專利名稱:一種保塑調(diào)凝中效減水劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種混凝土外加劑,具體涉及一種保塑調(diào)凝中效減水劑的制備方法。
背景技術(shù):
自1935年第一種減水劑問世至今七十多年的時(shí)間里,減水劑在混凝土領(lǐng)域中一直扮演著重要的角色。減水劑的主要成分就是表面活性劑,其之所以具有減水功能是由于表面活性劑的定向吸附,使水泥質(zhì)點(diǎn)表面上帶有相同符號(hào)的電荷,于是在電性斥力的作用下,使水泥在加水初期所形成的絮凝狀結(jié)構(gòu)分散解體,使絮凝狀凝聚體內(nèi)的游離水釋放出來,從而達(dá)到減水的目的。不同類型的表面活性劑由于分子結(jié)構(gòu)不同,在性質(zhì)上有很大差異,常見的有羥基、羧酸及羧酸鹽基、磺酸基、羥基羧酸鹽。羥基型表面活性劑在拌合物中能定向吸附于水泥顆粒表面,很容易和水分子以氫鍵形式締合,這種締合的作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 水分子與水泥顆粒間的引力,在水泥吸附了足夠的表面活性劑后,其表面會(huì)形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜,阻止了水泥顆粒間的直接接觸,起到潤滑作用,從而提高混凝土拌合物的和易性?;撬猁}型的表面活性劑是典型的陰離子型表面活性劑。由于在水化初期水泥粒子表面帶正電荷,有利于陰離子表面活性劑的吸附,從而引起延緩水泥水化反應(yīng)的作用。同時(shí),表面活性劑的吸附能使界面自由能降低,改變固體的濕潤性,也能提高拌合物的和易性。隨著建筑技術(shù)的飛速發(fā)展,減水劑的種類也在不斷增加,高效減水劑有萘系、蒽系和三聚氰胺樹脂型及聚羧酸系等高效減水劑,其中以萘系減水劑產(chǎn)量最多;普通減水劑則以木質(zhì)素磺酸鈣為主要產(chǎn)品。從上世紀(jì)七十年代推廣應(yīng)用減水劑到九十年代,基本上是以普通減水劑為主體的時(shí)代,雖然近幾年高效減水劑的產(chǎn)量及應(yīng)用大幅提高,但由于其價(jià)格較高,在應(yīng)用上受到了一定的限制,普通減水劑仍然占有很大的市場份額。其中木鈣由于其價(jià)格低、摻量小,與外加劑的復(fù)合效果好,使用量最大。二^^一世紀(jì),環(huán)保問題廣泛為人們所關(guān)注。出于環(huán)保的要求,造紙工藝將逐步改變,這就會(huì)直接影響到紙漿廢液——生產(chǎn)木鈣所需原材料的供應(yīng)問題,從而導(dǎo)致市場的供不應(yīng)求,而且木鈣在某些性能上還存在一些不足,近年來,其與水泥的適應(yīng)性問題愈來愈突出,因此必須開發(fā)出一種性能更好的中效能減水劑以滿足市場的需要。
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,提供一種采用天然原料,生產(chǎn)過程無毒、無污染,對(duì)鋼筋無銹蝕的保塑調(diào)凝中效減水劑的制備方法。本發(fā)明的第二個(gè)日的是提供一種保塑調(diào)凝中效減水劑。本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下一種保塑調(diào)凝中效減水劑的制備方法,包括如下步驟( I)將催化劑放入反應(yīng)容器中,加水使其溶解,邊攪拌邊加入植物纖維粉,混勻,升溫至60°C 65°C反應(yīng)0. 5h lh,停止攪拌并繼續(xù)升溫至70°C 90°C,反應(yīng)0. 5h 1. 5h ;
(2)加熱,當(dāng)溫度升至95°C 105°C反應(yīng),進(jìn)行比色試驗(yàn),顏色至棕色透明后立即降溫;(3 )待溫度降至80 V 90 V加入液堿調(diào)pH值為11 12,溫度控制在90°C 95 °C,保溫反應(yīng)2h 4h ;(4)降溫至50°C 60°C,用液堿調(diào)節(jié)pH值至9 10,加入引氣劑攪拌均勻并在50°C 60°C,反應(yīng)0. 5h 1. 5h,冷卻至20°C 30°C即得到保塑調(diào)凝中效減水劑。所述催化劑、水、植物纖維粉和引氣劑的質(zhì)量比為0 3 :45 55 :35 45 :0.1 1.O。所述步驟(I)優(yōu)選為將催化劑放入反應(yīng)容器中,加水使其溶解,邊攪拌邊加入植物纖維粉,混勻,升溫至63°C反應(yīng)0. 75h, 停止攪拌并繼續(xù)升溫至80°C,反應(yīng)lh。所述步驟(2)優(yōu)選為加熱,當(dāng)溫度升至100°C反應(yīng),進(jìn)行比色試驗(yàn),顏色至棕色透明后立即降溫。所述步驟(3)優(yōu)選為待溫度降至85°C加入液堿調(diào)pH值為11. 5,溫度控制在93 °C,保溫反應(yīng)3h。所述步驟(4)優(yōu)選為降溫至55°C,用液堿調(diào)節(jié)pH值至9. 5,加入引氣劑攪拌均勻并在55°C,反應(yīng)lh,冷卻至25°C即得到保塑調(diào)凝中效減水劑;所述催化劑、水、植物纖維粉和引氣劑的質(zhì)量比優(yōu)選為1:50 40 :0. 5。所述催化劑優(yōu)選為草酸、鹽酸或硫酸。所述植物纖維粉優(yōu)選為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、糯米淀粉或小麥淀粉。 所述引氣劑優(yōu)選為十二烷基苯磺酸硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。上述方法制備的保塑調(diào)凝中效減水劑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明采用天然原料,生產(chǎn)和使用過程均無毒、無污染,不含苯、氨、甲醛和氯等,對(duì)鋼筋無銹蝕,屬綠色環(huán)保型產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝簡單,經(jīng)濟(jì)合理。2.用于混凝土,添加量為膠凝材料的0. 6% 1. 2%,對(duì)水泥粒子及活性材料粒子具有較強(qiáng)的分散作用,減水率可達(dá)8% 18% ;可使混凝土具有緩凝、保塑及引氣效果,可明顯改善砂漿和混凝土的工作性,可使混凝土緩凝4h以上、初期坍落度為180mm以上,經(jīng)Ih后坍落度損失5-10_,可有效解決混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失快,明顯改善砂漿和混凝土的工作性,提高砂漿與混凝土的保塑性;且不影響后期強(qiáng)度發(fā)展,28d抗壓強(qiáng)度110%以上。與萘系高效減水劑復(fù)合后具有很好的緩凝和保塑效果,適用于配制高強(qiáng)和高性能混凝土及大體積混凝土,能有效降低水泥水化熱峰值,推遲熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間,可以很好地防止或減少溫度裂縫的產(chǎn)生。
具體實(shí)施例方式淀粉的分子結(jié)構(gòu)中含有許多無利用價(jià)值的雜基,分子量也過大,通過化學(xué)反應(yīng)將其分子鏈縮短,去掉無用基團(tuán),再通過中和接枝共聚反應(yīng)后即可生成保塑調(diào)凝中效減水劑。本發(fā)明的減水劑分子中含有羧基、羥基、游離的亞硫酸基和各種糖類,正是它的這些功能基團(tuán)積極作用于水泥顆粒間而引發(fā)出強(qiáng)大的減水效果。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明,下述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而非對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例1一種保塑調(diào)凝中效減水劑的制備方法,包括如下步驟( I)將Ig硫酸放入反應(yīng)容器中,加50g水使其溶解,邊攪拌邊加入40g玉米淀粉,混勻,升溫至63V反應(yīng)0. 75h,停止攪拌并繼續(xù)升溫至80°C,反應(yīng)Ih ;(2)加熱,當(dāng)溫度升至100°C反應(yīng),進(jìn)行比色試驗(yàn),顏色至棕色透明后立即降溫;(3)待溫度降至85°C加入質(zhì)量濃度為40%的氫氧化鈉水溶液調(diào)pH值為11. 5,溫度控制在93 °C,保溫反應(yīng)3h ;(4)降溫至55°C,用質(zhì)量濃度為40%的氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH值至9. 5,加入0. 5g十二烷基苯磺酸硫酸鈉攪拌均勻并在55°C,反應(yīng)lh,冷卻至25°C即得到保塑調(diào)凝中效減水劑;表I保塑調(diào)凝中效減水劑對(duì)混凝土拌合物性能的影響
權(quán)利要求
1.一種保塑調(diào)凝中效減水劑的制備方法,其特征是包括如下步驟(1)將催化劑放入反應(yīng)容器中,加水使其溶解,邊攪拌邊加入植物纖維粉,混勻,升溫至 60°C 65°C反應(yīng)O. 5h lh,停止攪拌并繼續(xù)升溫至70°C 90°C,反應(yīng)O. 5h 1. 5h ;(2)加熱,當(dāng)溫度升至95°C 105°C反應(yīng),進(jìn)行比色試驗(yàn),顏色至棕色透明后立即降溫;(3)待溫度降至80°C 90°C加入液堿調(diào)pH值為11 12,溫度控制在90°C 95°C,保溫反應(yīng)2h 4h ;(4)降溫至50°C 60°C,用液堿調(diào)節(jié)pH值至9 10,加入引氣劑攪拌均勻并在50V 60°C,反應(yīng)O. 5h 1. 5h,冷卻至20°C 30°C即得到保塑調(diào)凝中效減水劑。所述催化劑、水、植物纖維粉和引氣劑的質(zhì)量比為O 3 :45 55 :35 45 :0.1 1. O。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征是所述步驟(I)為將催化劑放入反應(yīng)容器中, 加水使其溶解,邊攪拌邊加入植物纖維粉,混勻,升溫至63°C反應(yīng)O. 75h,停止攪拌并繼續(xù)升溫至80°C,反應(yīng)Ih。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征是所述步驟(2)為加熱,當(dāng)溫度升至100°C反應(yīng),進(jìn)行比色試驗(yàn),顏色至棕色透明后立即降溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征是所述步驟(3)為待溫度降至85°C加入液堿調(diào)PH值為11. 5,溫度控制在93 °C,保溫反應(yīng)3h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征是所述步驟(4)為降溫至55°C,用液堿調(diào)節(jié) pH值至9. 5,加入引氣劑攪拌均勻并在55°C,反應(yīng)lh,冷卻至25°C即得到保塑調(diào)凝中效減水劑;所述催化劑、水、植物纖維粉和引氣劑的質(zhì)量比為1:50 40 :0. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征是所述催化劑為草酸、鹽酸或硫酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征是所述植物纖維粉為玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、糯米淀粉或小麥淀粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法,其特征是所述引氣劑為十二烷基苯磺酸硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。
9.權(quán)利要求1-8之一的方法制備的保塑調(diào)凝中效減水劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種保塑調(diào)凝中效減水劑及制備方法,方法為(1)將催化劑放容器中,加水溶解,加入植物纖維粉,混勻,升溫反應(yīng)0.5h~1h,升溫至70℃~90℃,反應(yīng)0.5h~1.5h;(2)加熱,顏色至棕色透明后立即降溫;(3)待溫度降至80℃~90℃調(diào)pH值為11~12,溫度控制在90℃~95℃,保溫反應(yīng)2h~4h;(4)降溫至50℃~60℃,調(diào)pH值至9~10,加入引氣劑攪拌均勻,反應(yīng),冷卻。本發(fā)明采用天然原料,生產(chǎn)和使用過程均無毒、無污染,對(duì)鋼筋無銹蝕,生產(chǎn)工藝簡單,成本低。用于混凝土,對(duì)水泥粒子及活性材料粒子具有較強(qiáng)的分散作用,減水率可達(dá)8%~18%;可使混凝土具有緩凝、保塑及引氣效果。
文檔編號(hào)C04B24/38GK103011677SQ20121054481
公開日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)明者黃靖, 黎春海, 張鴻毓, 原衷旭, 李斌, 王毅, 張環(huán)宇, 李樹志 申請(qǐng)人:天津市建筑科學(xué)研究院有限公司