專(zhuān)利名稱(chēng)：一種混凝土減水劑及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土減水劑及其制備方法。
技術(shù)背景
聚羧酸高性能減水劑(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PCA)作為一種新型減水劑，和目前普遍應(yīng)用的其他外加劑相比，具有很多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在低摻量情況下就能發(fā)揮較好的分散作用，且更適合于低水膠比混凝土，是配制高強(qiáng)、自密實(shí)、高耐久性等高性能混凝土的首選品種。
PCA為梳形側(cè)鏈型分子結(jié)構(gòu)，帶有磺酸基、羧基、聚氧化乙烯基、胺基、羥基、酯基等極性基團(tuán)。分析認(rèn)為，PCA的分子結(jié)構(gòu)模型(如圖1)，應(yīng)該包括如下三個(gè)層次
(1)中心線(xiàn)性主鏈層以非極性基相互連接為主，可以包括脂肪烴、芳烴和部分弱極性基團(tuán)，影響著平均分子量與分子量分布。
(2)長(zhǎng)側(cè)鏈溶劑化擴(kuò)散層聚氧化乙烯基長(zhǎng)側(cè)鏈ΡΕ0。本身由許多疏水基亞甲基和親水基醚鍵構(gòu)成，屬于非離子型強(qiáng)極性基團(tuán)，水溶性隨聚合度增加而增強(qiáng)，它的一端通過(guò)醚基、胺基或酯基與疏水的主鏈連接，另一端可以是羥基、酯基或醚基連接的弱非極性基，能夠伸展在水溶液中構(gòu)成溶劑化層，可以增強(qiáng)減水劑的分散作用。
(3)短側(cè)鏈絨化緊密層連接在主鏈上，可以是帶有極性離子型和非離子型的親水基，也可以是低碳脂肪鏈的疏水基的短側(cè)鏈。親水基包括弱極性的一 0H、一 SH、一 C0R、一 CONHa,- CN、一 NH 和強(qiáng)極性的一 C00-、一 SO3-以及低聚合度的PEO鏈等，基團(tuán)極性越強(qiáng)、 密度越高，則在極性的水泥顆粒表面錨固作用增強(qiáng)，有助于阻止水分子通過(guò)緊密的絨化層， 具有明顯的緩凝作用。非極性的脂肪短鏈有一定疏水作用。對(duì)水溶性影響較弱，也可作為中心鏈部分，具有增加空間位阻、降低水分子滲透，同時(shí)調(diào)節(jié)表面活性等作用。
由于PCA的結(jié)構(gòu)、合成機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜。雖然國(guó)內(nèi)已經(jīng)有此類(lèi)產(chǎn)品，但目前的現(xiàn)狀是只有部分廠(chǎng)家能真正通過(guò)“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”來(lái)控制PCA的分子結(jié)構(gòu)以形成系列產(chǎn)品，要顯著降低 PCA的生產(chǎn)成本和提高其適應(yīng)范圍，達(dá)到高其塑化效果和改善其保塑性還有一個(gè)過(guò)程。另外，PCA在作為減水劑應(yīng)用時(shí)，成本較高，對(duì)應(yīng)用于混凝土?xí)r，對(duì)混凝土的原材料的來(lái)源配比要求較高，限制了其使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混凝土減水劑。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種混凝土減水劑的應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下
一種混凝土減水劑，按重量配比由58-80份的聚羧酸高性能減水劑和20-42份的既含羥基又含羧基的化合物組成。
所述聚羧酸高性能減水劑為67-75份，所述既含羥基又含羧基的化合物為25-33 份。
既含羥基又含羧基的化合物選自葡萄糖酸、檸檬酸、乳酸、右旋酒石酸、左旋酒石酸、外旋酒石酸、蘋(píng)果酸及其所述酸的鉀鹽或鈉鹽。
上述一種混凝土減水劑在配制混凝土中的應(yīng)用。
試驗(yàn)證明本發(fā)明的使用可以使
1)凈漿流動(dòng)度有增加，改善了與水泥的適應(yīng)性；坍落度損失變化基本和原產(chǎn)品保持一致；混凝土用水量有所上升，其28d抗壓強(qiáng)度降低很少，性能基本不變；
2)增大(含-COO基的)檸檬酸鈉所占的比例時(shí)，混凝土凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，早期強(qiáng)度會(huì)更低一點(diǎn)，但是后期強(qiáng)度仍然很好，這一點(diǎn)極大地有利于大體積、炎熱季節(jié)施工的混凝土。
3)同固含量PCA的價(jià)格大約是本發(fā)明一種混凝土減水劑的3倍，在用本發(fā)明取代 PCA的取代量為25%時(shí)，大致可節(jié)約16. 7%費(fèi)用。
4)被取代了 25%的PCA的資源及合成生產(chǎn)所需的能源得以節(jié)約。
本發(fā)明的一種混凝土減水劑，既能發(fā)揮PCA優(yōu)點(diǎn)，改善PCA適應(yīng)性，又能減少用量節(jié)約資源降低能耗，同時(shí)還降低了 PCA的綜合應(yīng)用成本。


圖IPCA的分子結(jié)構(gòu)模型。
圖中1 一線(xiàn)型主鏈中心層2 — PEO長(zhǎng)鏈溶劑化擴(kuò)散層3 —短鏈絨化緊密層具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
下面的實(shí)施例以及各實(shí)施例所使用的原料是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明，但不用于對(duì)本發(fā)明作任何限制。
緩凝劑作用機(jī)理的解釋存在四種理論吸附理論、配合物生成理論、沉淀理論和氫氧化鈣結(jié)晶成核抑制理論。
一是吸附理論——利用有機(jī)物作緩凝劑時(shí)，由于大多數(shù)有機(jī)緩凝劑具有表面活性，能在水泥顆粒的固液界面吸附，改變水泥顆粒表面的親水性，形成一層可抑制水泥水化的緩凝劑膜層，從而導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)。
二是配合物生成理論——緩凝劑的分子可以與水泥水化生成的Ca2+形成絡(luò)鹽，在水泥水化初期，控制了液相中的Ca2+濃度，阻止了水泥水化相的形成，產(chǎn)生了緩凝作用。
三是沉淀理論——有機(jī)和無(wú)機(jī)緩凝劑通過(guò)水泥顆粒表面形成一層不溶性的薄膜層，阻止了水泥顆粒與水的接觸，因而延緩了水泥的水化，起到緩凝作用。
四是氫氧化鈣結(jié)晶成核抑制理論——緩凝劑是通過(guò)吸附在Ca(OH)2晶核上，抑制 Ca(OH)2晶體繼續(xù)增長(zhǎng)而產(chǎn)生緩凝作用的。不同類(lèi)型和種類(lèi)的緩凝劑的作用，并不能用同一理論進(jìn)行解釋?zhuān)ǔ?，多?shù)有機(jī)類(lèi)緩凝劑的緩凝作用歸結(jié)為吸附理論。羥基、羧酸基、羧基及其鹽類(lèi)是典型的配合物生成劑，采用配合物生成理論解釋更為合理。多數(shù)無(wú)機(jī)類(lèi)緩凝劑的作用，則主要?dú)w結(jié)于水泥顆粒表面不溶物的生成，用沉淀理論解釋合情合理。
依據(jù)以上理論選擇既含羥基又含羧基的化合物為本發(fā)明的一種混凝土減水劑的緩凝組分。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。
實(shí)施例1
一種混凝土減水劑，按重量配比由75份的聚羧酸高性能減水劑(PCA)和20. 83份的葡萄糖酸鈉和4. 17份的檸檬酸鈉組成。
實(shí)施例2
一種混凝土減水劑，按重量配比由75份的PCA和17. 86份的葡萄糖酸鈉和7. 14 份的檸檬酸鈉組成。
實(shí)施例3
一種混凝土減水劑，按重量配比由67份的PCA和27. 5份的葡萄糖酸鈉和5. 5份的檸檬酸鈉組成。
實(shí)施例4
一種混凝土減水劑，按重量配比由67份的PCA和23. 57份的葡萄糖酸鈉和9. 43 份的檸檬酸鈉組成。
實(shí)施例5
一種混凝土減水劑，按重量配比由58份的PCA和35份的葡萄糖酸鈉和7份的檸檬酸鈉組成。
實(shí)施例6
一種混凝土減水劑，按重量配比由58份的PCA和30份的葡萄糖酸鈉和12份的檸檬酸鈉組成。
實(shí)施例7
一種混凝土減水劑，按重量配比由80份的PCA和16. 67份的左旋酒石酸和3. 33 份蘋(píng)果酸鈉組成。
實(shí)施例8
一種混凝土減水劑，按重量配比由80份的PCA和14. 29份的乳酸和5. 71份的右旋酒石酸鉀組成。
實(shí)施例9
一種混凝土減水劑，按重量配比由75份的PCA和20. 83份的外旋酒石酸和4. 17 份的檸檬酸組成。
實(shí)施例10
一種混凝土減水劑，按重量配比由75份的PCA和17. 86份的葡萄糖酸鈉和7. 14 份的檸檬酸鈉組成。
實(shí)驗(yàn)例1
1)試驗(yàn)材料
權(quán)利要求
1.一種混凝土減水劑，其特征是按重量配比由58-80份的聚羧酸高性能減水劑和 20-42份的既含羥基又含羧基的化合物組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的混凝土減水劑，其特征是所述聚羧酸高性能減水劑為67-75份，所述既含羥基又含羧基的化合物為25-33份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混凝土減水劑，其特征是所述既含羥基又含羧基的化合物選自葡萄糖酸、檸檬酸、乳酸、右旋酒石酸、左旋酒石酸、外旋酒石酸、蘋(píng)果酸及其所述酸的鉀鹽或鈉鹽。
4.權(quán)利要求1至3之一的一種混凝土減水劑，其特征是在配制混凝土中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種混凝土減水劑及應(yīng)用，所述混凝土減水劑按重量配比由58-80份的聚羧酸高性能減水劑和20-42份的既含羥基又含羧基的化合物組成。本發(fā)明的一種混凝土減水劑，既能發(fā)揮聚羧酸高性能減水劑優(yōu)點(diǎn)，改善聚羧酸高性能減水劑適應(yīng)性，又能減少用量節(jié)約資源降低能耗，同時(shí)還降低了聚羧酸高性能減水劑的綜合應(yīng)用成本。
文檔編號(hào)C04B24/26GK102531449SQ20111035829
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者左輝輝, 牟勇 申請(qǐng)人:天津市濱海新區(qū)津渝新奧科技發(fā)展有限公司