一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂及其制备方法，其由聚氧乙烯链大单体、不饱和羧酸、聚阳离子高分子、烷基醇胺、低分子有机硅烷化合物、引发剂、分子质量调节剂自由聚合而成；所述聚氧乙烯链大单体∶不饱和羧酸∶聚阳离子高分子∶烷基醇胺∶低分子有机硅烷化合物∶引发剂∶分子质量调节剂的摩尔比为1～1.5∶0.1～0.3∶0.01～0.1∶0.1～0.2∶0.01～0.1∶1～3∶0.1～0.5。本发明专利技术所制减胶剂具有较强的吸附和分散水泥颗粒的能力，将其用于高石粉人工砂混凝土，可降低所制混凝土的单方水泥用量，且所制混凝土具有良好的工作性能和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂及其制备方法
本专利技术涉及混凝土减胶剂
，具体涉及一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂及其制备方法。
技术介绍
砂作为混凝土中重要的组成部分，不可再生且不宜长途运输，具有很强的地方地域性。我国西南地区河沙资源匮乏，外地运输砂成本过高，满足不了当下基础建设磅礴发展的需求。而西南地区山多，拥有丰富的天然石材资源，根据“因地制宜，就地取材”的原则，在建筑中将大量使用人工砂。我国人工砂标准中多要求石粉含量不大于7％，但人工砂在实际生产中不可避免会产生大量石粉，含量一般在10％～20％，这给人工砂的大规模应用带来了很大的不便。人工砂中高含量的石粉会增加需水量而降低工作性能，还易使混凝土拌合物粘度增大，不利于施工，在成型过程中会增加混凝土中的有害孔，影响混凝土的体积稳定性和长期耐久性。提高减水剂用量可以提高人工砂混凝土的施工性能和力学性能，但混凝土容易出现离析、泌水、黏底等不利现象，因此在实际生产中往往只能增加用水量和水泥用量，而这将大大增加混凝土的成本，违背了“绿色混凝土”的发展方向。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其结构式如下式所示：式中，a，b，c，d，e为相应单体单元的摩尔数，a∶b∶c∶d∶e＝0.1～0.3∶0.1～0.2∶1～1.5∶0.01～0.1∶0.01～0.1；n为重复单元的摩尔数，n为30～90的整数。进一步地，所述高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂的结构式由聚氧乙烯链大单体、不饱和羧酸、聚阳离子高分子、烷基醇胺、低分子有机硅烷化合物、引发剂、分子质量调节剂聚合反应而成；所述聚氧乙烯链大单体、所述不饱和羧酸、所述聚阳离子高分子、所述烷基醇胺、所述低分子有机硅烷化合物、所述引发剂、所述分子质量调节剂的摩尔比为1～1.5∶0.1～0.3∶0.01～0.1∶0.1～0.2∶0.01～0.1∶1～3∶0.1～0.5；所述引发剂包括氧化组分和还原组分。进一步地，所述聚氧乙烯链大单体为烯丙基聚乙二醇或/和异丁烯基聚乙二醇或/和甲基烯丙基聚氧乙烯醚或/和烯丙基聚氧乙烯醚或/和甲基烯丙醇聚氧乙烯醚或/和羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚。进一步地，所述不饱和羧酸为反式丁烯酸或/和丙烯酸或/和甲基丙烯酸或/和β-苯丙烯酸或/和反丁烯二酸或/和丁炔二酸或/和亚甲基丁二酸。进一步地，所述聚阳离子高分子为阳离子聚丙烯酰胺或/和聚(N-异丙基丙烯酰胺)或/和(甲基)丙烯酸N,N二甲基氨基乙基酯或/和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。进一步地，所述烷基醇胺为N,N-二(2-羟乙基)-2-丙醇胺或/和N,N-二(2-羟乙基)-N-羟乙基胺或/和三异丙醇胺或/和一乙醇二异丙醇胺或/和二乙醇单异丙醇胺或/和四羟乙基乙二胺。进一步地，所述低分子有机硅烷化合物为双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物或/和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷或/和γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷或/和乙烯基三乙氧基硅烷或/和γ-巯丙基-三甲氧基硅烷或/和γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷乙烯基三氯硅烷。进一步地，所述引发剂的所述氧化组分和所述还原组分的质量比为1∶3.5～8；所述氧化组分为过氧化苯甲酞或/和叔丁基过氧化氢或/和过硫酸钾或/和过氧化氢或/和过硫酸盐；所述还原组分为蔗糖或/和焦亚硫酸钠或/和亚硫酸氢钠或/和酒石酸或/和硫酸亚铁或/和硫醇或/和氯化亚铁或/和L-抗坏血酸；所述分子质量调节剂为硫醇类化合物，所述硫醇类化合物为疏基乙酸或/和2-疏基丙酸或/和3-疏基丙酸或/和正十二硫醇。上述高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂的制备方法，包括以下步骤：1)室温下，将所述聚氧乙烯链大单体溶于水配制水溶液A，然后，加入所述聚阳离子高分子，搅拌，再加入所述引发剂的所述氧化组分，继续搅拌，得到溶液B；2)将所述不饱和羧酸溶于水配制水溶液C，将所述引发剂的所述还原组分与所述分子质量调节剂溶于水配制水溶液D，然后，将所述水溶液C和所述水溶液D滴加至所述溶液B中，得到溶液E；3)向所述溶液E中加入所述烷基醇胺、所述低分子有机硅烷化合物，保温，搅拌，反应结束后，即得高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂。进一步地，水溶液A、水溶液C和水溶液D的浓度对聚合反应有着很大的影响，浓度过大，容易局部爆聚，浓度过小，会影响聚合反应效率，因此，所述水溶液A中所述聚氧乙烯链大单体的质量浓度为40～60％；所述水溶液C中所述不饱和羧酸质量浓度为30～50％；所述水溶液D中所述引发剂的所述还原组分与所述分子质量调节剂的总质量浓度为1～2.5％。本专利技术的有益效果：1、本专利技术制备的高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂具有良好的水溶性，且其上接枝的酰胺基团链、醇胺基团和硅羟基团可增强该减胶剂对水泥颗粒的吸附和分散能力，并屏蔽石粉和泥粉对减水剂的强吸附作用，从而可有效混凝土浆体中水泥微胶粒的有效数量，进而有利于降低单方混凝土中水泥用量，极大节约混凝土制备成本，而且，该减胶剂对水泥的良好分散作用，有利于优化胶凝材料颗粒配伍，从而提高所制混凝土硬化体的微观结构，进而有利于提高所制混凝土的力学性能、体积稳定性和长期耐久性，另外，该减胶剂本身对高石粉人工砂混凝土具有良好的适应性，其加入混凝土后，可相应降低混凝土中减水剂敏感性，避免高石粉人工砂混凝土因减水剂掺量过高而引起混凝土的离析泌水现象，提高所制混凝土的和易性。2、本专利技术整个制备工艺没有有害物质产生，无毒、无害、无污染、绿色环保，不含氯离子及碱，符合国家提倡的绿色建材、绿色建筑，而且制备过程简单易操作，反应在常温下便可进行，且转化率较高。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例1本实施例的一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其结构式如下式所示：式中，a，b，c，d，e为相应单体单元的摩尔数a∶b∶c∶d∶e＝0.1～0.3∶0.1～0.2∶1～1.5∶0.01～0.1∶0.01～0.1；n为重复单元的摩尔数，n为30～90的整数。上述减胶剂中聚氧乙烯链的醚键易与水分子形成氢键，亲水性强，水溶性好；硅羟基团可与水泥表面的Si-O键发生缩合反应，将聚氧乙烯链与水泥颗粒的物理吸附转变为吸附能力更强的化学吸附，提高聚氧乙烯链在水泥颗粒表面的吸附能力；酰胺基团链具有大空间位阻，其能先与聚氧乙烯链吸附在石粉和泥粉颗粒表面，屏蔽石粉和泥粉对减胶剂的强吸附作用，提高减胶剂对高石粉含量人工砂的适应性；醇胺基团具有强极性，能降低水泥颗粒的表面能，消除大水泥胶粒，缓解团聚，增加水泥微胶粒数量。上述四种基团共同作用，可极大增加所制减胶剂对水泥的吸附性、分散性，从而增加水泥微胶粒的有效数量，进而有利于降低单方混凝土中水泥用量，节省混凝土配制成本，而且因减胶剂的分散性能，可优化胶凝材料颗粒间的配伍，改善所制混凝土硬化体的微观孔结构，提高所制混凝土的密实度，进而提高所制混凝土的力学性能、体积稳定性和长期耐久性。上述高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂由聚氧乙烯链大单体、不饱和羧酸、聚阳离子高分子、烷基醇胺、低分子有机硅烷化合物、引发剂、分子质量调节剂自由聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其特征在于，其结构式如下式所示：

【技术特征摘要】
1.一种高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其特征在于，其结构式如下式所示：式中，a，b，c，d，e为相应单体单元的摩尔数，a∶b∶c∶d∶e＝0.1～0.3∶0.1～0.2∶1～1.5∶0.01～0.1∶0.01～0.1；n为重复单元的摩尔数，n为30～90的整数。2.根据权利要求1所述的高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其特征在于，所述高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂的结构式由聚氧乙烯链大单体、不饱和羧酸、聚阳离子高分子、烷基醇胺、低分子有机硅烷化合物、引发剂、分子质量调节剂聚合反应而成；所述聚氧乙烯链大单体、所述不饱和羧酸、所述聚阳离子高分子、所述烷基醇胺、所述低分子有机硅烷化合物、所述引发剂、所述分子质量调节剂的摩尔比为1～1.5∶0.1～0.3∶0.01～0.1∶0.1～0.2∶0.01～0.1∶1～3∶0.1～0.5；所述引发剂包括氧化组分和还原组分。3.根据权利要求2所述的高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其特征在于，所述聚氧乙烯链大单体为烯丙基聚乙二醇或/和异丁烯基聚乙二醇或/和甲基烯丙基聚氧乙烯醚或/和烯丙基聚氧乙烯醚或/和甲基烯丙醇聚氧乙烯醚或/和羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚。4.根据权利要求2所述的高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其特征在于，所述不饱和羧酸为反式丁烯酸或/和丙烯酸或/和甲基丙烯酸或/和β-苯丙烯酸或/和反丁烯二酸或/和丁炔二酸或/和亚甲基丁二酸。5.根据权利要求2所述的高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其特征在于，所述聚阳离子高分子为阳离子聚丙烯酰胺或/和聚(N-异丙基丙烯酰胺)或/和(甲基)丙烯酸N,N二甲基氨基乙基酯或/和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。6.根据权利要求2所述的高石粉含量人工砂混凝土用减胶剂，其特征在于，所述烷基醇胺为N,N-二(2-羟乙基)-2-丙醇胺或/和N,N-二(2-羟乙基)-N-羟乙基胺或/和三异丙醇胺或/和一乙醇二异丙醇胺或/和二乙醇单异丙醇胺或/和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈友治，王云，闻雨鹏，
申请(专利权)人：上海宇砼建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31