一种过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法。所述过硫化水泥用减水剂辅料由如下重量份组分制备而成：高分子电解质：15‑25份，有机膦化合物：25‑40份，钙矾石抑制剂：3‑10份，石膏溶解抑制剂：12‑20份，硫酸根沉淀剂：5‑15份，润滑剂：10‑20份，乳化分散剂：0.5‑2份，总重量100份，将上述组分在搅拌机中充分搅拌混合均匀，即获得所述过硫化水泥用减水剂辅料。本发明专利技术中的辅料与减水剂配合使用，可减缓过硫化水泥在应用中导致的混凝土和易性差的问题，抑制硫酸根的量及钙矾石生成量，避免前期C3A快速水化消耗过多水分导致混凝土和易性保坍性较差的问题。

A preparation method of water reducer excipient for supervulcanized cement

The invention provides a preparation method of water reducing agent excipient for over-vulcanized cement. The supervulcanized cement water reducer excipient is prepared from the following weight components: polymer electrolyte: 15 25 parts, organic phosphine compound: 25 40 parts, ettringite inhibitor: 3 10 parts, gypsum dissolution inhibitor: 12 20 parts, sulfate precipitator: 5 15 parts, lubricant: 10 20 parts, emulsifying dispersant: 0.5 2 parts, total weight 100 parts, and the above components are stirred. The super-vulcanized cement superplasticizer excipient can be obtained by fully mixing and evenly mixing in the machine. The auxiliary material in the invention can be used together with water reducing agent to alleviate the problem of poor concrete and workability caused by over-vulcanized cement in application, restrain the amount of sulfate radical and Ettringite formation, and avoid the problem of poor concrete and workability and slump retention caused by excessive water consumption in early C3A rapid hydration.

【技术实现步骤摘要】
一种过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法
本专利技术属于建筑材料
，涉及到混凝土外加剂领域，具体是一种过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法。
技术介绍
现阶段，我国土木建筑业发展迅猛，混凝土生产使用量世界第一，同时带动着水泥工业的蓬勃发展。但是由于各地企业技术水平及原材料差异，导致水泥成品性能差异较大，一部分水泥产品存在过硫化问题。另一方面，我国幅员辽阔，生产混凝土的砂石材料差异极大，沿海省份及一部分的内陆地区的土壤中盐卤及硫酸盐含量较大。过量的硫酸盐不仅会导致混凝土内部的硫酸盐侵蚀，而且还会生成过量钙矾石及形成延后钙矾石，影响混凝土强度发展，甚至存在破坏建筑结构的危险。采用过硫化水泥生产混凝土时，水泥与水拌合后，首先石膏迅速溶于水中，C3A立即发生反应，C4AF、C3S也同时发生水化，前期石膏充足时，生成三硫型水化硫铝酸钙，俗称钙矾石(AFt)；当溶液中石膏耗尽而还有多余C3A时，C3A与钙矾石作用生成单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。钙矾石为柱状或针状晶体，溶解度小，有助于提高早期强度，抗拉、抗折性能好，水化初期可起骨架作用，由C3A→AFt时体积增大2.5倍；单硫型水化硫铝酸钙为六方板状晶体，溶解度比钙矾石大，体积增加小，强度不大，但接触各种硫酸根后，会转变为钙矾石，引起很大的体积膨胀。在过硫化的环境中，钙矾石不仅会在初期大量生长，也会出现延迟钙矾石，即在混凝土硬化后钙矾石继续成核生长。过量的硫酸根促使C3A水化生产过量的钙矾石，过硫化水泥中硫酸根离子过多，会导致生成的AFm向AFt转变，大量钙矾石成核生长，引起混凝土体积膨胀。当膨胀产生的拉应力超过混凝土硬化后材料本身的抗拉强度时，会产生危害性的结构裂缝。这不仅影响混凝土强度发展，损及建筑物的美观性，而且降低混凝土的耐久性和建筑物的服役寿命，加速劣化过程。如今，水泥的过硫化问题已经引起相关领域学者的重视，建筑行业对抑制过硫化水泥问题的产品需求迫切，开发极具应用价值的混凝土抗过硫化剂意义重大。专利CN106673480A公开了一种用于水泥基胶凝材料的保塑稳定剂。所述的保塑稳定剂为固液/固固组合物的水溶液,固液/固固组合物总质量为100份,所述固液/固固组合物含有下述重量份组分的原料:塑性膨胀剂：5-15份；稳泡剂：10-25份；皂类引气剂：5-10份；金属皂类润滑剂：35-40份；塑化度SD平衡剂：35-45份。所述保塑稳定剂在水泥基胶凝材中的掺量为占胶凝材料质量总和的0.1-0.3%。专利CN104592445A公开一种有机膦酸盐混凝土保塑剂及其制备方法，由如下组分构成：次磷酸钠12-20%、苯乙烯3-8%、不饱和二元羧酸12-18%、(甲基)丙烯酸羟烷基酯18-26%和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)28-45%作为合成单体，在引发剂作用下进行水溶液聚合，合成一种有机膦酸盐共聚物。专利CN102584074A公开一种高强高保塑性混凝土保塑剂及其使用方法，该保塑剂是由由如下组分组成：硼酸1-5份、内酯7-15份、冰糖10-30份、蜂蜜7-15份、乙酸乙酯2-6份和硫酸亚铁1-6份，最终复配而成。该保塑剂具有高强度、高保塑性，适于应用在各种商品混凝土中。区别于以上专利，本专利技术针对过硫化水泥的本身特性及其水化反应的特殊性，采用多种组分复合使用，全方位抑制过硫化情况下钙矾石的生成，确保混凝土结构强度的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法。为解决过硫化水泥在使用过程中带来的水泥体积膨胀问题，本专利技术得设计思想为：采用多种组分复合使用以抑制过量钙矾石的产生及生长；采用高分子电解质作为组分，其能在碱性环境条件下进行脱质子化产生负电荷，进而影响钙矾石晶体的形成与生长；引入有机膦化合物，其膦酸基和钙矾石阳离子的络合减缓了晶体的成长速率，阻止了钙矾石凝胶向晶体转变时的成核和生长过程，同时引入锂盐作为钙矾石抑制剂，阻止延后钙矾石对建筑结构的破坏。为减缓过硫化水泥中硫酸根过量的问题，本专利技术还采用硫酸根沉淀剂对过量的硫酸根进行处理，减少钙矾石的生成，而且沉淀物质也可以作为填充剂填充到混凝土细空隙中，增强混凝土强度；引入的润滑剂不仅能显著提高混凝土和易性，而且能使混凝土凝固后的表面光洁透亮；采用乳化分散剂，不仅能对组分物质进行乳化分散，而且可以在应用到混凝土中时，提高混凝土均匀性，提高混凝土强度。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法，其特征在于：所述的减水剂辅料由如下重量份组分制备而成：高分子电解质：15-25份，有机膦化合物：25-40份，钙矾石抑制剂：3-10份，石膏溶解抑制剂：12-20份，硫酸根沉淀剂：5-15份，润滑剂：10-20份，乳化分散剂：0.5-2份，总重量100份，将上述组分在搅拌机中充分搅拌混合均匀，即获得所述过硫化水泥用减水剂辅料。所述的高分子电解质为分子量5000-20000的聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸-丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯的一种或几种组成；优选分子量10000的高分子电解质；优选碱性环境条件下进行脱质子化产生负电荷能力较强的聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸-丙烯酰胺的一种或两种组成；最佳选择为质量比为1：2的聚甲基丙烯酰胺与聚丙烯酸-丙烯酰胺的组合物。所述的有机膦化合物为丁酯膦、柯里膦、双甘膦、溴苯膦、草甘膦、膦甲酸钠、辛基膦酸、二苯膦酸、二乙膦酸、二甲膦酸、草甘膦钠、草甘膦铵、膦酰基乙酸、膦酸二乙酯、膦酸二丁脂的一种或几种组成；优选水解膦酸基离子能力较强的膦甲酸钠、草甘膦钠、草甘膦铵、膦酰基乙酸、膦酸二乙酯、膦酸二丁脂的一种或几种组成；优选有机膦盐与有机膦酯的组合物；最佳选择为质量比为2：1的膦甲酸钠与膦酸二乙酯的组合物。所述的钙矾石抑制剂为硼氢化锂、钛酸锂、氢化铝锂、氨基化锂、钨酸锂、甲酸锂、乙酸锂、草酸锂、碘酸锂、铝酸锂、铬酸锂、碘化锂、矾酸锂、硅酸锂的一种或几种组成；优选有机锂酸盐；优选甲酸锂、乙酸锂、草酸锂的一种或几种组成；最佳选择为质量比为1：1的乙酸锂与草酸锂的组合物。所述的石膏溶解抑制剂为甲酸钙、碘酸钙、钒酸钙、硼酸钙、磷酸钙、钼酸钙、铅酸钙、油酸钙、柠檬酸、柠檬酸钠、三聚磷酸钠、氟硅酸镁、氟硅酸锌的一种或几种组成；优选抑制能力有机钙盐与氟硅酸盐的组合物；优选甲酸钙、油酸钙与氟硅酸镁、氟硅酸锌的组合物；最佳选择为质量比为1：1的甲酸钙与氟硅酸镁的组合物。所述硫酸根沉淀剂为硝酸钡、氯化钡、氢氧化钡、硫化钡、三水合硫氰酸钡、碘化钡、乙酸钡、丁酸钡、丙酸钡、氯化铅、硝酸铅、醋酸铅、草酸铅、甲酸铅、乙酸铅、溴酸铅、次乙酸铅的一种或几种组成；优选钡盐与铅盐的组合物；优选无机钡盐的硝酸钡、氯化钡、氢氧化钡、硫化钡、三水合硫氰酸钡、碘化钡与有机铅盐的草酸铅、甲酸铅、乙酸铅、次乙酸铅的组合物；最佳选择为质量比2：1的氢氧化钡与次乙酸铅的组合物。所述的润滑剂为有机硅氧烷润滑剂、烃类润滑剂、脂肪酸酰胺类润滑剂、金属皂类润滑剂构成，具体由聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、氯化石蜡、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、N，N-亚乙基双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酸正丁酯、甘油三烃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法，其特征在于：所述的减水剂辅料由如下重量份组分制备而成：高分子电解质：15‑25份，有机膦化合物：25‑40份，钙矾石抑制剂：3‑10份，石膏溶解抑制剂：12‑20份，硫酸根沉淀剂：5‑15份，润滑剂：10‑20份，乳化分散剂：0.5‑2份，总重量为100份，将上述组分在搅拌机中充分搅拌混合均匀，即获得过硫化水泥用减水剂辅料。

【技术特征摘要】
1.一种过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法，其特征在于：所述的减水剂辅料由如下重量份组分制备而成：高分子电解质：15-25份，有机膦化合物：25-40份，钙矾石抑制剂：3-10份，石膏溶解抑制剂：12-20份，硫酸根沉淀剂：5-15份，润滑剂：10-20份，乳化分散剂：0.5-2份，总重量为100份，将上述组分在搅拌机中充分搅拌混合均匀，即获得过硫化水泥用减水剂辅料。2.根据权利要求1所述过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法，其特征在于：所述的高分子电解质为：分子量5000-20000的聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酸-丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯的一种或几种组成。3.根据权利要求1所述过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法，其特征在于：所述的有机膦化合物为：丁酯膦、柯里膦、双甘膦、溴苯膦、草甘膦、膦甲酸钠、辛基膦酸、二苯膦酸、二乙膦酸、二甲膦酸、草甘膦钠、草甘膦铵、膦酰基乙酸、膦酸二乙酯、膦酸二丁脂的一种或几种组成。4.根据权利要求1所述过硫化水泥用减水剂辅料的制备方法，其特征在于：所述的钙矾石抑制剂为：硼氢化锂、钛酸锂、氢化铝锂、氨基化锂、钨酸锂、甲酸锂、乙酸锂、草酸锂、碘酸锂、铝酸锂、铬酸锂、碘化锂、矾酸锂、硅酸锂的一种或几种组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，张雨婷，严明，陈艳林，熊焰，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42