一种小分子混凝土缓凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种小分子混凝土缓凝剂，所述小分子混凝土缓凝剂的化学结构如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)。本发明专利技术的小分子混凝土缓凝剂具有较强的金属络合能力，可以延缓水泥中的矿物质的水化反应，可用于延长水泥浆、砂浆、混凝土的初凝时间和终凝时间。本发明专利技术的小分子混凝土缓凝剂具有不易腐败，保质期长，应用在混凝土中在小掺量下表现出缓凝效果明显，耐候性好的优点；本发明专利技术的小分子混凝土缓凝剂与减水剂产品优异的相容性，同时工作时还能提高混凝土的保坍性。

【技术实现步骤摘要】
一种小分子混凝土缓凝剂及其制备方法
本专利技术涉及混凝土助剂领域，具体涉及一种小分子混凝土缓凝剂及其制备方法。
技术介绍
混凝土缓凝剂是通过延缓水泥水化速率来调控混凝土的凝结时间。通过使用合适的缓凝剂及用量可以调节混凝土初终凝时间，使新拌混凝土能在较长时间内保持塑性，实现远距离混凝土运输，以及特殊凝结时间混凝土的需求。在冬夏季节施工时，混凝土会因为温度差异而导致裂缝，另外，在大体积混凝土施工过程中，因为水化放热导致的温度差也可能导致混凝土硬化后存在裂缝，通过在混凝土施工中掺入缓凝剂，可以避免水泥混凝土因温差产生裂缝。因此缓凝剂是一种必不可少的混凝土外加剂。目前常用的缓凝剂有糖蜜类、木质磺酸盐类、羧基酸及其盐类、无机盐类等等。虽然说缓凝剂的种类有多种，但是由于各种原因限制在实际生产施工中能使用的缓凝剂并不多，有的缓凝剂虽然达到了凝结时间的调控，但是混凝土的强度、工作性有受到影响，另外还有一些缓凝剂受环境影响较大，糖蜜类缓凝剂还可能在存储期间出现腐败发臭的现象，且在调节凝结时间时，不易控制，当掺量达到一定量时凝结时间与掺量不存在线性关系，若掺量过高可能带来不凝现象。而且现有的缓凝剂耐候性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种小分子混凝土缓凝剂及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种小分子混凝土缓凝剂，所述小分子混凝土缓凝剂的化学结构如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)；R1是-H，-COOH，-CH2OH，或-CH2CHOHCH3；X1是-(CH2)n-，其中n为0～8，或者X1是-CHY-，Y是-CH2COOH，-CH2OH，-CH(CH)OH；R2是-H，-COOH，或-(CH2)nCH3，其中n为0～8；R3是-PO3H2，-COOH，或-SO3H；R4是-H，-COOH，或-(CH2)nCH3，其中n为0～8；R5是-PO3H2，-COOH，或-SO3H；X2是其中n为0～8；或X2是X3是其中n为0～8；或X3是X4是-(CH2)n-，其中n为0～8；X5是-(CH2)n-，其中n为0～8；R6是-H，-COOH，-CH2OH，或-CH2CHOHCH3；在X1、R2、R4、X2、X3、X4和X5中的n值可以相等也可以不相等。专利技术人通过研究制备了含一个或多个阴离子基团的有机小分子混凝土缓凝剂，具有上述的通式结构，并且发现上述小分子混凝土缓凝剂具有较强的金属络合能力，可以延缓水泥中的矿物质的水化反应，可用于延长水泥浆、砂浆、混凝土的初凝时间和终凝时间。上述的小分子混凝土缓凝剂具有不易腐败，保质期长，应用在混凝土中在小掺量下表现出缓凝效果明显，耐候性好的优点；上述小分子混凝土缓凝剂与减水剂产品优异的相容性，同时工作时还能提高混凝土的保坍性。优选地，所述式(Ⅰ)或式(Ⅱ)的化学结构式中，R1是-COOH，-CH2OH，或-CH2CHOHCH3；R2是-COOH，或-(CH2)nCH3，其中n为0～8；R3是-PO3H2，-COOH，或-SO3H；R5是-PO3H2，-COOH，或-SO3H。上述小分子混凝土缓凝剂，所述式(Ⅰ)或式(Ⅱ)的化学结构式限定上述的官能团，具有更优异的缓凝效果和耐候性。优选地，所述式(Ⅰ)化学结构的小分子混凝土缓凝剂的分子式中，X1的n为0～2；X2和X3的n为1～3。专利技术人通过研究发现，上述式(Ⅰ)化学结构的小分子混凝土缓凝剂具有更优异的缓凝效果和耐候性。优选地，所述式(Ⅱ)化学结构的小分子混凝土缓凝剂的分子式中，X4和X5的n为0～3。专利技术人通过研究发现，上述式(Ⅰ)和式(Ⅱ)化学结构的小分子混凝土缓凝剂具有更优异的缓凝效果和耐候性。本专利技术还提供上述任一所述的小分子混凝土缓凝剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：将化合物Ⅰa或化合物Ⅱa中的一种，与化合物c以及化合物b在水中混匀，于pH不超过0.5和温度为115℃～125℃的条件下进行保温反应，冷却得到上述任一所述的小分子混凝土缓凝剂；所述化合物Ⅰa、化合物Ⅱa、化合物b和化合物c化学结构如下所示：X7是其中n为1-9；或X7是优选地，所述方法包括以下步骤：(1)将化合物Ⅰa或化合物Ⅱa中的一种，和化合物c在水中混匀得到混合体系A，调节混合体系A的pH值不超过0.5；(2)控制混合体系A的温度为115℃～125℃并向混合体系A中滴加化合物b，混合保温反应，冷却得到上述任一所述的小分子混凝土缓凝剂。优选地，所述化合物Ⅰa、化合物c和化合物b的摩尔比为化合物Ⅰa：化合物c：化合物b＝(1.8～2.2)：(4.0～4.5)：(3.8～4.5)；或者化合物Ⅱa、化合物c和化合物b的摩尔比为化合物Ⅱa：化合物c：化合物b＝(1.8～2.2)：(4.0～4.5)：(3.8～4.5)；所述步骤(2)中，保温反应的时间为30～120分钟。本专利技术还提供一种混凝土缓凝剂混合物，所述混凝土缓凝剂混合物包括至少上述任一所述的小分子混凝土缓凝剂。上述的混凝土缓凝剂混合物具有较强的金属络合能力，可以延缓水泥中的矿物质的水化反应，可用于延长水泥浆、砂浆、混凝土的初凝时间和终凝时间。上述的混凝土缓凝剂混合物具有不易腐败，保质期长，应用在混凝土中在小掺量下表现出缓凝效果明显，耐候性好的优点；上述的混凝土缓凝剂混合物与减水剂产品优异的相容性，同时工作时还能提高混凝土的保坍性。本专利技术还提供上述任一所述的小分子混凝土缓凝剂，或者上述所述的混凝土缓凝剂混合物在制备混凝土中的应用。本专利技术还提供一种混凝土，所述混凝土包括上述任一所述的小分子混凝土缓凝剂，或者上述所述的混凝土缓凝剂混合物，上述任一所述的小分子混凝土缓凝剂占所述混凝土重量的0.02％～0.03％，上述所述的混凝土缓凝剂混合物占所述混凝土重量的0.01％～0.2％。上述混凝土中具有不易腐败，缓凝效果明显，耐候性好，具有优异的保坍性。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种小分子混凝土缓凝剂及其制备方法，本专利技术的小分子混凝土缓凝剂具有较强的金属络合能力，可以延缓水泥中的矿物质的水化反应，可用于延长水泥浆、砂浆、混凝土的初凝时间和终凝时间。本专利技术的小分子混凝土缓凝剂应用在混凝土中具有不腐败，在小掺量下表现出缓凝效果明显，耐候性好的优点；本专利技术的小分子混凝土缓凝剂与减水剂产品优异的相容性，同时工作时还能提高混凝土的保坍性。附图说明图1为本专利技术实施例的小分子混凝土缓凝剂的化学结构通式图。具体实施方式为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1作为本专利技术实施例的一种小分子混凝土缓凝剂，所述小分子混凝土缓凝剂的化学结构如式(1)；本实施例所述的小分子混凝土缓凝剂的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小分子混凝土缓凝剂，其特征在于，所述小分子混凝土缓凝剂的化学结构如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)；/n

【技术特征摘要】
1.一种小分子混凝土缓凝剂，其特征在于，所述小分子混凝土缓凝剂的化学结构如式(Ⅰ)或式(Ⅱ)；



R1是-H，-COOH，-CH2OH，或-CH2CHOHCH3；
X1是-(CH2)n-，其中n为0～8，或者X1是-CHY-，Y是-CH2COOH，-CH2OH，-CH(CH)OH；
R2是-H，-COOH，或-(CH2)nCH3，其中n为0～8；
R3是-PO3H2，-COOH，或-SO3H；
R4是-H，-COOH，或-(CH2)nCH3，其中n为0～8；
R5是-PO3H2，-COOH，或-SO3H；
X2是其中n为0～8；或X2是
X3是其中n为0～8；或X3是
X4是-(CH2)n-，其中n为0～8；
X5是-(CH2)n-，其中n为0～8；
R6是-H，-COOH，-CH2OH，或-CH2CHOHCH3；
在X1、R2、R4、X2、X3、X4和X5中的n值可以相等也可以不相等。


2.根据权利要求1所述的小分子混凝土缓凝剂，其特征在于，所述式(Ⅰ)或式(Ⅱ)的化学结构式中，
R1是-COOH，-CH2OH，或-CH2CHOHCH3；
R2是-COOH，或-(CH2)nCH3，其中n为0～8；
R3是-PO3H2，-COOH，或-SO3H；
R5是-PO3H2，-COOH，或-SO3H。


3.根据权利要求1所述的小分子混凝土缓凝剂，其特征在于，所述式(Ⅰ)化学结构的小分子混凝土缓凝剂的分子式中，X1的n为0～2；X2和X3的n为1～3。


4.根据权利要求1所述的小分子混凝土缓凝剂，其特征在于，所述式(Ⅱ)化学结构的小分子混凝土缓凝剂的分子式中，X4和X5的n为0～3。


5.如权利要求1-4任一所述的小分子混凝土缓凝剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将化合物Ⅰa或化合物Ⅱ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎，张小富，赵利华，粟鸽，王子儒，李宁，
申请(专利权)人：广东红墙新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44