CN1480475A - 水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂及制造方法，用于水下浇注混凝土。由丙烯酰胺单体与聚乙烯醇经通入氮气、加入过氧化氢、硫酸亚铁或加入硝酸高铈胺进行聚合制成丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物或再混合萘磺酸甲醛缩合物，制成改性聚丙烯酰胺絮凝剂，可使水下混凝土拌合物具有优良的抗分散性，可减少施工的水质污染，降低因混凝土拌合物分散造成的强度损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂及制造方法，用于水下浇注混凝土工程。
背景技术
现有的水下不分散混凝土用絮凝剂，采用纤维素系絮凝剂、聚糖类聚合物系絮凝剂、或聚丙烯酰胺絮凝剂，其不足之处是水下混凝土拌合物的抗分散性能不足、流动性较差、塌落度损失较大、硬化混凝土因材料分散造成的强度损失较大。现有的聚丙烯酰胺絮凝剂，由丙烯酰胺单体聚合生成直链型或均聚型聚丙烯酰胺絮凝剂，对水下混凝土拌合物的抗分散性、流动性还有待提高、塌落度损失有待进一步减少。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能提高水下混凝土拌合物的抗分散性、流动性、减少塌落度损失、降低因混凝土拌合物分散造成的强度损失的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂及制造方法。
本发明采用的技术方案
本发明的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有由1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.05～0.15重量份聚乙烯醇，再加入2～3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min之后加入0.005～0.01重量份过氧化氢、0.005～0.01重量份硫酸亚铁，进行聚合反应，聚合3～6h之后将所得的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理所制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
较优的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有由1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.15重量份聚乙烯醇，再加入3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入0.01重量份过氧化氢，0.01重量份硫酸亚铁，进行聚合反应，聚合6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理所制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
较优的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有按1重量份丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末混合的2重量份萘磺酸甲醛缩合物粉末。
还可以采用的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有由1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.05～0.15重量份聚乙烯醇，再加入2～3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入预先用0.1重量份硝酸溶解的0.005～0.01重量份硝酸高铈胺进行聚合反应，聚合3～6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理所制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
较优的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有由1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.15重量份聚乙烯醇，再加入3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入预先用0.1重量份硝酸溶解的0.01重量份硝酸高铈胺进行聚合反应，聚合6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理所制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
较优的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有按1重量份丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末混合的2重量份萘磺酸甲醛缩合物粉末。
还可以采用的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法，其特征是在1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.05～0.15重量份聚乙烯醇，再加入2～3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入0.005～0.01重量份过氧化氢、0.005～0.01重量份硫酸亚铁进行聚合反应，聚合3～6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理制成丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
还可以采用的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法，其特征是在1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.05～0.15重量份聚乙烯醇，再加入2～3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入预先用0.1重量份硝酸溶解的0.005～0.01重量份硝酸高铈胺进行聚合反应，聚合3～6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理制成丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
本发明的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，由丙烯酰胺单体与聚乙烯醇进行聚合反应生成丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物即生成带侧链型或共聚型的带接枝的改性聚丙烯酰胺水溶性聚合物，其分子量在500万以上。在制造中使用的过氧化氢、二价铁离子化合物硫酸亚铁、硝酸高铈胺用于丙烯酰胺单体接枝聚乙烯醇的引发剂，使用的去离子水是由自来水经过阴阳离子交换柱交换的无离子水，通入氮气的目的是驱除聚合反应体系中溶解的氧气。使用的萘磺酸甲醛缩合物，有助于提高水下混凝土拌合物的抗分散能力，以及提高混凝土拌合物的流动性、减少用水量、提高硬化混凝土强度。
本发明与现有技术相比的有益效果
1、本发明的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，可使水下混凝土拌合物具有优良的抗分散性、粘稠性、高塑性、自流平性和泌水性，可减小水下混凝土浇注时的水质污染，对狭小间隙浇注具有优良的填充性，可降低因混凝土拌合物分散造成的硬化混凝土强度的损失，并可提高硬化混凝土与钢筋的粘结力。可应用于高层建筑基础的水下混凝土工程、江湖河海的护坡工程、大坝基础被水淘空部位的修复工程、桥梁基础沉井的封底工程以及水下钢结构物的防腐工程。
2、本发明的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法，工艺简单、成本较低、与普通水下不分散混凝土絮凝剂成本相比约低25％。
具体实施方式
实施例1
本发明的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法-1。在聚乙烯塑料袋中加入1重量份丙烯酰胺单体、将0.15重量份的固体状聚乙烯醇预先用1重量份去离子水溶解，然后加入其中，再加入3重量份去离子水、将上述混合物加热至30℃、在塑料袋内通入氮气15min，之后在塑料袋内再加入0.01重量份过氧化氢、0.01重量份二价铁离子化合物硫酸亚铁进行聚合反应，聚合6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理制成丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末，即改性聚丙烯酰胺絮凝剂-1。
实施例2
本发明的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法-2。在与实施例1相同的制造方法制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末中按其1重量份混合2重量份的萘磺酸甲醛缩合物粉末，制成改性聚丙烯酰胺絮凝剂-2。
实施例3
本发明的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法-3。在聚乙烯塑料袋中加入1重量份丙烯酰胺单体，再加入预先用1重量份去离子水溶解的0.15重量份聚乙烯醇，再加入3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min之后，加入预先用0.1重量份硝酸溶解的0.01重量份硝酸高铈胺进行聚合反应，反应6h之后，将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理制成丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末，即改性聚丙烯酰胺絮凝剂-3。
实施例4
本发明的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法-4。在与实施例3相同的制造方法制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末中按其1重量份混合2重量份的萘磺酸甲酸缩合物粉末、制成改性聚丙烯酰胺絮凝剂-4。
实施例5
用作对比的聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法。在聚乙烯塑料袋中加入1重量份丙烯酰胺单体、3重量份去离子水，将其加热至30℃、通入氮气15min，之后加入0.0007重量份过硫酸胺、0.0007重量份亚硫酸氢钠进行聚合反应、聚合6h之后，将所得聚丙烯酰胺聚合物经造粒、干燥、粉碎处理得到聚丙烯酰胺絮凝剂。
由实施例1至实施例4制成的改性聚丙烯酰胺絮凝剂1-4以及实施例5制成的用于对比的聚丙烯酰胺絮凝剂所配制的水下混凝土性能试验列于表1、表2，表1为水下混凝土拌合物的塌落度试验，表2为水下混凝土抗压强度试验，其中水下混凝土拌合物按重量份的配合比如下：
水泥∶水∶砂∶石∶＝1∶0.44∶1.5∶2.3
絮凝剂掺量其中改性聚丙烯酰胺絮凝剂-2、-4按0.03重量份，其余按0.02重量份。
表1 水下混凝土坍落度试验
| 絮凝剂种类 | 水下混凝土拌合物的坍落度，cm | |
| 0min | 60min | |
| 改性聚丙烯酰胺絮凝剂-1 | 60 | 59 |
| 改性聚丙烯酰胺絮凝剂-2 | 60 | 58 |
| 改性聚丙烯酰胺絮凝剂-3 | 60 | 59 |
| 改性聚丙烯酰胺絮凝剂-4 | 60 | 58 |
| 聚丙烯酰胺絮凝剂—对比例 | 38 | 9 |
表2 水下混凝土抗压强度试验
| 絮凝剂种类 | 水下混凝土抗压强度，MPa | |
| 7天 | 28天 | |
| 改性聚丙烯酰胺絮凝剂-1 | 27 | 36.5 |
| 改性聚丙烯酰胺絮凝剂-2 | 26 | 36 |
| 改性聚丙烯酰胺絮凝剂-3 | 26 | 36 |
| 改性聚丙烯酰胺絮凝剂-4 | 27 | 36.5 |
| 聚丙烯酰胺絮凝剂—对比例 | 24 | 31 |
Claims (8)
1、一种水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有由1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.05～0.15重量份聚乙烯醇，再加入2～3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min之后加入0.005～0.01重量份过氧化氢、0.005～0.01重量份硫酸亚铁，进行聚合反应，聚合3～6h之后将所得的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理所制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
2、根据权利要求1所述的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有由1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.15重量份聚乙烯醇，再加入3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入0.01重量份过氧化氢、0.01重量份硫酸亚铁，进行聚合反应，聚合6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理所制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
3、根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有按1重量份丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末混合的2重量份萘磺酸甲醛缩合物粉末。
4、一种水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有由1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.05～0.15重量份聚乙烯醇，再加入2～3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入预先用0.1重量份硝酸溶解的0.005～0.01重量份硝酸高铈胺进行聚合反应，聚合3～6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理所制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
5、根据权利要求4所述的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有由1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.15重量份聚乙烯醇，再加入3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入预先用0.1重量份硝酸溶解的0.01重量份硝酸高铈胺进行聚合反应，聚合6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理所制成的丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
6、根据权利要求5所述的水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂，其特征是含有按1重量份丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末混合的2重量份萘磺酸甲醛缩合物粉末。
7、一种水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法，其特征是在1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.05～0.15重量份聚乙烯醇，再加入2～3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入0.005～0.01重量份过氧化氢、0.005～0.01重量份硫酸亚铁进行聚合反应，聚合3～6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理制成丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
8、一种水下不分散混凝土用改性聚丙烯酰胺絮凝剂的制造方法，其特征是在1重量份丙烯酰胺单体中加入预先用1重量份去离子水溶解的0.05～0.15重量份聚乙烯醇，再加入2～3重量份去离子水，将其加热至30℃，通入氮气15min，之后加入预先用0.1重量份硝酸溶解的0.005～0.01重量份硝酸高铈胺进行聚合反应，聚合3～6h之后将所得丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物经造粒、干燥、粉碎处理制成丙烯酰胺—聚乙烯醇共聚物粉末。
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