一种减水剂、生产工艺及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种减水剂、生产工艺及其应用，属于混凝土外加剂技术领域，按重量份计，包含以下组分，氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂45‑80份、氯化钙20‑35份、苯甲酸钠20‑32份、沸石粉6‑10份、粉煤灰10‑18份、硅藻土8‑12份、石蜡颗粒6‑12份、水30‑50份；其制备方法包括以下步骤，将上述原料均匀混合后得到减水剂。本发明专利技术具有降低碱骨料反应，并提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种减水剂、生产工艺及其应用
本专利技术涉及混凝土外加剂
，特别涉及一种减水剂、生产工艺及其应用。
技术介绍
减水剂是一种在维持混凝土坍落度不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物、聚羧酸系等，加入减水剂后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性或减少单位水泥用量，节约水泥。近年来，伴随着我国经济快速发展，在许多工程中，为了加快工程进度，缩短工期，就需要使用早强减水剂来加快水泥水化速度，条混凝土早期强度，保证工程的顺利竣工。现有的可参考公开号为CN103304181A的中国专利，其公开了一种早强型聚羧酸高性能减水剂，由如下组分按重量百分比组成：聚羧酸减水剂10-20％，氯化钙10-17％，亚硝酸钠10-20％，三乙醇胺1-3％，余量为水。上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述减水剂中加入氯化钙，混凝土中的氯化钙会加剧碱与骨料之间的反应，加剧混凝土的侵蚀，另外，氯化钙的加入使得混凝土中的钙离子增加，增加钙离子与硫酸盐反应生产硫酸钙的几率，从而导致混凝土开裂，使混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能降低。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的一是提供一种减水剂，其具有降低碱骨料反应，并提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的效果。本专利技术的目的二是提供一种减水剂的生产工艺，其具有制备方法简单、便于操作的效果。本专利技术的目的三是提供一种减水剂在建筑材料中的应用。<br>本专利技术的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种减水剂，按重量份计，包含以下组分，氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂45-80份、氯化钙20-35份、苯甲酸钠20-32份、沸石粉6-10份、粉煤灰10-18份、硅藻土8-12份、石蜡颗粒6-12份、水30-50份。通过采用上述技术方案，通过氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂，聚羧酸系减水剂与高含氧量氧化石墨烯形成了插层复物，保持聚羧酸系减水剂原有的减水性能，而且能促进水泥基复合材料水化产物形成形状规整的的微晶体，使得高性能混凝土达到增强增韧的效果，显著提高了水泥固化后的力学性能。同时，氧化石墨烯具有超高的力学性能强度，极薄的厚度和极大的宽度比，是一种强度超高的准二维平面材料。这些氧化石墨烯薄片在混凝土中起到类似“盾牌”的物理增强作用，从而阻挡硫酸根离子向混凝土内部的迁移的速度，提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。苯甲酸钠能够与混凝土中的氢氧根离子反应，反应产物能够填充混凝土的凝胶孔和微孔，增加混凝土密实度，尽可能切断外界硫酸根离子和水进入混凝土内部的通道，降低对混凝土的侵蚀。另外，苯甲酸钠作为除锈剂，能够在阳极区形成一层致密的保护膜，对钢筋的腐蚀起到很大的抑制作用，降低混凝土内部钢筋的腐蚀，增加混凝土耐久性。沸石粉本身含有活性二氧化硅、活性三氧化二铝以及含水氧化硅、含水氧化铝，当沸石粉加入混凝土中，在水泥活性的激发下，沸石粉中的二氧化硅、活性三氧化二铝以及含水氧化硅、含水氧化铝与水泥水化时产生的氢氧化钙作用，生成含水的硅酸钙凝胶与含水铝酸钙凝胶，提高了水泥水化程度，有助于提高混凝土早期强度，并降低混凝土的孔隙率，使混凝土结构更加致密，提高混凝土的抗压强度以及混凝土耐久性。同时，沸石粉具有较强的吸附性，能够吸附混凝土中的钾离子、钠离子等以及硅酸钠中的钠离子，降低钠离子的迁移速度，从而降低混凝土中的钾离子、钠离子与骨料的活性硅发生反应，即能够抑制混凝土中碱骨料反应，降低混凝土结构膨胀或开裂，提高混凝土的耐久性。硅藻土为多孔结构，能够与沸石粉配合吸附混凝土中的碱离子，从而降低混凝土中碱离子的浓度，进而有助于降低骨料的碱反应，提高混凝土的耐腐蚀性能。另外，多孔结构的硅藻土，能够吸附氯化钙中的氯离子，降低氯离子迁移的速度，从而降低氯离子对混凝土的侵蚀。水泥在快速水化过程中，会产生大量的水化热，大量的水化热聚集在混凝土中来不及释放，会导致混凝土膨胀开裂，从而对混凝土造成破坏。石蜡颗粒的加入，当混凝土中的热量较高时，石蜡颗粒融化，并吸收热量，降低水化热对混凝土造成的破坏。当混凝土温度降低时，石蜡液体凝固并释放热量，凝固的石蜡薄膜能够堵塞混凝土中的裂缝，降低氯离子、硫酸根离子的迁移，从而提高混凝土的抗渗性能。聚羧酸减水剂在保持水泥流动性及用量不变的条件下，可减少拌和用水量，从而降低水灰比，可以减少混凝土在凝固过程中水泥水化多余的水分形成的连通孔隙，增加混凝土的密实度，提高混凝土的抗压强度，进而提高混凝土耐久性。综上，本专利技术的配方选取特定的原料，并限定原料的配比，使得各原料之间相互配合并协同作用，在提高混凝土的早期强度的同时，能够降低碱骨料反应、硫酸根离子和氯离子的侵蚀，提高混凝土的抗侵蚀的性能，进而有助于提高混凝土的耐久性。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为，按重量份计，包含以下组分，氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂50-70份、氯化钙25-30份、苯甲酸钠25-30份、沸石粉7-9份、粉煤灰12-16份、硅藻土9-11份、石蜡颗粒8-10份、水35-45份。通过采用上述技术方案，经试验发现，缩小各原料的配比，得到的混凝土的早期强度和抗硫酸盐侵蚀的性能更好。分析其原因，可能是在该范围内原料之间的协同作用更强，使得混凝土的抗压强度和抗硫酸盐侵蚀的性能更好。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为，聚羧酸减水剂的改性方法包括以下步骤：将氧化石墨烯与聚羧酸减水剂以重量份比为0.05-0.15混合后，超声处理60-90min，得到氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂，其中减水剂的固含量为40-45％。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为，氧化石墨烯的长径比为400-800。通过采用上述技术方案，长径比指经过颗粒内部的最长径，和与它相垂直的最长径之比，对于鳞片状粉末，长径比也可以用鳞片状面代表长度相对于厚度的比值来表示。则氧化石墨烯的长径比越高，则其阻隔性能较强，抗氯离子和硫酸根离子渗透性也越强，从而能够降低对混凝土的侵蚀。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为，聚羧酸减水剂采用丙烯酸类聚羧酸减水剂。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为，硅藻土采用改性硅藻土，改性方法包括以下步骤：S1：将硅藻土于900-1150℃下煅烧8-12h；S2：将步骤S1中煅烧后的硅藻土于碱液中浸泡3-7h；S3：将步骤S2中经碱液浸泡后的硅藻土于酸液中浸泡2-3.5h后，清洗至清洗液呈中性。通过采用上述技术方案，对硅藻土煅烧后，能够有效去除硅藻土中的杂质，并使的堵塞在硅藻土微孔中的黏土矿物，起到疏通孔结构的作用，提高硅藻土对混凝土中碱离子的吸附性能。另外，煅烧能够活化硅藻土表面的硅羟基，提高硅藻土的反应活性，从而进一步提高水泥的水化反应，进而提高混凝土的早期强度。硅藻土通过碱液和酸液浸泡后，能够去除硅藻土的酸性杂质、碱金属和碱金属氧化物杂质，起到提纯的作用，进一步疏通硅藻土的孔结构，提高硅藻土的比表面积，并能够改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减水剂，其特征在于,按重量份计，包含以下组分，氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂45-80份、氯化钙20-35份、苯甲酸钠20-32份、沸石粉6-10份、粉煤灰10-18份、硅藻土8-12份、石蜡颗粒6-12份、水30-50份。/n

【技术特征摘要】
1.一种减水剂，其特征在于,按重量份计，包含以下组分，氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂45-80份、氯化钙20-35份、苯甲酸钠20-32份、沸石粉6-10份、粉煤灰10-18份、硅藻土8-12份、石蜡颗粒6-12份、水30-50份。


2.根据权利要求1所述的一种减水剂，其特征在于，按重量份计，包含以下组分，氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂50-70份、氯化钙25-30份、苯甲酸钠25-30份、沸石粉7-9份、粉煤灰12-16份、硅藻土9-11份、石蜡颗粒8-10份、水35-45份。


3.根据权利要1所述的一种减水剂，其特征在于：聚羧酸减水剂的改性方法包括以下步骤：将氧化石墨烯与聚羧酸减水剂以重量份比为0.05-0.15混合后，超声处理60-90min，得到氧化石墨烯改性的聚羧酸减水剂，其中减水剂的固含量为40-45%。


4.根据权利要求1所述的一种减水剂，其特征在于：氧化石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王倩，付海平，王立彬，张新民，石龙飞，王高强，徐云栋，赵磊，吴存根，曹向东，
申请(专利权)人：北京金隅水泥节能科技有限公司，广灵金隅水泥有限公司，唐山冀东水泥外加剂有限责任公司，北京金隅琉水环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11