新型聚羧酸減水劑、其制備方法及減水組合物及混凝土的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本領(lǐng)域?qū)儆诠芑捝a(chǎn)領(lǐng)域，尤其是一種用于高性能管粧的新型聚羧酸減水劑及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，管粧用混凝土添加劑已經(jīng)朝著低摻量、高性能和無(wú)污染的方向發(fā)展，相關(guān) 省市還制定了生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 與普通混凝土制品不同的是，當(dāng)前高強(qiáng)度管粧生產(chǎn)還需要蒸養(yǎng)過(guò)程，普通的減水 劑不能使用，會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。為此，盡管高性能減水劑的價(jià)格較高，其在管粧生產(chǎn)中的比 例逐漸攀升。在實(shí)際應(yīng)用中，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有高性能混凝土添加劑還存在不少的缺點(diǎn)，有待 進(jìn)一步的提高，這些缺點(diǎn)包括：現(xiàn)有減水劑的效果還不能滿足工業(yè)需求；不同型號(hào)的混凝 土，其摻量不同，添加量的偏差會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)沉降問(wèn)題，拌合物發(fā)粘，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量；同 時(shí)該類型的減水劑與某些添加劑進(jìn)行復(fù)配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沉淀，從而弱化其塑化效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：一個(gè)目的是提供一種新型聚羧酸減水劑，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少 一個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種聚羧酸減水劑的生產(chǎn)方法。
[0005] 技術(shù)方案：新型聚羧酸減水劑，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0006]
[0007] 其中，m &和R5均選自H或CH3, η為25~40, m為35~55, a、b、C和d 為正整數(shù)，M為一價(jià)陽(yáng)離子。
[0008] 上述新型聚羧酸減水劑的制備方法，步驟如下：
[0009] 步驟1 :制備或購(gòu)買大分子單體，按照預(yù)定的配比稱取原料；
[0010] 步驟2 :將烷基聚醚、丙烯酸單體、阻聚劑、催化劑和協(xié)水劑加入到反應(yīng)釜中升溫 至80~180°C，回流狀態(tài)進(jìn)行酯化反應(yīng)3~8小時(shí)，得到中間產(chǎn)物；
[0011] 步驟3 :分離出中間產(chǎn)物并加熱至40~100°C進(jìn)行溶解，同時(shí)滴加其他單體和引發(fā) 劑溶液，滴加時(shí)間為0. 5~I. 5小時(shí)，滴加完畢后保溫4~8小時(shí)，反應(yīng)完成后，冷卻至30~ 45°C，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6. 5~8,即獲得目標(biāo)產(chǎn)物。
[0012] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述步驟2中，攪拌速度為1500~2000r/min ;所述步驟3 中，滴加時(shí)，攪拌速度為4000~5500r/min，保溫時(shí)，攪拌速度為1800~2500r/min。
[0013] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在步驟2中，所說(shuō)催化劑選自硫酸、甲苯磺酸、固體酸ZrO2 的一種或幾種，所說(shuō)阻聚劑選自羥基苯甲醚、苯二酚、硫化二苯胺中的一種的或幾種，所述 協(xié)水劑選自乙酸乙酯、異戊醇中的一種或兩種。
[0014] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中該減水劑與輔助劑復(fù)配使用，所述輔助劑由海藻酸鈉、羥丙 基甲基纖維素醚和聚氧乙烯醚按照摩爾比1 : (2~4) : (1~3) : (1~1. 5)組成；輔助劑與 聚羧酸減水劑的摩爾比為（〇. 02~0. 05) :1。
[0015] -種包含上述新型聚羧酸減水劑的高性能管粧用混凝土，每立方米的混凝土漿料 中含有以下組分：水120~170kg，水泥390~425kg，納米級(jí)SiO 2H~30kg，硅灰24~ 55kg，粉煤灰35~60kg，沙子660~750kg，碎石1120~1200kg，聚羧酸減水劑與凝膠材料 的質(zhì)量比為〇. 008~0. 025,輔助劑與聚羧酸減水劑的摩爾比為0. 015~0. 05。
[0016] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述納米3102的參數(shù)為，純度不低于99. 9%，粒徑為10~ 20納米，比表面積為550m2/g以上，搖實(shí)密度為0. 20g/cm3。
[0017] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述粉煤灰為I級(jí)粉煤灰，其物理參數(shù)為需水率95~98 %， 密度2. 2~2. 5g/cm3,燒失量為3. 0~3. 5 %。
[0018] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述硅灰的參數(shù)為SiO2含量不低于93wt%，三氧化二鋁的 含量為〇. 3~0. 35wt %，三氧化二鐵的含量為0. 8~0. 85wt %，氧化鎂的含量為0. 25~ 0. 35wt%，氧化鉀的含量為0. 85~0. 9wt%，氧化媽的含量為0. 4~0. 5wt%，氧化鈉的含 量為 0· 15 ~0· 24wt%。
[0019] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述碎石的含泥量小于Iwt %，最大公稱粒徑為20_。
[0020] 有益效果：首先，本發(fā)明的聚羧酸減水劑比一般的聚羧酸系減水劑的減水效果更 好，可以降低使用量，從而降低生產(chǎn)成本；其次，在進(jìn)一步的實(shí)施例中，在制備混凝土?xí)r，本 發(fā)明的減水劑的摻量可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)整，而不會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題，從而便于生產(chǎn)操作； 而且，在復(fù)配使用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生沉淀。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然 而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以 實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn) 行描述。
[0022] 一種包含上述新型聚羧酸減水劑的高性能管粧用混凝土，每立方米的混凝土漿料 中含有以下組分：水120~170kg，水泥390~425kg，納米級(jí)SiO 2H~30kg，硅灰24~ 55kg，粉煤灰35~60kg，沙子660~750kg，碎石1120~1200kg，聚羧酸減水劑與凝膠材料 的質(zhì)量比為〇. 008~0. 025,輔助劑與聚羧酸減水劑的摩爾比為0. 015~0. 05。
[0023] 所述納米SiOjA參數(shù)為，純度不低于99. 9 %，粒徑為10~20納米，比表面積為 550m2/g以上，搖實(shí)密度為0. 20g/cm3。所述粉煤灰為I級(jí)粉煤灰，其物理參數(shù)為需水率95~ 98%，密度2. 2~2. 5g/cm3,燒失量為3. O~3. 5%。所述硅灰的參數(shù)為SiO2含量不低于 93wt%，三氧化二鋁的含量為0· 3~0· 35wt%，三氧化二鐵的含量為0· 8~0· 85wt%，氧化 鎂的含量為〇. 25~0. 35wt %，氧化鉀的含量為0. 85~0. 9wt %，氧化鈣的含量為0. 4~ 0. 5wt %，氧化鈉的含量為0. 15~0. 24wt %。所述碎石的含泥量小于Iwt %，最大公稱粒徑 為 20mm。
[0024] 根據(jù)上述方案設(shè)計(jì)實(shí)施例，實(shí)施例1至9的具體數(shù)據(jù)如下：
[0025]
[0026] ^A為本發(fā)明的減水劑與凝膠材料的重量比，B為輔助劑與減水劑的摩爾比上述物 質(zhì)中，除A和B外，其他各組分的單位為kg/m 3, SiO2為納米級(jí)。
[0027] 性能指標(biāo)：
[0028]
[0029] 從上述數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的新型減水劑具有摻量低、減水率高的優(yōu)點(diǎn)，可以降低生 產(chǎn)成本，為凝膠質(zhì)量的〇. 15~0. 25%，減水率可達(dá)25~40%，帶入混凝土中的有害成分減 少，從而最大限度地降低水泥的用量。提高混凝土強(qiáng)度和改善混凝土的耐久性。
[0030] 總之，本發(fā)明的混凝土流動(dòng)性良好，坍落度損失小，總堿量低、不使用甲醛和其他 任何有害原材料，生產(chǎn)和長(zhǎng)期使用過(guò)程中對(duì)人體無(wú)健康危害，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成任何污染，不 含氯離子，對(duì)鋼筋無(wú)腐蝕。輔助劑可以提高早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度，減水率提高2~15% ;同 時(shí)大幅降低新拌混凝土的流動(dòng)阻力，提高泵送性能。
[0031] 實(shí)施例21
[0032] 新型聚羧酸減水劑的制備方法，步驟如下：
[0033] 步驟1 :制備或購(gòu)買大分子單體，按照預(yù)定的配比稱取原料；
[0034] 步驟2 :將烷基聚醚、丙烯酸單體、阻聚劑、催化劑和協(xié)水劑加入到反應(yīng)釜中升溫 至100°C，回流狀態(tài)進(jìn)行酯化反應(yīng)4小時(shí)，得到中間產(chǎn)物；攪拌速度為1600r/min ;
[0035] 步驟3 :分離出中間產(chǎn)物并加熱至80°C進(jìn)行溶解，同時(shí)滴加其他單體和引