專利名稱：水泥混凝土改性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥混凝土改性的方法。
混凝土外加劑是現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分之一，是混凝土改性的一種重要的方法和技術(shù)。摻少量外加劑便可改變新拌混凝土的工作性能、提高硬化混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性，因而有利于實現(xiàn)機械化施工，滿足不同工程對水泥混凝土的需要，同時可以節(jié)約水泥，降低成本。國內(nèi)外常見的混凝土聚合物外加劑主要有如下幾類1)木質(zhì)素磺酸鹽及其改性物；2)萘磺酸鹽甲醛縮合物；3)聚氧乙烯醚及其衍生物；4)多環(huán)芳烴磺酸鹽甲醛縮合物；5)三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮聚物；6)聚羧酸系外加劑，包括a．聚羧酸酯系，b．含磺酸基的聚羧酸多元聚合物，c．順丁烯二酸酐共聚物，d．含羧酸基、磺酸基的聚羧酸系。隨著世界經(jīng)濟的迅速發(fā)展，現(xiàn)代建筑業(yè)對水泥混凝土材料的要求越來越高，混凝土技術(shù)發(fā)展又處在一個新的變革時期，研制新型高性能水泥混凝土外加劑一直是世界各國的熱門研究課題。
木質(zhì)素磺酸鹽，特別是木質(zhì)素磺酸鈣是目前使用最廣泛的普通減水劑，這在陳建奎所著《混凝土外加劑的原理與應(yīng)用》及美國專利US4,373,956(1983)中都已披露過。
本發(fā)明的目的是提供一種用木質(zhì)素磺酸季銨鹽作外加劑使水泥混凝土改性的方法。
本發(fā)明采用木質(zhì)素磺酸季銨鹽，是以木質(zhì)素磺酸鈣為原料通過離子交換法制備的，分別是木質(zhì)素磺酸CH3N+(CH2CH2OH)3鹽、木質(zhì)素磺酸CH3N+(CH2CH3)3鹽、木質(zhì)素磺酸(CH3)3N+CH2CH2N+(CH3)3鹽、木質(zhì)素磺酸C6H5CH2N+(CH2CH3)3鹽、木質(zhì)素磺酸CH3(CH2)15N+(CH3)3鹽，以此作為混凝土外加劑，以占水泥重量比為0.15-0.25％的用量添加進水泥漿中。
所用木質(zhì)素磺酸季銨鹽以分子量范圍為5000～15000為佳。
本發(fā)明提供的木質(zhì)素磺酸季銨鹽外加劑使用效果見表1和表2，水泥凈漿流動度按照GB8077-87所示方法測定；水泥凈漿和水泥砂漿抗壓強度按照GB177-77所示方法測定，水泥砂漿中砂子符合GB178-77中規(guī)定的質(zhì)量要求，水泥與標準砂的重量比為1∶2.5；凝結(jié)時間按GB1346-89所示方法測定。
從表1和表2數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明提供的五種不同化學(xué)結(jié)構(gòu)木質(zhì)素磺酸季銨鹽作表1五種木質(zhì)素磺酸季銨鹽對水泥性能的影響
表2五種木質(zhì)素磺酸季銨鹽對水泥凈漿凝結(jié)時間的影響
<p>注1表中摻量為添加劑占水泥重量的百分比注2A-木質(zhì)素磺酸CH3N+(CH2CH3)3鹽B-木質(zhì)素磺酸CH3N+(CH2CH2OH)3鹽C-木質(zhì)素磺酸C6H5CH2N+(CH2CH3)3鹽D-木質(zhì)素磺酸(CH3)3N+CH2CH2N+(CH3)3鹽E-木質(zhì)素磺酸CH3(CH2)15N+(CH3)3鹽。
F-木質(zhì)素磺酸Ca2+為水泥添加劑能明顯提高新拌水泥凈漿的流動度；從水泥凈漿抗壓強度值來看，當摻量均為0.25％、水灰比均為0.33的條件下，摻上述五種木質(zhì)素磺酸季銨鹽的水泥凈漿28d抗壓強度比摻木質(zhì)素磺酸鈣的水泥凈漿28d抗壓強度平均提高3.4Mpa；從水泥砂漿抗壓強度值來看，當摻量均為0.25％、水灰比均為0.37的條件下，摻上述五種木質(zhì)素磺酸季銨鹽的水泥砂漿28d抗壓強度比摻木質(zhì)素磺酸鈣的水泥砂漿28d抗壓強度平均提高2.8Mpa；從凝結(jié)時間數(shù)據(jù)來看，摻上述五種木質(zhì)素磺酸季銨鹽的水泥凈漿凝結(jié)時間比摻木質(zhì)素磺酸鈣的水泥凈漿凝結(jié)時間平均縮短53.6min，從而顯示出更優(yōu)的應(yīng)用性能。
實施例1摻入占水泥重量0.15％的木質(zhì)素磺酸CH3N+(CH2CH3)3鹽，水灰比為0.35的水泥凈漿流動度為143mm、初凝時間為295min、終凝時間為376min，在與未摻外加劑基準水泥凈漿或水泥砂漿相同流動度下，水泥凈漿抗壓強度達67.6MPa，水泥砂漿抗壓強度達46.1MPa。
實施例2摻入占水泥重量0.25％的木質(zhì)素磺酸CH3N+(CH2CH2OH)3鹽，水灰比為0.33的水泥凈漿流動度為155mm、初凝時間為367min、終凝時間為457min，在與未摻外加劑基準水泥凈漿或水泥砂漿相同流動度下，水泥凈漿抗壓強度達66.8MPa，水泥砂漿抗壓強度達46.0MPa。
實施例3摻入占水泥重量0.15％的木質(zhì)素磺酸C6H5CH2N+(CH2CH3)3，水灰比為0.35的水泥凈漿流動度為140mm、初凝時間為267min、終凝時間為352min，在與未摻外加劑基準水泥凈漿或水泥砂漿相同流動度下，水泥凈漿抗壓強度達66.0MPa，水泥砂漿抗壓強度達45.5MPa。
實施例4摻入占水泥重量0.25％的木質(zhì)素磺酸(CH3)3N+CH2CH2N+(CH3)3鹽，水灰比為0.33的水泥凈漿流動度為160mm、初凝時間為387min、終凝時間為467min，在與未摻外加劑基準水泥凈漿或水泥砂漿相同流動度下，水泥凈漿抗壓強度達65.9MPa，水泥砂漿抗壓強度達45.9MPa。
實施例5摻入占水泥重量0.25％的木質(zhì)素磺酸CH3(CH2)15N+(CH3)3鹽，水灰比為0.33的水泥凈漿流動度為155mm、初凝時間為391min、終凝時間為476min，在與未摻外加劑基準水泥凈漿或水泥砂漿相同流動度下，水泥凈漿抗壓強度達71.1MPa，水泥砂漿抗壓強度達47.0MPa。
權(quán)利要求
1.一種水泥混凝土改性的方法，其特征在于用木質(zhì)素磺酸季銨鹽作為水泥混凝土外加劑，以占水泥重量比為0.15-0.25％的用量添加進水泥漿之中。
2.按照權(quán)利要求書1所述的方法，其特征在于所用木質(zhì)素磺酸季銨鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)中陽離子分別為CH3N+(CH2CH3)3、CH3N+(CH2CH2OH)3、C6H5CH2N+(CH2CH3)3、(CH3)3N+CH2CH2N+(CH3)3、CH3(CH2)15N+(CH3)3。
3.按照權(quán)利要求書1或2所述的方法，其特征在于木質(zhì)素磺酸季銨鹽的分子量范圍為5000～15000。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用木質(zhì)素磺酸季銨鹽對水泥混凝土改性的方法,在水泥混凝土中摻入0.15—0.25%的木質(zhì)素磺酸季銨鹽作外加劑,能明顯提高水泥的分散性能并具有良好的減水增強能力。
文檔編號C04B24/18GK1235131SQ99116208
公開日1999年11月17日 申請日期1999年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月28日
發(fā)明者謝亦富, 劉偉區(qū) 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所