專利名稱：水泥保坍助磨劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥保坍助磨劑，特別是涉及一種用于改善水泥與外加劑的適應(yīng)性的保坍助磨劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
從世界水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢來看，未來世界水泥的生產(chǎn)和消費(fèi)仍然保持一定速度的增長。一些發(fā)達(dá)國家的水泥產(chǎn)量開始下降，水泥生產(chǎn)的重心逐步向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。預(yù)計(jì)我國未來將會(huì)成為水泥出口大國。但是由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，出現(xiàn)水泥質(zhì)量參差不齊，總體質(zhì)量較差，與國外水泥相比主要是水泥的混合材摻量較大，水泥的細(xì)度較粗，進(jìn)而造成水泥早期的強(qiáng)度偏低。而要解決這一問題，最簡單的而又行之有效的辦法就是使用水泥助磨劑。目前，我國水泥助磨劑的研究、生產(chǎn)單位很多，但都局限在研究助磨劑的助磨效果、增強(qiáng)效果以及改善水泥的顆粒級(jí)配和流動(dòng)性等常規(guī)研究內(nèi)容上，對(duì)水泥助磨劑的摻入影響水泥與外加劑適應(yīng)性的研究很少。然而，由于水泥助磨劑的引入，使水泥的品質(zhì)發(fā)生了變化，導(dǎo)致商品混凝土的性能尤其是工作性能產(chǎn)生了波動(dòng)，一些商品混凝土生產(chǎn)廠家對(duì)摻助磨劑的水泥與超塑化劑的適應(yīng)性提出疑問。國內(nèi)已有研究者證明常用助磨劑對(duì)水泥與外加劑的適應(yīng)性存在不良影響?；炷翗I(yè)內(nèi)人士熟知，水泥本身就存在與混凝土外加劑的適應(yīng)性問題。如何改善水泥與外加劑的適應(yīng)性，并且同時(shí)解決混凝土坍落度損失問題，是業(yè)內(nèi)科研人員的研究目標(biāo)，因此，如果能獲得一種既有傳統(tǒng)助磨劑的助磨增強(qiáng)效果，又能有效改善水泥與外加劑的適應(yīng)性，同時(shí)解決混凝土坍落度損失問題的助磨劑，將為水泥助磨劑的廣泛推廣使用提供了技術(shù)保障。CN101831037A公開了一種羧酸類共聚物混凝土保坍劑，該保坍劑由改性聚醚與不飽和羧酸和交聯(lián)劑采用氧化還原體系和引發(fā)劑合成分子量為10000-100000共聚物制備而成，該發(fā)明具有較好的保坍效果，但不能解決上述適應(yīng)性問題。CN101065338A公開了一種含有聚合物A的含水組合物也可以做水泥助磨劑，該聚合物A與通常的水泥助磨劑的組合，可以矯正或大大減少已知助磨劑的缺點(diǎn)，聚合物A可以含有羧酸基團(tuán)或羧酸鈉基團(tuán)，但該聚合物制備方法較復(fù)雜，因而含有該聚合物的水泥助磨劑成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種制作工藝簡單、成本低、能有效改善水泥與外加劑的適應(yīng)性，同時(shí)解決混凝土坍落度損失問題的保坍助磨劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明一種水泥保坍助磨劑，由重量百分比4. 0% 7. 0%三聚磷酸鈉、10. 0% 21. 0%六偏磷酸鈉、4. 0% 10%乙二醇、0. 5% 2. 0%含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑和60. 0 % 81. 5 %水組成，優(yōu)選由重量百分比6. 0 %三聚磷酸鈉、19. 0 %六偏磷酸鈉、8. 0%乙二醇、1. 0%含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑和66. 0%水組成。本發(fā)明一種制備上述保坍助磨劑的方法，包括以下步驟(1)按所述比例準(zhǔn)備所述原料；(2)將三聚磷酸鈉和水混合攪拌均勻，當(dāng)三聚磷酸鈉完全溶解后邊攪拌邊均勻加入六偏磷酸鈉；(3)當(dāng)所述六偏磷酸鈉完全溶解后加入乙二醇和含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑，攪拌均勻。本發(fā)明制備所述保坍助磨劑的方法，其中所述含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑由苯酚、對(duì)氨基苯磺酸鈉和甲醛以摩爾比為(1. 1 1.5) (0.9 1.2) (3. 5 3. 7) 和苯甲酸磺化單體縮合而成，所述苯甲酸磺化單體的用量為所述苯酚和對(duì)氨基苯磺酸鈉質(zhì)量之和的60% 80%。所述苯甲酸磺化單體由苯甲酸、苯酚和濃硫酸以摩爾比(0.9 1.2) (0.3 0.6) (1. 3 1. 7)在130°C磺化2-3小時(shí)制得。所述縮合反應(yīng)溫度為83 87°C，pH值為8 11，反應(yīng)時(shí)間為4_6小時(shí)。所述甲醛以滴加方式加入到縮合體系中，滴加時(shí)間為1-1. 5小時(shí)，滴加完甲醛后， 保持反應(yīng)體系不變1小時(shí)，補(bǔ)加助劑對(duì)氨基苯磺酸鈉、萘磺酸鹽甲醛縮合物和水，對(duì)氨基苯磺酸鈉和萘磺酸鹽甲醛縮合物的摻量為初始加入苯酚、對(duì)氨基苯磺酸鈉和磺化單體質(zhì)量的 10% 30%，水適量(根據(jù)補(bǔ)加助劑的量確定)，之后繼續(xù)反應(yīng)5-6小時(shí)。本發(fā)明所述的保坍助磨劑的應(yīng)用，將其摻入到水泥中，以改善水泥的性能。所述保坍助磨劑摻入水泥中的摻入量為水泥總重量的0. 03% 0. 1%。本發(fā)明的水泥保坍助磨劑，選用合適的原料及其配比，并且原料中添加了含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑，該含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑，在分子主鏈上引入了活性基團(tuán)-羧基，改善了分子結(jié)構(gòu)，并且采用本發(fā)明特有的工藝方法縮合而成，能夠保證羧基基團(tuán)能夠以合適的比例接枝到分子主鏈上，即通過對(duì)減水劑進(jìn)行化學(xué)改性，改善了減水劑的性能，改善了水泥與外加劑的適應(yīng)性，有效降低水泥坍落的損失，克服了傳統(tǒng)助磨劑性能單一、適應(yīng)性差、成本高的缺點(diǎn)。本發(fā)明制備水泥保坍助磨劑的方法，具有操作簡單易行的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例、對(duì)比和效果試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。本發(fā)明所述的含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑，其具體制備方法如下苯甲酸磺化單體由122g苯甲酸、47g苯酚和147g濃硫酸在130°C磺化3小時(shí)制得。由112. 8g苯酚、195. Ig對(duì)氨基苯磺酸鈉、108g甲醛、585g水、IOg催化劑和184. 7g 苯甲酸磺化單體在反應(yīng)釜中進(jìn)行縮合反應(yīng)，縮合反應(yīng)溫度為85°C，反應(yīng)溶液pH值為10，其中甲醛以滴加方式加入到縮合體系中，滴加時(shí)間為1小時(shí)。滴加完甲醛后，保持反應(yīng)體系不變1小時(shí)，補(bǔ)加對(duì)氨基苯磺酸鈉和萘磺酸鹽甲醛縮合物98. 5g和水20g，之后繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，總反應(yīng)時(shí)間約為8小時(shí)，得到含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽。實(shí)施例1 準(zhǔn)備下列質(zhì)量百分比的原料三聚磷酸鈉4g、六偏磷酸鈉21g、乙二醇10g、上述含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑2. Og和自來水63g。將三聚磷酸鈉和水混合攪拌均勻，當(dāng)三聚磷酸鈉完全溶解后邊攪拌邊均勻加入六偏磷酸鈉；當(dāng)所述六偏磷酸鈉完全溶解后加入乙二醇和含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑，攪拌均勻，得到1號(hào)保坍助磨劑。實(shí)施例2 準(zhǔn)備下列質(zhì)量百分比的原料6. Og三聚磷酸鈉、19. Og六偏磷酸鈉、8. Og 乙二醇、1. Og含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑和66. Og水。制備方法同實(shí)施例1，得到2 號(hào)保坍助磨劑。實(shí)施例3 準(zhǔn)備下列質(zhì)量百分比的原料7. Og三聚磷酸鈉、10. Og六偏磷酸鈉、4. Og 乙二醇、0. 5g含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑和78. 5g水。制備方法同實(shí)施例1，得到3 號(hào)保坍助磨劑。實(shí)施例4 準(zhǔn)備下列質(zhì)量百分比的原料6. Og三聚磷酸鈉、19. Og六偏磷酸鈉、8. Og 乙二醇和67. Og水。制備方法同實(shí)施例1，得到4號(hào)保坍助磨劑。使用本領(lǐng)域常規(guī)方法測量本發(fā)明上述實(shí)施例保坍助磨劑的助磨效果、對(duì)水泥性能的影響、對(duì)水泥與外加劑適應(yīng)性的影響，如表1、表2、表3所示。(注下表中種類欄“空白” 是指水泥中未摻加保坍助磨劑，“1”是指水泥中添加1號(hào)保坍助磨劑，同理類推，“4”是指水泥中添加4號(hào)保坍助磨劑。)對(duì)混凝土坍落度的測定混凝土中水泥、粉煤灰、砂和石所用的質(zhì)量比為 281 109 752 1082?；炷恋某跏继涠?即混凝土初始高度)均為180mm，1小時(shí)之后，測量空白和分別摻入了 1、2、3、4號(hào)保坍助磨劑的混凝土的坍落度(即1小時(shí)之后的混凝土高度)，結(jié)果見表3。以實(shí)施例2得到的2號(hào)保坍助磨劑為例，驗(yàn)證摻量范圍對(duì)水泥助磨效果的影響，2 號(hào)保坍助磨劑的摻量分別為空白、0. 01%,0. 03%,0. 05%,0. 08%,0. 1%，結(jié)果見表4。表1本發(fā)明保坍助磨劑助磨效果
權(quán)利要求
1.一種水泥保坍助磨劑，其特征在于由重量百分比4.0% 7.0%三聚磷酸鈉、 10. 0% 21. 0%六偏磷酸鈉、4. 0% 10%乙二醇、0. 5% 2. 0%含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑和60. 0% 81. 5%水組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保坍助磨劑，其特征在于由重量百分比6.0%三聚磷酸鈉、 19. 0%六偏磷酸鈉、8. 0%乙二醇、1. 0%含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑和66. 0%水組成。
3.一種制備權(quán)利要求1或2所述的保坍助磨劑的方法，其特征在于包括以下步驟(1)按所述比例準(zhǔn)備所述原料；(2)將三聚磷酸鈉和水混合攪拌均勻，當(dāng)三聚磷酸鈉完全溶解后邊攪拌邊均勻加入六偏磷酸鈉；(3)當(dāng)所述六偏磷酸鈉完全溶解后加入乙二醇和含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑， 攪拌均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保坍助磨劑，其特征在于所述含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑由苯酚、對(duì)氨基苯磺酸鈉和甲醛以摩爾比為(1. 1 1.5) (0.9 1.2) (3. 5 3. 7)和苯甲酸磺化單體縮合而成，所述苯甲酸磺化單體的用量為所述苯酚和對(duì)氨基苯磺酸鈉質(zhì)量之和的60% 80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保坍助磨劑，其特征在于所述苯甲酸磺化單體由苯甲酸、苯酚和濃硫酸以摩爾比(0.9 1.2) (0.3 0.6) (1. 3 1. 7)在130°C磺化2-3小時(shí)制得。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保坍助磨劑，其特征在于所述縮合反應(yīng)溫度為83 87V， PH值為8 11，反應(yīng)時(shí)間為4-6小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保坍助磨劑，其特征在于所述甲醛以滴加方式加入到縮合體系中，滴加時(shí)間為1-1. 5小時(shí)。
8.權(quán)利要求1或2所述的保坍助磨劑的應(yīng)用，將其摻入到水泥中，以改善水泥的性能。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的保坍助磨劑的應(yīng)用，其特征在于所述保坍助磨劑摻入水泥中的摻入量為水泥總重量的0. 03% 0. 1%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水泥保坍助磨劑及其制備方法和應(yīng)用，由重量百分比4.0％～7.0％三聚磷酸鈉、10.0％～21.0％六偏磷酸鈉、4.0％～10％乙二醇、0.5％～2.0％含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑和60.0％～81.5％水組成，其中含羧酸基團(tuán)的氨基磺酸鹽系減水劑由苯酚、對(duì)氨基苯磺酸鈉和甲醛以摩爾比為(1.1～1.5)∶(0.9～1.2)∶(3.5～3.7)和苯甲酸磺化單體縮合而成，本發(fā)明保坍助磨劑摻入水泥中的摻入量為水泥總重量的0.03％～0.1％，本發(fā)明水泥保坍助磨劑工藝簡單、成本低、能有效改善水泥與外加劑的適應(yīng)性。
文檔編號(hào)C04B24/16GK102241488SQ201110137780
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者孫鋼, 張樹元, 李憲軍 申請(qǐng)人:李憲軍