專(zhuān)利名稱(chēng)：一種堿激發(fā)高性能減水劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土外加劑的制備領(lǐng)域，具體涉及ー種堿激發(fā)高性能減水劑及制備方法。
背景技術(shù)：
ー個(gè)多世紀(jì)以來(lái)硅酸鹽水泥一直是使用最為廣泛的建筑材料。然而，迅速發(fā)展的硅酸鹽水泥エ業(yè)也越來(lái)越面臨著資源、能 源和環(huán)境保護(hù)嚴(yán)重制約的問(wèn)題。因?yàn)楣杷猁}水泥的生產(chǎn)エ藝是“兩磨ー燒”，消耗大量資源、能源。對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響與破壞。特別是石灰石與煤炭等原料屬于不可再生資源，并且水泥熟料需要高溫?zé)Y(jié)，石灰石和煤炭燃燒排出大量有害氣體。目前解決以上問(wèn)題的一個(gè)有效途徑是添加工業(yè)廢渣，減少對(duì)天然資源的開(kāi)采，保護(hù)資源，保護(hù)環(huán)境，減少能源的消耗。這ー類(lèi)材料包括礦渣、粉煤灰、赤泥、磷渣與煤矸石等。而這些大量添加混合材水泥或混凝土的對(duì)高性能減水劑的適用性產(chǎn)生很多不良影響。混凝土是世界上用量最大、應(yīng)用最廣泛的建筑材料。隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的全面展開(kāi)，鉄路、公路、橋梁等建筑上的混凝土用量大大增加，對(duì)現(xiàn)代混凝土技術(shù)的要求也越來(lái)越尚。具有聞減水率、低對(duì)損、聞強(qiáng)、超聞強(qiáng)特點(diǎn)的聞性能混凝土是混凝土發(fā)展的方向。作為混凝土第五組分的減水劑為了適應(yīng)混凝土技術(shù)的發(fā)展，要求具有更高的性能。聚羧酸系外加劑具有低摻量高減水率、混凝土分散效果較好、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，所以推廣應(yīng)用很快，目前已占據(jù)了減水劑的大部分市場(chǎng)。但是隨著使用范圍的擴(kuò)大，ー些不足也慢慢暴露出來(lái)，特別是對(duì)摻合料較多的水泥或混凝土中，其適應(yīng)性不好。或者在低標(biāo)號(hào)的混凝土配比中，以及低膠凝材料混凝土中，其保塌性能較差，泌水嚴(yán)重，坍落度損失較快，和易性不好。堿激發(fā)膠凝材料是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的ー類(lèi)新型無(wú)機(jī)非金屬材料。通過(guò)添加堿激發(fā)劑可以激發(fā)煤灰、礦渣、煤灰、赤泥、磷渣與煤矸石等常見(jiàn)的エ業(yè)廢渣的膠凝活性，大大提高添加大量混合材水泥的強(qiáng)度。但是這些堿激發(fā)膠凝材料混凝土拌合物存在和易性較差，凝結(jié)時(shí)間短，且對(duì)硅酸鹽水泥具有良好減水作用的減水劑往往無(wú)效，收縮率大以及因收縮而導(dǎo)致的開(kāi)裂等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述聚羧酸高性能減水劑對(duì)添加大量エ業(yè)廢渣水泥的適應(yīng)性不好、添加的エ業(yè)廢渣影響混凝土強(qiáng)度，以及堿激發(fā)膠凝材料和易性較差等現(xiàn)有的混凝土外加劑產(chǎn)品存在的缺陷與不足，本發(fā)明將聚羧酸和堿激發(fā)劑以及造紙廠的黑液(主要成分為木質(zhì)素磺酸鹽)通過(guò)化合作用，并添加緩凝組元、引氣劑、增稠與調(diào)節(jié)劑形成一種全新的外加劑。這種外加劑具有長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)兼顧短的橫向支鏈結(jié)構(gòu)，具有減水率高、和易性好、增強(qiáng)效果明顯、保塌效果好、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)、對(duì)不同水泥與摻合料適應(yīng)性?xún)?yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。這種外加劑生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)単、無(wú)污染、能耗低、成本低，并且可以解決造紙廠黑液的環(huán)境污染問(wèn)題。具體技術(shù)方案如下ー種堿激發(fā)高性能減水劑，由5-25重量％的復(fù)合堿激發(fā)劑、10-40重量％的復(fù)合減水劑、2-20重量％的木質(zhì)素磺酸鹽、1-10重量％的復(fù)合緩凝劑、0. 001-3重量％的復(fù)合引氣齊[J、0. 05-5重量％的復(fù)合增稠劑、0. 05-8重量％的復(fù)合調(diào)節(jié)劑和余量的水組成，其中
(I )復(fù)合堿激發(fā)劑由氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、硅酸鈉水溶液多種組分復(fù)合組成，其中至少包含氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉水溶液三種組分；
(2 )復(fù)合減水劑由酯類(lèi)聚羧酸與改性的醚類(lèi)聚羧酸復(fù)合組成，固含量40重量％，具有梳性分子結(jié)構(gòu)；
(3 )復(fù)合緩凝劑由葡萄糖酸鈉、蔗糖、檸檬酸鈉中的ー種或多種組分與六偏磷酸鈉、硼砂、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉中的一種或多種組分復(fù)合而成，其中至少包含葡萄糖酸鈉以及六 偏磷酸鈉、硼砂、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉中的一種組分；
(4 )復(fù)合引氣劑由三萜皂苷、十二烷基硫酸鈉、a -烯烴磺酸鈉中的ー種或多種組分復(fù)合而成，其中至少包含三萜皂苷；
(5 )復(fù)合增稠劑由羧丙基甲基纖維素與羥こ基甲基纖維素復(fù)合組成，分子量為5000(T120000 ；
(6 )復(fù)合調(diào)節(jié)劑由三こ醇胺、三異丙醇胺、糖蜜、こニ醇、丙ニ醇、丙三醇、脂肪酸鈉、磷酸三鈉、磷酸三鉀、氟化鈉、硫酸鈉中的多種組分復(fù)合而成，其中至少包含三こ醇胺和硫酸鈉兩種組分。所述堿激發(fā)高性能減水劑的制備方法包括以下步驟
(1)按要求配制復(fù)合堿激發(fā)劑、復(fù)合減水劑、復(fù)合緩凝劑、復(fù)合引氣劑、復(fù)合增稠劑、復(fù)合調(diào)節(jié)劑；
(2)按含量要求將復(fù)合堿激發(fā)劑、復(fù)合減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽和水共同加入反應(yīng)釜內(nèi)，在室溫環(huán)境下混合反應(yīng)；
(3)按含量要求依順序加入復(fù)合緩凝劑、復(fù)合引氣劑、復(fù)合增稠劑，攪拌直至完全溶解成均勻的溶液；
(4)按含量要求最后加入復(fù)合調(diào)節(jié)劑攪拌混合均勻成最終產(chǎn)品。所得產(chǎn)品摻量低(為膠凝材料的0. 1_3%)，具有較高的減水率、與高摻合料的水泥適應(yīng)性好、7天增強(qiáng)效果明顯、混凝土和易性好、保塌效果好、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面給出采用上述技術(shù)方案的3個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例1 :
ー種堿激發(fā)高性能減水劑，所述的復(fù)合堿激發(fā)劑含量為10重量％、復(fù)合減水劑含量為20重量％、木質(zhì)素磺酸鹽含量為6重量％、復(fù)合緩凝劑含量為2重量％、復(fù)合引氣劑含量為0. 2重量％、復(fù)合增稠劑含量為0. 2重量％、復(fù)合調(diào)節(jié)劑含量為1. 5重量％，其中
(I )復(fù)合堿激發(fā)劑組成
氫氧化鈉氫氧化鈣碳酸鈉硅酸鈉水溶液=3:0.5:2:4.5 (重量比)；
(2)復(fù)合緩凝劑組成
葡萄糖酸鈉六偏磷酸鈉=7 3 (重量比)；(3)復(fù)合引氣劑組成
三萜皂苷十二烷基硫酸鈉=9 1 (重量比)；
(4)復(fù)合調(diào)節(jié)劑組成
三こ醇胺糖蜜こニ醇丙三醇脂肪酸鈉磷酸三鈉硫酸鈉=3 1 1 1 1 1 2 (重量比)。實(shí)施例2: ー種堿激發(fā)高性能減水劑，所述的復(fù)合堿激發(fā)劑含量為6重量％、復(fù)合減水劑含量為15重量％、木質(zhì)素磺酸鹽含量為8重量％、復(fù)合緩凝劑含量為4重量％、復(fù)合弓I氣劑含量為0. 5重量％、復(fù)合增稠劑含量為0. 5重量％、復(fù)合調(diào)節(jié)劑含量為2. 5重量％，其中
(I )復(fù)合堿激發(fā)劑組成
氫氧化鈉氫氧化鋰碳酸鈉硅酸鈉水溶液=2 1 3 4 (重量比)；
(2)復(fù)合緩凝劑組成
葡萄糖酸鈉蔗糖硼砂、三聚磷酸鈉=4 2 1 3 (重量比)；
(3)引氣劑組成
三萜皂苷a -烯烴磺酸鈉=7 3 (重量比)；
(4)復(fù)合調(diào)節(jié)劑組成
三こ醇胺三異丙醇胺丙ニ醇脂肪酸鈉磷酸三鈉硫酸鈉=2 2 1 1 1 3 (重量比)。實(shí)施例3:
ー種堿激發(fā)高性能減水劑，所述的復(fù)合堿激發(fā)劑含量為8重量％、復(fù)合減水劑含量為18重量％、木質(zhì)素磺酸鹽含量為4重量％、復(fù)合緩凝劑含量為5重量％、復(fù)合弓I氣劑含量為0. 3重量％、復(fù)合增稠劑含量為0. 3重量％、復(fù)合調(diào)節(jié)劑含量為3重量％，其中
(I )復(fù)合堿激發(fā)劑組成
氫氧化鈉碳酸鈉硅酸鈉水溶液=3 2 5 (重量比)；
(2)復(fù)合緩凝劑組成
葡萄糖酸鈉朽1檬酸鈉硼砂、焦磷酸鈉=5 2 1 2 (重量比)；
(3)復(fù)合引氣劑組成
三萜皂苷a -烯烴磺酸鈉=8 2 (重量比)；
(4)復(fù)合調(diào)節(jié)劑組成
三こ醇胺三異丙醇胺丙ニ醇脂肪酸鈉丙ニ醇硫酸鈉=2 2 1 1 2 :2(重量比)。對(duì)實(shí)施例1-3所制得的堿激發(fā)高性能減水劑進(jìn)行測(cè)試。所用的水泥為本地產(chǎn)的P. 042. 5普通硅酸鹽水泥，人工砂，S95礦渣，2級(jí)粉煤灰。減水劑摻量2.2%。單方混凝土材料用量為(kg/m3):水泥礦粉粉煤灰沙石水=
205 80 70 :820 :1027 :168
結(jié)果如表I所示
權(quán)利要求
1.一種堿激發(fā)高性能減水劑，由5-25重量％的復(fù)合堿激發(fā)劑、10-40重量％的復(fù)合減水劑、2-20重量％的木質(zhì)素磺酸鹽、1-10重量％的復(fù)合緩凝劑、O. 001-3重量％的復(fù)合引氣劑、O. 05-5重量％的復(fù)合增稠劑、O. 05-8重量％的復(fù)合調(diào)節(jié)劑和余量的水組成，其中(I )復(fù)合堿激發(fā)劑由氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、硅酸鈉水溶液多種組分復(fù)合組成，其中至少包含氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉水溶液三種組分；(2 )復(fù)合減水劑由酯類(lèi)聚羧酸與改性的醚類(lèi)聚羧酸復(fù)合組成，固含量40重量％，具有梳性分子結(jié)構(gòu)；(3 )復(fù)合緩凝劑由葡萄糖酸鈉、蔗糖、檸檬酸鈉中的一種或多種組分與六偏磷酸鈉、硼砂、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉中的一種或多種組分復(fù)合而成，其中至少包含葡萄糖酸鈉以及六偏磷酸鈉、硼砂、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉中的一種組分；(4 )復(fù)合引氣劑由三萜皂苷、十二烷基硫酸鈉、α -烯烴磺酸鈉中的一種或多種組分復(fù)合而成，其中至少包含三萜皂苷；(5 )復(fù)合增稠劑由羧丙基甲基纖維素與羥乙基甲基纖維素復(fù)合組成，分子量為5000(Γ 120000 ；(6 )復(fù)合調(diào)節(jié)劑由三乙醇胺、三異丙醇胺、糖蜜、乙二醇、丙二醇、丙三醇、脂肪酸鈉、磷酸三鈉、磷酸三鉀、氟化鈉、硫酸鈉中的多種組分復(fù)合而成，其中至少包含三乙醇胺和硫酸鈉兩種組分。
2.如權(quán)利要求1所述的一種堿激發(fā)高性能減水劑，所述的復(fù)合堿激發(fā)劑含量為10重量％、復(fù)合減水劑含量為20重量％、木質(zhì)素磺酸鹽含量為6重量％、復(fù)合緩凝劑含量為2重量％、復(fù)合引氣劑含量為O. 2重量％、復(fù)合增稠劑含量為O. 2重量％、復(fù)合調(diào)節(jié)劑含量為1. 5 重量％，其中(1 )復(fù)合堿激發(fā)劑組成氫氧化鈉氫氧化鈣碳酸鈉硅酸鈉水溶液=3:0.5:2:4.5 (重量比)；(2 )復(fù)合緩凝劑組成葡萄糖酸鈉六偏磷酸鈉=7 3 (重量比)；(3)復(fù)合引氣劑組成三萜皂苷十二烷基硫酸鈉=9 1 (重量比)；(4 )復(fù)合調(diào)節(jié)劑組成三乙醇胺糖蜜乙二醇丙三醇脂肪酸鈉磷酸三鈉硫酸鈉=3 1 1 1 1 1 2 (重量比)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種堿激發(fā)高性能減水劑，所述的復(fù)合堿激發(fā)劑含量為6重量％、復(fù)合減水劑含量為15重量％、木質(zhì)素磺酸鹽含量為8重量％、復(fù)合緩凝劑含量為4重量％、復(fù)合引氣劑含量為O. 5重量％、復(fù)合增稠劑含量為O. 5重量％、復(fù)合調(diào)節(jié)劑含量為2. 5 重量％，其中(1 )復(fù)合堿激發(fā)劑組成氫氧化鈉氫氧化鋰碳酸鈉硅酸鈉水溶液=2 1 3 4 (重量比)；(2 )復(fù)合緩凝劑組成葡萄糖酸鈉蔗糖硼砂、三聚磷酸鈉=4 2 1 3 (重量比)；(3)引氣劑組成三萜皂苷α -烯烴磺酸鈉=7 3 (重量比)；(4 )復(fù)合調(diào)節(jié)劑組成三乙醇胺三異丙醇胺丙二醇脂肪酸鈉磷酸三鈉硫酸鈉=2 2 1 1 1 3 (重量比)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種堿激發(fā)高性能減水劑，所述的復(fù)合堿激發(fā)劑含量為8重量％、復(fù)合減水劑含量為18重量％、木質(zhì)素磺酸鹽含量為4重量％、復(fù)合緩凝劑含量為5重量％、復(fù)合引氣劑含量為O. 3重量％、復(fù)合增稠劑含量為O. 3重量％、復(fù)合調(diào)節(jié)劑含量為3重量％，其中(I )復(fù)合堿激發(fā)劑組成氫氧化鈉碳酸鈉硅酸鈉水溶液=3 2 5 (重量比)；(2 )復(fù)合緩凝劑組成葡萄糖酸鈉朽1檬酸鈉硼砂、焦磷酸鈉=5 2 1 2 (重量比)；(3)復(fù)合引氣劑組成三萜皂苷α -烯烴磺酸鈉=8 2 (重量比)；(4 )復(fù)合調(diào)節(jié)劑組成三乙醇胺三異丙醇胺丙二醇脂肪酸鈉丙二醇硫酸鈉=2 2 1 1 2 :2(重量比)。
5.如權(quán)利要求1一 4中任一項(xiàng)所述的一種堿激發(fā)高性能減水劑，制備方法包括以下步驟按要求配制復(fù)合堿激發(fā)劑、復(fù)合減水劑、復(fù)合緩凝劑、復(fù)合引氣劑、復(fù)合增稠劑、復(fù)合調(diào)節(jié)劑；按含量要求將復(fù)合堿激發(fā)劑、復(fù)合減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽和水共同加入反應(yīng)釜內(nèi)，在室溫環(huán)境下混合反應(yīng)；按含量要求依順序加入復(fù)合緩凝劑、復(fù)合引氣劑、復(fù)合增稠劑，攪拌直至完全溶解成均勻的溶液；按含量要求最后加入復(fù)合調(diào)節(jié)劑攪拌混合均勻成最終產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種堿激發(fā)高性能減水劑及制備方法，它由復(fù)合堿激發(fā)劑、復(fù)合減水劑、造紙廠黑液、復(fù)合緩凝劑、復(fù)合引氣劑、復(fù)合增稠劑、復(fù)合調(diào)節(jié)劑和余量的水組成。其制備方法將上述各組分和水按照一定順序依次加入反應(yīng)釜內(nèi)，在室溫環(huán)境下混合反應(yīng)得到最終產(chǎn)品。本發(fā)明公開(kāi)的堿激發(fā)高性能減水劑可激發(fā)礦渣、粉煤灰、矸石等混合材的膠凝活性，對(duì)不同水泥與高摻合料混凝土適應(yīng)性?xún)?yōu)良，可大大減少水泥熟料的添加量。在混凝土中具有減水率高、和易性好、增強(qiáng)效果明顯、保塌效果好、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)等特點(diǎn)。并且這種外加劑生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、無(wú)污染、能耗低、成本低，可以解決造紙廠黑液的環(huán)境污染問(wèn)題，具有很好的實(shí)用性。
文檔編號(hào)C04B103/30GK103011662SQ201210541928
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者尹丹, 黃煌, 阮長(zhǎng)泰, 陳威 申請(qǐng)人:桂林華越環(huán)?？萍加邢薰?br>