CN106699965A - 一种混凝土性能调节剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土性能调节剂，包括如下质量百分比组分：丙烯酰胺14～25％，AMPS 3～10％，交联剂4～10％，山梨醇8～20％，引发剂3～10％，水50～68％；其中引发剂为氧化还原体系，由还原剂和氧化剂组成，其中还原剂占配方总质量百分比1～5％，氧化剂占配方总质量百分比为2～8％。本发明的调节剂含有三维网状结构，可以提高胶凝材料的分散性，改善混凝土和易性，与聚羧酸减水剂的相容性非常好，适用于多种砂粒骨料。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土外加剂，尤其是涉及一种混凝土性能调节剂，还涉及一种混凝土性能调节剂的制备方法。
背景技术
近年来随着工程建设量的不断加大，混凝土用量不断上升，对于混凝土强度、施工难易度和耐久性等要求也不断提高，因此对于混凝土性能进行改进的外加剂研究不断发展。例如中国专利CN2014107176014公开了一种混凝土粘度调节剂，其组成(摩尔比)为阳离子单体:阴离子单体:内交联剂＝1:(0.5～5):(0.01～0.1)，用于改善混凝土粘度和抑制混凝土离析泌水；中国专利CN2016102012568公开了一种混凝土外加剂，由以下重量份原料组成：米碎木25-33份、聚丙烯酰胺35-42份、醋酸钠8-15份、十八胺乳液20-28份，用于改善混凝土的和易性和泌水现象；中国专利CN2014106580405公开了一种混凝土增效剂，由以下重量百分比原料组成三乙醇胺20～35％，缩丙基甲基纤维素15～28％，聚丙烯酰胺10～15％，聚羧酸系减水剂20～26％，木质素磺酸钠5～12％，硅灰2～6％，三聚磷酸钠1～5％，十二烷基苯磺酸钠0.001～0.006％，葡萄糖酸钠0.01～0.05％，可以改善混凝土和易性和抗泌水离析，但其为了提高混凝土的抗压强度和抗折强度，组成相对复杂；中国专利CN2014100241309公开了一种混凝土增稠保水剂，所采用的原料用量百分比分别为：聚丙烯酰胺10％、水解催化剂8％、水82％，能提高混凝土的和易性和抑制混凝土泌水现象；中国专利CN201410404173X公开了一种缓凝型高流动性高强水下混凝土添加剂，组分包括高岭土和复合改性剂，其针对水下混凝土的流动性和耐久性等进行改善。
上述技术的外加剂中对于混凝土和易性均有所改进，但其并非针对常见的C25、C30混凝土，C25、C30由于胶材用量低骨料级配不理想，容易出现石子堆积、泌浆、泌水等不良现象，同时上述外加剂多未体现对聚羧酸减水剂的相容性问题的解决，不能满足现代建筑工程用混凝土对聚羧酸减水剂越来越大的需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种能提高混凝土和易性的调节剂。
本发明的技术方案是提供一种混凝土性能调节剂，包括如下组分：
作为进一步改进，所述引发剂为氧化还原体系，由还原剂和氧化剂组成，其中还原剂占调节剂配方总质量百分比为1～5wt％，氧化剂占调节剂配方总质量百分比为2～8wt％；
作为进一步改进，所述还原剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、维生素C中的一种或几种；
作为进一步改进，所述氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾中的一种或几种；
本发明还提供一种混凝土性能调节剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)取上述配方量的各原料；
(2)将丙烯酰胺和AMPS溶解于水中；
(3)加入山梨醇和交联剂，持续搅拌并升温至100～120℃，反应20～40min；
(4)加入引发剂后，90～120℃恒温保温1～1.5h，形成胶状液体。
本发明的优点和有益效果是：
1、丙烯酰胺与AMPS反应形成接枝共聚物能够吸附多余水分，使混凝土保持合适的流动性；同时共聚交联形成三维网状结构，对于胶凝材料在空间上具有分隔作用，提高胶凝材料如水泥的分散性，从而提高混凝土的粘聚性，有效改善混凝土和易性；
2、降低聚羧酸减水剂对混凝土原材料、用水量和掺量的敏感性，且与聚羧酸减水剂的相容性非常好，适用于机制砂、风化砂、粗砂河砂等多种骨料；
3、丙烯酰胺在中性和酸性条件下均有增稠作用，且当pH≥10时易水解呈半网状结构，对于调节混凝土的和易性有所助益，因此即使丙烯酰胺单体未完全聚合或者从接枝聚合物上被分解下来，也并不会影响混凝土的性能；
4、采用先交联后链接反应的制备方法，保证丙烯酰胺与AMPS在特定位点上被初步活化聚合，再进行链接聚合，即将接枝聚合所需的单体控制在较小分子量范围内，减小了分子接枝聚合的阻力，提高接枝聚合率，并降低接枝聚合所需要的温度减少反应时间，降低能耗。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明提供一种混凝土性能调节剂，包括如下质量百分比的组分：
丙烯酰胺14wt％，AMPS 6wt％，交联剂6wt％，山梨醇18wt％，亚硫酸氢钠2wt％，过硫酸铵4wt％，水50wt％。
本发明还提供一种混凝土性能调节剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)取上述配方量的各原料；
(2)将丙烯酰胺和AMPS用水稀释；
(3)加入山梨醇和交联剂，搅拌并升温至120～140℃，反应20～40min；
(4)加入亚硫酸氢钠和过硫酸铵；
(5)90～120℃恒温保温1～1.5h，形成胶状液体。
实施例2
本发明提供一种混凝土性能调节剂，包括如下质量百分比的组分：
丙烯酰胺16wt％，AMPS 8wt％，交联剂8wt％，山梨醇12wt％，焦亚硫酸钠3wt％，过氧化氢3wt％，水50wt％。
本实施例制备方法同实施例1。
实施例3
本发明提供一种混凝土性能调节剂，包括如下质量百分比的组分：
丙烯酰胺25％，AMPS 3wt％，交联剂4wt％，山梨醇8wt％，硫酸亚铁2wt％，过氧化氢3wt％，水55wt％。
本实施例制备方法同实施例1。
实施例4
本发明提供一种混凝土性能调节剂，包括如下质量百分比的组分：
丙烯酰胺14wt％，AMPS 10wt％，交联剂10wt％，山梨醇8wt％，维生素C 1wt％，过硫酸钾2wt％，水55wt％。
本实施例制备方法同实施例1。
按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准(GB/T 50082-2009)》和《混凝土质量控制标准(GB/T 50164-2011)》，对本发明的混凝土性能调节剂和易性能指标进行测试，结果如下：
以强度C25混凝土为例，配比设计如表1
表1
| 混凝土材料 | 水泥 | 砂 | 石子 | 水 |
| 混凝土材料用量kg/m3 | 395 | 570 | 1260 | 174 |
检测性能指标见表2
表2
从表2的数据可知，本发明调节剂具有良好的和易性和抗泌水性能，有利于施工进行。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。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 (7)
1.一种混凝土性能调节剂，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：丙烯酰胺14～25wt％，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3～10wt％，交联剂4～10wt％，山梨醇8～20wt％，引发剂3～13wt％，水50～68wt％。
2.如权利要求1所述的混凝土性能调节剂，其特征在于，所述引发剂为氧化还原体系，其中还原剂占调节剂配方总质量百分比为1～5wt％，氧化剂占调节剂配方总质量百分比为2～8wt％。
3.如权利要求2所述的混凝土性能调节剂，其特征在于，所述还原剂为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、维生素C中的一种或几种。
4.如权利要求2所述的混凝土性能调节剂，其特征在于，所述氧化剂为过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾中的一种或几种。
5.制备如权利要求1～4任意一项所述的混凝土性能调节剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取上述配方量的各原料；
(2)将丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸用水稀释；
(3)加入山梨醇和交联剂，持续搅拌并升温至120～140℃，反应20～40min；
(4)加入引发剂，90～120℃恒温保温1～1.5h，形成胶状液体。
6.如权利要求5所述的制备如权利要求1～4任意一项所述的混凝土性能调节剂的方法，其特征在于，所述步骤(4)中持续搅拌时间为20～40min，升温至120～140℃。
7.如权利要求5所述的制备如权利要求1～4任意一项所述的混凝土性能调节剂的方法，其特征在于，所述步骤(5)中恒温温度为90～120℃，保温时间为40～60min。
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