一种新型混凝土增强剂制造技术

技术编号:13281487 阅读:403 留言:0更新日期:2016-05-19 05:07
本发明专利技术公开了一种新型混凝土增强剂的制备方法:配置丙烯酰胺水溶液,添加所需的添加剂,调节至预设10-50℃聚合温度,吹入氮气除氧,加入APS-PMS引发体系,采用片状聚合工艺聚合一段时间即可得到PAM胶体,加入氢氧化钠和水进行稀释;采取甲基化和氨基化两步法改性;制备硅溶胶;在聚丙烯酰胺水溶液加入硅溶胶混合。本发明专利技术的混凝土增强剂可以让水泥颗粒充分地分散,防止团聚在一起,进而加速水泥的水化过程,并能使减水剂对水泥颗粒的有效吸附能力增强,从而进一步扩大水泥颗粒的分散性,增强减水剂的使用效果。在保证混凝土综合性能的情况下,掺量仅为胶凝材料的0.6%,可降低水泥用量l0%- l5%水泥用量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及混凝±添加剂
,尤其是一种新型混凝±增强剂。
技术介绍
随着混凝±技术的不断进步,人们期望混凝±具有更优异的性能,如高强度、高工 作性和和高耐久性。除了普通C10、C30、C40外,如C60、C80等高性能混凝±的出现如引起了 国内外学者及工程师的兴趣,并且已经应用在核电核岛、海工结构、高层建筑、高架桥和防 渗墙工程中。国内对高强高性能混凝±的研究及应用起步较晚,但是近十年来高性能混凝 ±的研究和应用发展非常迅速,新型、高效、复合功能型混凝±外加剂的不断开发也促进了 高性能混凝±的发展。 高效外加剂是现代混凝±不可缺少的组分之一。自60年代初期日本和德国开始应 用W来,在世界各国得到了广泛的发展和应用,并成为继钢筋混凝±、预应力混凝±之后, 混凝±技术的第Ξ次突破。应用高效减水剂除了可节省水泥和能源,提高施工速度和施工 质量,改善工艺和劳动条件外,更重要的是使混凝±获得了前所未有的高性能。可W说,没 有高效外加剂,就没有高性能混凝上。随着混凝上工程技术的发展,对混凝上性能提出了许 多新的要求。如累送混凝±要求高的流动性;冬季施工要求高的早期强度;高层建筑、海洋 结构要求高强、高耐久性。运些性能的实现,需要应用高性能外加剂。由于外加剂对混凝± 技术性能的改善,它在工程中应用的比例越来越大,不少国家使用渗外加剂的混凝±已占 混凝±总量的60%~90%。因此,外加剂也就逐渐成为混凝±中的第五种成分。 由于一般外加剂存在渗量较大、减水率不够高、增强效果不甚显著、和水泥的适应 性不广、混凝±巧落度损失较大;尤其是在生产过程中要采用一些有毒有害化学物质,存在 不利于可持续发展等缺点,从而部分地制约了进一步的推广应用。因而研发高性能功能复 合型添加剂成为当务之急,也是目前国内外的研发热点。[000引与糞系、蜜胺类外加剂相比,新型高效、复合功能型混凝±外加剂的作用机理有所 不同,其具有梳形分子结构,主链上带有多个活性基团,并且极性较强,侧链带有亲水的活 性基团。主链吸附于水泥粒子表面,通过电荷排斥将水泥粒子与水分开;侧链对水泥粒子和 水进行空间阻隔,达到极高的减水率,并增加混凝±的黏聚性,改善混凝±的匀质性。主链 越长、侧链越短的外加剂保持性能越好;主链越短、侧链越长的外加剂减水率越高;生产时 可通过调整主链和侧链的长度,满足不同的混凝±工作性、保持性能和混凝±的黏度要求。 由于主链并不将水泥粒子表面全部覆盖,因此未覆盖部分可进行水化,随着碱度的增加,破 坏了电荷排斥和空间阻隔,水泥可迅速水化,所W此种类型的外加剂既有较长的工作性保 持性能,又不影响混凝±的正常凝结。正是由于其特殊的作用机理,在较低渗量的情况下能够极大地提高和有效地控制 混凝±的工作性,混凝±塑化能够保持更长的时间,混凝±拌合物像液体样柔软,混凝±内 聚力强(不离析、分散或泌水),同时可W根据需要调整凝结时间和含气量。硬化后的混凝± 具有高强、低收缩、低渗透性,具有较好的抗碳化和化学侵蚀性及均匀一致的混凝±表面。 近几年,随着我国房地产业的蓬勃发展,预拌混凝±也得到了很大的发展空间,各 地的混凝±揽拌站数量日益增多,运也加大了预拌混凝±生产企业的市场竞争,比质量、比 价格已逐渐成为业内的共识。国内外研究资料表明,在常规的环境下,混凝±中约有10% ~30%的水泥是不能正常发挥功效的,运部分只能起到填充料作用的水泥,是混凝±应用 中最大的成本浪费。混凝±增强剂就是一种新型的混凝±外加剂,它的反应性能极强,渗入 混凝±中能够充分分布至混凝±骨料及水泥浆体的界面区域,充分激发二氧化娃和A1203 与水泥水化生成的化(0H) 2发生多次水化,产生CS成疑胶体,使CS成疑胶体比普通混凝±多出 数倍,从而大大提高了混凝±的强度、耐久性等性能。在保证混凝±综合性能的情况下,渗 量为胶凝材料的0.6%~1.0%,与基准混凝±比对,可减少水泥用量12%~20%。 本专利技术旨在提供一种新型混凝±增强剂,其是一种针对预拌混凝±各类材料和减 水剂的某些特性,特别开发出的"改善混凝±施工性能、增加混凝±强度和提高混凝±耐久 性"为主导目的的新型混凝±外加剂,可W让水泥颗粒充分地分散,防止团聚在一起,进而 加速水泥的水化过程,并能使减水剂对水泥颗粒的有效吸附能力增强,从而进一步扩大水 泥颗粒的分散性,增强减水剂的使用效果。在保证混凝±综合性能的情况下,渗量仅为胶凝 材料的0.6%,可降低水泥用量10%-15%水泥用量。
技术实现思路
基本专利技术的目的在于提供一种新型混凝±增强剂。 本专利技术的技术方案如下: -种新型混凝±增强剂,其由W下方法制备而成:[001引(1)配置2.4~3.3mol/L的丙締酷胺(AM冰溶液,添加所需的添加剂,调节至预设 10-50°C聚合溫度,吹入氮气除氧,加入APS-PMS引发体系,采用片状聚合工艺聚合一段时间 即可得到PAM胶体,加入氨氧化钢和水进行稀释; (2)采取甲基化和氨基化两步法改性; 选择甲醒和二甲胺作为甲基化的原材料,控制PAM浓度1 %,PAM:甲醒:二甲胺为1: 1:1.25(摩尔比)、反应溫度70°C、反应时间化;[001引(3)制备娃溶胶: a、引入单体,在纳米二氧化娃粒子表面引入可聚合的碳-碳双键,利用化学反应合 成纳米二氧化娃粒子表面带有可聚合碳-碳双键的单体,通过单体与相应的乙締基单体共 聚直接合成复合材料。此种方法的特点是接枝率高,W此法进行修饰,将表面接有可反应基 团的二氧化娃粒子分散在单体的溶液中,在其表面引发单体聚合形成聚合物链; b、引入引发剂,在纳米二氧化娃粒子表面引入具有引发活性的化合物,由此引发 剂引发奇特可聚合的单体聚合,在纳米二氧化娃粒子表面长出聚合物链。根据二氧化娃表 面可利用的反应基团,实施表面聚合生长接枝的主要方法采用二氧化娃表面修饰双键,进 行自由基聚合反应; C、二氧化娃纳米离子型(NIMs)材料的制备,二氧化娃NIMs是有机-无机杂化而成 的一个纳米级的二氧化娃核,经过表面酸化处理,由带相反电荷的壳层组成。运层柔软的壳 层用作有效的悬浮介质或流变介质,从而可W赋予二氧化娃颗粒的流变性能; (4)在聚丙締酷胺水溶液加入娃溶胶混合; (5)质量检验,入成品罐。本专利技术的有益之处在于: (1)基于分子设计和粒子设计思路,利用分散聚合、功能化分步改性技术得到影响 减水、引气、缓凝的梳形聚合物的主链链长和官能团及纳米共混技术合成全新的水基丙締 酸酷胺系纳米二氧化娃杂化混凝上增强剂。 (2)独特的低成本纳米无机高性能制备技术,得到与有机丙締酷胺/丙締酸系相 容性良好的纳米级二氧化娃复配材料。 (3)具有完全水性无溶剂、水泥减量比例大;特别适合于各类预拌商品混凝±;等 级抗渗、高强度、海工防腐等增强和耐久特种混凝±的生产。【附图说明】 图1为不同引发剂对PAM分子量的影响; 图2为不同引发剂对转化率的影响; 图3为反应体系溫度随时间变化; 图4为单体浓度对分子量的影响; 图5为沉降速度、色值、混浊度和因素的关系。 图6为本专利技术混凝±增强剂的制备工艺流程图。【具体实施方式】 实施例1: 研究基于高分子量水基丙締酷胺的聚合合成:包括单体体系、交联剂体系、复合引 发剂体系本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种新型混凝土增强剂的制备方法,其步骤如下:(1)配置2.4~3.3 mol/L的丙烯酰胺(AM)水溶液,添加所需的添加剂,调节至预设10‑50℃聚合温度,吹入氮气除氧,加入APS‑PMS引发体系,采用片状聚合工艺聚合一段时间即可得到PAM胶体,加入氢氧化钠和水进行稀释;(2)采取甲基化和氨基化两步法改性;(3)制备硅溶胶:a、引入单体,在纳米二氧化硅粒子表面引入可聚合的碳‑碳双键,利用化学反应合成纳米二氧化硅粒子表面带有可聚合碳‑碳双键的单体,通过单体与相应的乙烯基单体共聚直接合成复合材料,此种方法的特点是接枝率高,以此法进行修饰,将表面接有可反应基团的二氧化硅粒子分散在单体的溶液中,在其表面引发单体聚合形成聚合物链;b、引入引发剂,在纳米二氧化硅粒子表面引入具有引发活性的化合物,由此引发剂引发奇特可聚合的单体聚合,在纳米二氧化硅粒子表面长出聚合物链。根据二氧化硅表面可利用的反应基团,实施表面聚合生长接枝的主要方法采用二氧化硅表面修饰双键,进行自由基聚合反应;c、二氧化硅纳米离子型(NIMs)材料的制备,二氧化硅NIMs是有机‑无机杂化而成的一个纳米级的二氧化硅核,经过表面酸化处理,由带相反电荷的壳层组成,这层柔软的壳层用作有效的悬浮介质或流变介质,从而可以赋予二氧化硅颗粒的流变性能;(4)在聚丙烯酰胺水溶液加入硅溶胶混合;(5)质量检验,入成品罐。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张海棠朱士荣朱维梁卞顺发
申请(专利权)人:湖州绿色建材开发有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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