一种混凝土和易性调节剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种混凝土和易性调节剂及其制备方法，包括以下步骤：将丙烯酸、马来酸酐、丙磺酸、烯丙基磷酸酯加入反应容器中，排尽空气升温至10～40℃；加入引发剂反应1～2小时，得和易性调节剂。各原料按质量百分比计为：丙烯酸25～50％、马来酸酐5～30％、丙磺酸1～10％，烯丙基磷酸酯1～30％。所得混凝土和易性调节剂加入混凝土中可瞬间产生大量阴离子，可抢占水泥颗粒上的吸附点，也可与大气中阳离子相平衡，其特殊的物理磁场效应可有效提升混凝土的粘聚性。同时原料成本低、反应条件温和，无需额外添加反应溶剂，环境友好，适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土和易性调节剂及其制备方法
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种混凝土和易性调节剂及其制备方法。
技术介绍
现代混凝土较传统混凝土呈现出低水胶比配合比设计、多组分活性掺合料掺入、多组分复配型高效外加剂加入等变化，混凝土的原材料发生越来越多的变化，粉料方面：水泥、掺合料细度越来越大，粉煤灰脱硫脱硝后残留大量化学物质，替代材料(石灰石粉、复合粉等)质量参差不齐；骨料方面：由于资源的枯竭导致细度与级配较差的江砂、机制砂普遍应用，外加剂方面片面追求大减水率，这些变化导致混凝土对外加剂产量极其敏感，极易发生离析、泌水现象。目前常用的和易性调节剂按来源不同大致可以分为三类：(1)天然有机大分子化合物：黄原胶、温轮胶、纤维素、淀粉等；(2)改性天然有机大分子化合物：改性多糖类化合物、改性纤维素等；(3)人工合成高分子化合物：聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸-丙烯酰胺等。(1)(2)在混凝土应用过程中存在因电解质效应，粘度迅速降低的现象；(3)易引起混凝土粘度增大，坍落度、扩展度减小。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种新型混凝土和易性调节剂及其制备方法，所得和易性调节剂加入混凝土中可瞬间产生大量阴离子，继之促使大气中阳离子产生自然均衡状态，其特殊的物理磁场效应可有效提升混凝土的粘聚性，且涉及的原料成本低、反应条件温和，无需额外添加反应溶剂，环境友好，适合推广应用。为达到上述目的，采用技术方案如下：一种混凝土和易性调节剂，具有以下结构式：式中，R1，R2选自1～3个碳原子的烷基；R3为-H或-CH3。上述混凝土和易性调节剂的制备方法，包括以下步骤：将丙烯酸、马来酸酐、丙磺酸、烯丙基磷酸酯加入反应容器中，排尽空气升温至10～40℃；加入引发剂反应1～2小时，得和易性调节剂。按上述方案，各原料按质量百分比计为：丙烯酸25～50％、马来酸酐5～30％、丙磺酸1～10％，烯丙基磷酸酯1～30％。按上述方案，所述引发剂由氧化剂组分和还原剂组分组成，氧化剂组分为有机过氧化物，还原剂组分为芳叔胺类化合物；其中引发剂的用量为单体总量的0.1-1wt％。按上述方案，所述有机过氧化物为过氧化二苯甲酰；所述芳叔胺类化合物为N,N-二甲苯胺、N,N-二甲基-对苯甲胺或同系物。按上述方案，所得混凝土和易性调节剂的重均分子量为8000～10000。按上述方案，所得混凝土和易性调节剂的固含量为100％。按上述方案，所得混凝土和易性调节剂在混凝土中的掺量为0.5g/m3～2.0g/m3。本专利技术制备混凝土和易性调节剂的化学反应式如下：本专利技术所得混凝土和易性调节剂加入混凝土中可瞬间产生大量阴离子，可抢占水泥颗粒上的吸附点，也可与大气中阳离子相平衡，其特殊的物理磁场效应可有效提升混凝土的粘聚性。同时，其涉及的原料成本低、反应条件温和，无需额外添加反应溶剂，环境友好，适合推广应用。传统的改善混凝土和易性的物质作用机理多为相邻的和易性调节剂分子侧链会相互吸引，导致凝胶网状结构的形成和缠结，从而阻止自由水的迁移，增加了整个系统的粘度，这也导致其对混凝土工作状态产生较大影响，本专利技术所述混凝土和易性调节剂由于同种电荷相斥效应，并不产生分子间的缠结，其大量阴离子能很好的吸附在水泥颗粒表面，抢占水泥颗粒上的吸附点从而部分抑制聚羧酸减水剂的吸附，起到降低聚羧酸减水剂敏感性的作用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1)加入本专利技术混凝土和易性调节剂，混凝土中骨料呈现悬浮状，可有效减少离析泌水，降低聚羧酸减水剂的敏感性。2)本专利技术混凝土和易性调节剂使用掺量小，经济性好。3)本专利技术混凝土和易性调节剂不会增加混凝土的粘度，对新拌混凝土工作性能和硬化混凝土力学性能、耐久性能无不利影响。4)本专利技术涉及的原料成本低、反应条件温和，无需额外添加反应溶剂，环境友好，适合推广应用。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合具体实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1一种混凝土和易性调节剂，它以丙烯酸、马来酸酐、丙磺酸、烯丙基磷酸酯为主要原料，在引发剂的作用下，通过本体聚合而成，具体步骤如下：称取丙烯酸50g、马来酸酐20g、丙磺酸10g、烯丙基磷酸酯20g加入反应釜中，搅拌均匀，排尽空气升温至40℃；称取0.24g过氧化二苯甲酰(BPO)、0.1gN,N-二甲苯胺(DMA)加入反应釜中，保持温度在40℃下反应1小时，得和易性调节剂HY-01。本实施例所得产品和易性调节剂HY-01采用凝胶渗透色谱进行测定，其重均分子量为9201。实施例2一种混凝土和易性调节剂，它以丙烯酸、马来酸酐、丙磺酸、烯丙基磷酸酯为主要原料，在引发剂的作用下，通过本体聚合而成，具体步骤如下：称取丙烯酸50g、马来酸酐30g、丙磺酸8g、烯丙基磷酸酯12g，加入反应釜中，搅拌均匀，排尽空气升温至10℃；称取0.24g过氧化二苯甲酰(BPO)、0.1gN,N-二甲基-对甲苯胺(DMT)加入反应釜中，继续搅拌；保持温度在10℃下反应2小时，得和易性调节剂HY-02。本实施例所得产品和易性调节剂HY-02采用凝胶渗透色谱进行测定，其重均分子量为8750。实施例3一种混凝土和易性调节剂，它以丙烯酸、马来酸酐、丙磺酸、烯丙基磷酸酯为主要原料，在引发剂的作用下，通过本体聚合而成，具体步骤如下：称取丙烯酸30g、马来酸酐30g、丙磺酸10g、烯丙基磷酸酯30g，加入反应釜中，搅拌均匀，排尽空气升温至25℃；称取0.35g过氧化二苯甲酰(BPO)、0.15gN,N-二甲苯胺(DMA)，加入反应釜中，继续搅拌；保持温度在25℃下反应1.5小时，得和易性调节剂HY-03。本实施例所得产品和易性调节剂HY-03采用凝胶渗透色谱进行测定，其重均分子量为9860。应用例将本专利技术实施例1～3制得的和易性调节剂应用于制备混凝土，对比例采用市售普通温轮胶(对比例1)、聚丙烯酰胺(对比例2)、改性纤维素(对比例3)，将制备的混凝土分别进行工作性能和力学性能测试，测试方法参照GB/T50080-2016《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》和GB/T50081-2019《普通混凝土力学性能试验方法标准》。采用混凝土倒塌法测定混凝土粘度：将坍落度桶倒置，装满混凝土并抹平，迅速提起坍落度桶约40cm，用秒表计量混凝土流空时间，掺量按照每方混凝土用量计算，测试结果见表1。所述混凝土由胶凝材料、机制砂、粗骨料和水组成，其中胶凝材料含量为600kg/m3(包括水泥和粉煤灰，其中水泥用量水泥为500kg/m3，粉煤灰100kg/m3，水泥为华新P·O42.5R，粉煤灰为I级灰)，机制砂含量为780kg/m3(细度模数为2.8)，粗骨料含量为910kg/m3(为5～20连续级配玄武岩)，水胶比为0.25。表1混凝土的工作性能测试结果...

【技术保护点】
1.一种混凝土和易性调节剂，其特征在于具有以下结构式：/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土和易性调节剂，其特征在于具有以下结构式：



式中，R1，R2选自1～3个碳原子的烷基；R3为-H或-CH3。


2.权利要求1所述混凝土和易性调节剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将丙烯酸、马来酸酐、丙磺酸、烯丙基磷酸酯加入反应容器中，排尽空气升温至10～40℃；加入引发剂反应1～2小时，得和易性调节剂。


3.如权利要求2所述混凝土和易性调节剂的制备方法，其特征在于各原料按质量百分比计为：丙烯酸25～50％、马来酸酐5～30％、丙磺酸1～10％，烯丙基磷酸酯1～30％。


4.如权利要求2所述混凝土和易性调节剂的制备方法，其特征在于所述引发剂由氧化剂组分和还原剂组分组成，氧化剂组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢菊香，郑涛，王军，赵日煦，高飞，熊龙，李兴，
申请(专利权)人：中建商品混凝土有限公司，中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42