一种水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，该方法是将异戊烯醇聚氧乙烯基醚和去离子水加入反应釜中搅拌升温，控制搅拌速度，待完全溶解后，边搅拌边向反应釜中缓慢加入羟丙基甲基纤维素，待完全溶解后，先降低搅拌速度，再向反应釜中加入过硫酸铵，并开始滴加丙烯酰胺和巯基乙酸的混合水溶液，滴加完毕后继续保温反应，反应完毕冷却至室温即得水下不分散混凝土用抗分散剂。本发明专利技术制备的抗分散剂不仅掺量低、抗水分散性高，而且配制的混凝土流动性好，水泥流失量、悬浊物含量和pH值均较低，最终成型后7d和28d龄期的混凝土水陆抗压强度比也都较高；本发明专利技术的制备方法工艺简单，条件易控制，可操作性高，易于规模化生产。产。产。

【技术实现步骤摘要】
一种水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土
更具体地说，本专利技术涉及一种水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法。

技术介绍

[0002]水下不分散混凝土技术因具有施工工艺简单、混凝土性能优异等特点，越来越受到国内外土木工程专家的重视，已被称为“新一代水下工程材料”。水下不分散混凝土是将以抗分散剂为主的外加剂加入到混凝土中，水泥颗粒之间、水泥与骨料之间可通过抗分散剂的高分子长链的“桥架”作用，使拌合物形成稳定的空间柔性网络结构，提高混凝土的粘聚力，限制混凝土的分散、离析，避免水泥的流失。随着人们对水下混凝土工程质量要求的不断提高、施工技术的现代化改进，需要各项性能更好的抗分散剂。然而，常用的水下不分散混凝土抗分散剂主要为聚丙烯系及纤维素系两大类，其中掺聚丙烯系的水下不分散混凝土存在需水量大、拌合物坍落度损失大的问题，而掺加纤维素系的水下不分散混凝土存在凝结时间较长、强度偏低的问题。如能通过高分子结构设计与合成，制得抗水分散性能优异且对混凝土工作性和强度无不良影响的抗分散剂，势必能进一步推动水下不分散混凝土在水工建设中应用与发展。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的是提供一种水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，是以羟丙基甲基纤维素为基体，将异戊烯醇聚氧乙烯基醚与丙烯酰胺通过水溶液自由基共聚反应对其进行接枝改性，从而制得水下不分散混凝土用抗分散剂。制备的抗分散剂不仅掺量低、抗水分散性能好，而且对混凝土的工作性能和强度无不良影响；本专利技术的制备方法工艺简单，条件易控制，可操作性高，利于规模化生产。
[0004]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，包括如下步骤：
[0005]1)将异戊烯醇聚氧乙烯基醚和去离子水加入反应釜中搅拌升温，控制搅拌速度，待完全溶解后得到A溶液；
[0006]2)边搅拌边向A溶液中缓慢加入羟丙基甲基纤维素，待完全溶解后得到B溶液；
[0007]3)降低搅拌速度后在B溶液中加入过硫酸铵，并开始滴加丙烯酰胺和巯基乙酸的混合水溶液，滴加完毕后继续保温反应，反应完毕冷却至室温即得水下不分散混凝土用抗分散剂。
[0008]优选的是，所述羟丙基甲基纤维素、异戊烯醇聚氧乙烯基醚、丙烯酰胺、过硫酸铵和巯基乙酸的质量比为(43
‑
86):(1.0
‑
3.0):(0.15
‑
0.3):(0.03
‑
0.07):(0.01
‑
0.03)。
[0009]优选的是，所述异戊烯醇聚氧乙烯基醚的分子量为2000
‑
3000。异戊烯醇聚氧乙烯基醚为市售产品。
[0010]优选的是，所述羟丙基甲基纤维素的规格为热溶型，黏度为150000mPa
·
s(2wt％，
20℃)。羟丙基甲基纤维素为市售产品。
[0011]优选的是，所述步骤1)和步骤2)中控制溶解时搅拌速度为240rpm，所述步骤3)中反应时搅拌速度为120rpm。
[0012]优选的是，所述步骤1)中升温至反应温度为60
‑
80℃，所述步骤3)中滴加时间为2
‑
3h，保温反应时间为1
‑
1.5h。
[0013]优选的是，所述反应釜包括：
[0014]外壳体，其包括上顶板、下底板和一对侧板，所述外壳体内部为中空结构；
[0015]旋转密封板，其水平设置于所述外壳体内部且恰好将所述外壳体内部的中空结构分为上下两个大小完全相同的密封的上腔体和下腔体，所述旋转密封板通过设置于所述侧板内的步进电机驱动绕其水平中心轴线每次转动180度；
[0016]进液通道，其包括一对上进液通道和一对下进液通道，一对上进液通道对称位于一对侧板的上部，一对下进液通道对称位于一对侧板的下部；
[0017]驱动电机，其包括上电机和下电机，所述上电机位于所述上顶板内且所述上电机的驱动轴伸出至上腔体内，所述下电机位于所述下底板内且所述下电机的驱动轴伸出至下腔体内；
[0018]搅拌机构，其包括搅拌轴和搅拌叶，所述搅拌轴下端通过轴承设置于所述旋转密封板的中心，多个搅拌叶设置于旋转轴上，所述搅拌轴上端可拆卸连接至所述上电机或下电机的驱动轴上。
[0019]优选的是，所述反应釜还包括：
[0020]固定壳，其设置一对且分别恰好套设于所述上电机和下电机外；
[0021]伸缩机构，其在所述上顶板和下底板上均设置一个，所述伸缩机构包括一对水平杆和一对竖直杆，所述水平杆的内端分别对称连接至所述固定壳上，所述水平杆的外端分别连接至一对竖直杆的上端，一对竖直杆分别竖直对称位于一对侧板内，一对竖直杆上具有与对应的上进液通道或下进液通道贯通的连通口，一对水平杆上分别对应设置有一对伸缩油缸，其伸缩杆分别连接至一对水平杆上；
[0022]套筒，其设置于所述上电机的驱动轴端部；
[0023]连接件，其设置于所述下电机的驱动轴端部，所述连接件包括连接板和多根连接杆，所述连接板固定于所述下电机的驱动轴端部，多根连接杆分别间隔固定设置于所述连接板上；
[0024]其中，所述搅拌轴上端具有向下凹陷的多个凹槽，其与所述连接板上的多根连接杆恰好一一对应卡合，所述搅拌轴上端外壁环向一圈间隔固定有多个卡条，所述卡条上端为朝向所述搅拌轴端部倾斜的斜面。
[0025]优选的是，所述旋转密封板外圈固定设置有密封圈，其紧贴所述外壳体内壁设置。
[0026]本专利技术与现有技术相比，至少包括以下有益效果：
[0027]其一，本专利技术制备的水下不分散混凝土用抗分散剂分子结构中羟丙基甲基纤维素和丙烯酰胺组分共聚形成的长主链在水泥颗粒间、水泥骨料间产生“架桥”作用，形成稳定的絮体结构，从而提高混凝土的抗水分散能力，且该共聚结构能同时发挥羟丙基甲基纤维素组分的低掺量、高抗水分散性和丙烯酰胺组分中酰胺基的促凝作用；与此同时，异戊烯醇聚氧乙烯基醚长侧链的空间位阻作用可起到一定的分散作用，有利于混凝土流动性的增
加。
[0028]其二，本专利技术制备的水下不分散混凝土用抗分散剂能有效改善新拌混凝土的流动性，提高混凝土的抗水洗能力，减少硬化混凝土的力学性能损失；相比传统的聚丙烯类抗分散剂，其掺量低、絮凝效果好、混凝土抗水分散性好，而相比传统的纤维素类抗分散剂，其新拌混凝土的流动性好，硬化后强度损失小。
[0029]其三，本专利技术制备方法利用异戊烯醇聚氧乙烯基醚降低去离子水的表面张力，并提高溶液温度和控制搅拌速度，更有利于羟丙基甲基纤维素的快速溶解，从而有利于提高抗分散剂分子结构中羟丙基甲基纤维素组分的比例，使得该组分比例在较大范围内可调，最终通过羟丙基甲基纤维素、异戊烯醇聚氧乙烯基醚和丙烯酰胺组分比例的优化，制得低掺量、高抗水分散性、低强度损失的水下不分散混凝土用抗分散剂；该方法工艺简单，条件易控制，可操作性高，易于规模化生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将异戊烯醇聚氧乙烯基醚和去离子水加入反应釜中搅拌升温，控制搅拌速度，待完全溶解后得到A溶液；2)边搅拌边向A溶液中缓慢加入羟丙基甲基纤维素，待完全溶解后得到B溶液；3)降低搅拌速度后在B溶液中加入过硫酸铵，并开始滴加丙烯酰胺和巯基乙酸的混合水溶液，滴加完毕后继续保温反应，反应完毕冷却至室温即得水下不分散混凝土用抗分散剂。2.如权利要求1所述的水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素、异戊烯醇聚氧乙烯基醚、丙烯酰胺、过硫酸铵和巯基乙酸的质量比为(43
‑
86):(1.0
‑
3.0):(0.15
‑
0.3):(0.03
‑
0.07):(0.01
‑
0.03)。3.如权利要求1或2所述的水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，其特征在于，所述异戊烯醇聚氧乙烯基醚的分子量为2000
‑
3000。4.如权利要求1或2所述的水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素的规格为热溶型，黏度为150000mPa
·
s(2wt％，20℃)。5.如权利要求1或2所述的水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤2)中控制溶解时搅拌速度为240rpm，所述步骤3)中反应时搅拌速度为120rpm。6.如权利要求1或2所述的水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中升温至反应温度为60
‑
80℃，所述步骤3)中滴加时间为2
‑
3h，保温反应时间为1
‑
1.5h。7.如权利要求1所述的水下不分散混凝土用抗分散剂的制备方法，其特征在于，所述反应釜包括：外壳体，其包括上顶板、下底板...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉军，刘朝晖，沈尔卜，苏昕，程书凯，汪华文，
申请(专利权)人：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司中国港湾工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：