(4)利用蠕动泵分别将所述B液、C液同时滴加到A液中，其中，将所述B液在60min内滴加完毕，所述C液在90min内滴加完毕。滴加完毕后熟化0.5小时(熟化在转速20r/s的搅拌条件下进行，温度为35℃)。然后在得到的反应液中加入所述pH调节剂，并将体系pH调节为6.5，即得聚羧酸减水剂。
采用与上述实施例1相同的方法测试加入了本实施例制备的减水剂的水泥砂浆浆料在不同龄期(3d、7d、28d)抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、干燥收缩率、开裂指数以及本实施例制备的所述减水剂的饱和吸附量。上述各项性能指标的测试结果如下表5所示。
表5
实施例6
一种聚羧酸减水剂的制备，包括如下步骤：
(1)取如下原料：异丁烯醇聚氧乙烯醚390重量份、丙烯酸50重量份、过硫酸铵1.4重量份、三甲氧基乙烯基硅烷18重量份、抗坏血酸1.0重量份、巯基丙酸1.6重量份、水540重量份、pH调节剂(质量分数30％的氢氧化钠溶液)若干。
(2)将所述异丁烯醇聚氧乙烯醚、25重量份丙烯酸、400重量份水和过硫酸铵混合后搅拌均匀，即得A液，备用。
(3)将剩余的25重量份所述丙烯酸和所述三甲氧基乙烯基硅烷加到70重量份水中搅拌均匀形成B液。将所述抗坏血酸和巯基丙酸加到剩余的70重量份水中搅拌均匀形成C液，备用。
(4)利用蠕动泵分别将所述B液、C液同时滴加到A液中，其中，将所述B液在90min内滴加完毕，所述C液在120min内滴加完毕。滴加完毕后熟化1小时(熟化在转速30r/s的搅拌条件下进行，温度为30℃)。然后在得到的反应液中加入所述pH调节剂，并将体系pH调节为6，即得聚羧酸减水剂。
采用与上述实施例1相同的方法测试加入了本实施例制备的减水剂的水泥砂浆浆料在不同龄期(3d、7d、28d)抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、干燥收缩率、开裂指数以及本实施例制备的所述减水剂的饱和吸附量。上述各项性能指标的测试结果如下表6所示。
表6
另外，图3为上述实施例1制备的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的凝胶渗透色谱图。可以看出，本实施例成功使各原料进行了聚合连接。图4为实施例4制备的聚羧酸减水剂的凝胶渗透色谱图。可以看出，实施例4未能使各原料聚合，得到的是传统的聚羧酸减水剂。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂，其结构式如下所示：
其中，所述n为从1开始的正整数，x、y、z均为从0开始的正整数，且x、y、z不同时为0。
2.一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂，其特征在于，该减水剂的合成原料包括如下组分：异丁烯醇聚氧乙烯醚220～245重量份、异戊烯醇聚氧乙烯醚150～175重量份、丙烯酸40～55重量份、过硫酸铵0.7～2.4重量份、三甲氧基乙烯基硅烷10～25重量份、抗坏血酸0.5～2重量份、巯基丙酸1～2.3重量份、440～640重量份水和pH调节剂。
3.根据权利要求1所述的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述pH调节剂为强碱；可选地，所述强碱包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种。
4.权利要求2或3所述的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述异丁烯醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、过硫酸铵和水混合，得到A液，备用；
(2)将其余的所述丙烯酸和三甲氧基乙烯基硅烷加到水中形成B液；将所述抗坏血酸和巯基丙酸加到水中形成C液，备用；
(3)将所述B液、C液同时滴加到A液中，完成后进行熟化；然后在得到的反应液中加入所述pH调节剂，并将体系调节为弱酸性或中性，即得所述抗裂型聚羧酸减水剂。
5.根据权利要求4所述的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中丙烯酸占总的所述丙烯酸原料的25～50％。
6.根据权利要求4所述的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述A液、B液、C液中水的含量分别为300～500重量份、60～80重量份、60～80重量份，且B液和C液水的总含量为140重量份。
7.根据权利要求4所述的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，将所述体系的pH调节至6～7之间。
8.根据权利要求4-7任一项所述的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在60～120min内将所述B液滴加完毕；
可选地，步骤(3)中，在90～150min内将所述C液滴加完毕。
9.根据权利要求4-7任一项所述的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述熟化在转速20～30r/s的搅拌条件下进行，温度为25～35℃，时间为30～90min。
10.权利要求3-9任一项所述的制备方法得到的低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂在混凝土中的应用；可选地，将所述减水剂用水稀释到质量分数为10～20％，然后取水泥组分质量的1～2％掺入混凝土中。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410004046.4A CN117820566A (zh) | 2024-01-03 | 2024-01-03 | 一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410004046.4A CN117820566A (zh) | 2024-01-03 | 2024-01-03 | 一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117820566A true CN117820566A (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=90505561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410004046.4A Pending CN117820566A (zh) | 2024-01-03 | 2024-01-03 | 一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117820566A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118005863A (zh) * | 2024-04-10 | 2024-05-10 | 中铁上海工程局集团有限公司 | 一种超早强减缩型聚羧酸系减水剂及其制备方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105542091A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-04 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 一种缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法 |
| CN105949402A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-09-21 | 同济大学 | 抗硫酸盐竞争吸附型硅烷改性聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN109880023A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-14 | 云南富龙高速公路建设指挥部 | 一种早强抗裂型机制砂用聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN110358024A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-22 | 科之杰新材料集团有限公司 | 一种低表面张力超支化减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
-
2024
- 2024-01-03 CN CN202410004046.4A patent/CN117820566A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105542091A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-04 | 广东复特新型材料科技有限公司 | 一种缓释阳离子型抗泥聚羧酸系高性能减水剂及其制备方法 |
| CN105949402A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-09-21 | 同济大学 | 抗硫酸盐竞争吸附型硅烷改性聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN109880023A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-14 | 云南富龙高速公路建设指挥部 | 一种早强抗裂型机制砂用聚羧酸减水剂及其制备方法 |
| CN110358024A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-22 | 科之杰新材料集团有限公司 | 一种低表面张力超支化减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118005863A (zh) * | 2024-04-10 | 2024-05-10 | 中铁上海工程局集团有限公司 | 一种超早强减缩型聚羧酸系减水剂及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN117820566A (zh) | 一种低硫酸盐敏感性的抗裂型聚羧酸减水剂及其制备方法与应用 | |
| CN104761173B (zh) | 一种减缩性能好的聚羧酸系减水剂及其制备方法 | |
| CN102532435B (zh) | 一种聚羧酸盐高性能减水剂及其制备方法 | |
| CN103387356A (zh) | 一种高延性水泥基复合修补材料及其制备方法 | |
| CN107352842B (zh) | 一种地铁管片混凝土用高早强型聚羧酸系减水剂 | |
| CN109437729A (zh) | 一种抗冻抗开裂混凝土 | |
| CN113880534A (zh) | 一种高延性混凝土及制备方法 | |
| CN115108767B (zh) | 一种房屋建筑用再生高强混凝土及其制备方法 | |
| CN108530006B (zh) | 一种装配式结构连接用钢筋套筒灌浆料及其制备方法 | |
| CN116355141B (zh) | 混凝土调变剂及其制备方法、混凝土外加剂和混凝土组合物 | |
| CN114349914A (zh) | 一种二茂铁改性抗泥型聚羧酸系减水剂及其制备方法 | |
| CN112521099A (zh) | 一种快速凝固混凝土生产工艺 | |
| CN115974451B (zh) | 一种高效环保减水剂及其制备方法 | |
| CN110003406B (zh) | 一种松香改性聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN109336457B (zh) | 一种混凝土用液态高分子减缩密实剂 | |
| CN115626790B (zh) | 一种快速修复混凝土微裂缝的生物材料及其制备方法 | |
| CN111019061A (zh) | 一种聚羧酸减水剂、高石粉型混凝土及其制备方法 | |
| CN107954631B (zh) | 一种透水混凝土用聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN114180929B (zh) | 一种用于混凝土超细裂缝自修复材料及其制备方法 | |
| CN114920890B (zh) | 一种降黏外加剂及其制备方法和应用 | |
| CN115536299A (zh) | 一种有机-无机复合增韧材料及其在混凝土中的应用 | |
| CN111908822B (zh) | 一种保坍型混凝土增效剂及其制备方法 | |
| CN108249862B (zh) | 一种高硬度建筑材料及制备方法 | |
| CN110981397A (zh) | 一种水泥基自流平砂浆及其制备方法 | |
| CN111793165A (zh) | 一种海水侵蚀清水混凝土外加剂及其制备方法 |
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 |