CN104496257B - 具有优异的保坍性、较高的减水率、改善混凝土性能的聚羧酸减水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有优异的保坍性、较高的减水率、改善混凝土性能的聚羧酸减水剂，其特征在于，该减水剂由以下重量份的各组分制备而成：甲基烯基聚氧乙烯醚30‑40份,自制助剂10‑20份,甲基丙烯酸10‑20份,巯基乙酸1‑5份,片碱1‑5份,水40‑60份。本发明具有能够降低水灰比，增加流动度，改善混凝土的密实程度、节约水泥、改善混凝土工作性能，提高混凝土的强度和耐久性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种具有优异的保坍性(水泥净浆流动度初始到60min从260-255mm)，较高的减水率(30％)，改善混凝土性能的聚羧酸减水剂及其制备方法。
背景技术
随着建设发展的需要，混凝土技术和用量要求越来越高，混凝土在使用过程要严格控制其收缩开裂率，防止出现安全隐患；为了解决上述技术问题目前采用添加外加剂的形式如减水剂来克服混凝土坍落度损造成的收缩开裂率高的问题；减水剂的发展经历了木质磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、聚羧酸系减水剂等。
聚羧酸类减水剂具有掺量低、减水率高，与水泥等其他原料相容性好，分散保持性能和坍落度保持性能好的优点。但是，这些传统的减水剂如聚酯型和聚醚型减水剂仍然存在水灰比高，混凝土流动度低，密实程度小、水泥用量大、混凝土的强度和耐久性差的不足。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能够降低水灰比，增加流动度，改善混凝土的密实程度、节约水泥、改善混凝土工作性能，提高混凝土的强度和耐久性的具有优异的保坍性，较高的减水率，改善混凝土性能的聚羧酸减水剂。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有优异的保坍性，较高的减水率，改善混凝土性能的聚羧酸减水剂，该减水剂由以下重量份的各组分制备而成：
作为优选，具有优异的保坍性，较高的减水率，改善混凝土性能的聚羧酸减水剂，该减水剂由以下重量份的各组分制备而成：
本发明的所述的自制助剂成分和用量为：
本发明还公开一种上述具有优异的保坍性，较高的减水率，改善混凝土性能的聚羧酸减水剂的制备方法，制备步骤包括：
(1)称取配方比例的各组分原料；
(2)将配方比例一半的水升温到25-35℃，然后加入甲基烯基聚氧乙烯醚和自制助剂，边搅拌边升温到48-52℃；
(3)将步骤(2)的物料在48-52℃搅拌反应0.5-1.5小时后，向反应体系中滴加甲基丙烯酸、巯基乙酸与配方比例另一半的水配制的溶液，上述溶液的滴加时间在3.5-4.5小时内完成；
(4)将步骤(3)的反应体系维持48-52℃保温0.5-2小时，然后降温到25-35℃加入片碱搅拌均匀，得到一种白色液体即为本发明的聚羧酸减水剂。
本发明的优点和有益效果：
1.本发明采用在配方中添加甲基烯基聚氧乙烯醚、自制助剂等原料，可以实现能够降低水灰比，增加流动度，改善混凝土的密实程度、节约水泥、改善混凝土工作性能，提高混凝土的强度和耐久性的优点。本发明其中的巯基乙酸的添加量非常关键，本发明采用1-5重量份，与30-40重量份的甲基烯基聚氧乙烯醚配合，从而有效控制制备出的减水剂的分子相对质量，本发明选择特定的巯基乙酸重量和用量，正是基于控制分子相对质量过大造成的分子量分布过宽，防止交联；如果加入量过多会造成分子量偏低，从而使得聚羧酸减水剂效果变差，净浆流动度变小，如果加入量过少，会造成分子量偏高造成交联；本发明选用自制的助剂，其能与甲基烯基聚氧乙烯醚等原料充分溶解接触、使得反应更加充分、彻底，收率高，且能提供稳定的羧基、酸基等阴离子集团，基团中的负电荷就会与水泥颗粒表面的正电荷相互作用，使得减水剂分子牢固的吸附在水泥颗粒表面形成一层双电子层，从而水泥表面带有相同的电荷，必然彼此之间相互排斥，水泥颗粒就会分散开来，其絮凝结构皮坏，里面包裹的自由水分子被释放出来参与流通，从而有效增加混凝土拌合物得流动性，从而有效降低混凝土的收缩开裂率，延迟其塌损速度，并能后期增加保坍功能的优点。
2.本发明的方法，通过严格控制各种物料的添加顺序和添加时间和反应温度，来实现有效降低混凝土的收缩开裂率、降低水灰比，增加流动度，改善混凝土的密实程度、节约水泥、改善混凝土工作性能，提高混凝土的强度和耐久性的优点；比如严格控制滴加时间和滴加顺序的控制方式，这是因为减水剂在聚合过程理想的状态为各单体均匀的发生聚合反应，但是每种单体的反应活性及参与聚合反应的速率均不同，为了避免不均匀聚合，采用逐步滴加的方式和滴加时间的控制，最大可能的控制理想聚合状态从而保证水泥具有更好的净浆流动度，因此本发明采用“向反应体系中滴加甲基丙烯酸、巯基乙酸与配方比例另一半的水配制的溶液，上述溶液的滴加时间在3.5-4.5小时内完成”的滴加方式，实现了更好的技术效果；比如本发明的温度控制也非常关键，其对链引发起到非常关键的作用，温度低反应活性低，则聚合反应速率低，反应物分子量小且反应不完全，造成原料浪费；如果温度过高、聚合反应的速率剧增，不利于均匀聚合，所以针对本发明特定配方的原料，严格控制反应温度48-52℃和反应时间。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例1
原料配比：
甲基烯基聚氧乙烯醚35份，自制助剂15份，甲基丙烯酸15份，巯基乙酸2份，片碱2份，水45份。
自制助剂：丙烯酸15％，过硫酸铵5％，水80％。
制备步骤包括：(1)称取配方比例的各组分原料；(2)将配方比例一半的水升温到25-35℃，然后加入甲基烯基聚氧乙烯醚和自制助剂，边搅拌边升温到50℃；(3)将步骤(2)的物料在50℃搅拌反应1小时后，向反应体系中滴加甲基丙烯酸、巯基乙酸与配方比例另一半的水配制的溶液，上述溶液的滴加时间在4小时内完成；(4)将步骤(3)的反应体系维持50℃保温1小时，然后降温到30℃加入片碱搅拌均匀，得到一种白色液体即为聚羧酸减水剂。
实施例2
原料配比：甲基烯基聚氧乙烯醚40份，自制助剂10份，甲基丙烯酸20份，巯基乙酸5份，片碱5份，水50份。
制助剂：丙烯酸20％，过硫酸铵：10％，水70％。
制备方法同实施例1。
实施例3
甲基烯基聚氧乙烯醚32份，自制助剂20份，甲基丙烯酸20份，巯基乙酸4份，
片碱2份，水55份。
自制助剂：丙烯酸16％，过硫酸铵8％，水76％。
制备方法同实施例1。
制备的减水剂的性能检测
参照GB8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》测定水泥的净浆流动度，水灰比为0.25，减水剂的掺量为0.15％(以水泥用量质量计，折固)；水泥为P.042.5。
混凝土保坍能力
以表1配比混凝土为例：
表1
减水剂对混凝土性能影响，具体见表2：
从上表可知，在掺量为0.3％，水灰比为0.25时，水泥净浆流动度从初始到30min略有增加，到60min下降也不明显，表面本发明的减水剂具有两哈的分散性能，且减缓率高的特定，同时混凝土的机械性能好，强度稳定。
本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明，与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (2)
1.一种具有优异的保坍性、较高的减水率、改善混凝土性能的聚羧酸减水剂，其特征在于，该减水剂由以下重量份的各组分制备而成：
甲基烯基聚氧乙烯醚 30-40份
自制助剂 10-20份
甲基丙烯酸 10-20份
巯基乙酸 1-5份
片碱 1-5份
水 40-60份；
所述的自制助剂成分和用量为：自制助剂原料：质量百分比 丙烯酸10－20%，过硫酸铵1－10%，水70－80%；
该减水剂的制备步骤包括：
（1）称取配方比例的各组分原料；
（2）将配方比例一半的水升温到25-35℃，然后加入甲基烯基聚氧乙烯醚和自制助剂，边搅拌边升温到48-52℃；
（3）将步骤（2）的物料在48-52℃搅拌反应0.5-1.5小时后，向反应体系中滴加甲基丙烯酸、巯基乙酸与配方比例另一半的水混合配制的溶液，上述溶液的滴加在3.5-4.5小时内完成；
（4）将步骤（3）的反应体系维持48-52℃保温0.5-2小时，然后降温到25-35℃加入片碱搅拌均匀，得到一种白色液体即为聚羧酸减水剂。
2.根据权利要求1所述的具有优异的保坍性、较高的减水率、改善混凝土性能的聚羧酸减水剂，其特征在于，该减水剂由以下重量份的各组分制备而成：
甲基烯基聚氧乙烯醚 35-40份
自制助剂 12-20份
甲基丙烯酸 10-20份
巯基乙酸 1-5份
片碱 1-5份
水 45-55份。
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