一种尾矿砂混凝土专用外加剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种尾矿砂混凝土专用外加剂，由包括如下重量份数的原料制备得到：有机添加剂10‑20份、无机添加剂10‑15份、表面活性剂5‑10份、引发剂1‑5份和改性大豆蛋白1‑5份；所述有机添加剂包括改性聚醚单体、不饱和酸、不饱和酰胺，且重量份数比为1‑20:10‑14:15‑25；所述无机添加剂为硅溶胶。本发明专利技术所述的专用外加剂及其制备方法，提高了混凝土的粘度，避免发生离析和泌水现象。

【技术实现步骤摘要】
一种尾矿砂混凝土专用外加剂及其制备方法
本专利技术涉及混凝土外加剂领域，具体涉及一种尾矿砂混凝土专用外加剂及其制备方法。
技术介绍
目前尾矿已成为我国产出量最大、综合利用率最低的固体废弃物。据不完全统计，我国由于矿产资源开发而产生的尾矿累积堆存量已超过100亿吨，年综合利用量不足2亿吨。如此低的综合利用率不仅是资源的一种浪费，而且构成对环境的巨大威胁。当前多数采矿企业通过将尾矿配制成混凝土，并回填至矿坑的方式来进行处理消耗。但由于尾矿粉颗粒较细且保水性较差，同时一般市面上的减水剂产品敏感度较高，会导致其配制的混凝土流动性差且容易出现离析泌水问题。在矿坑回填过程中，流动性差和离析泌水都会导致混凝土密实度降低，从而影响强度，埋下安全隐患。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种尾矿砂混凝土专用外加剂及其制备方法，以提高尾矿配制混凝土的流动性，同时避免发生离析和泌水现象。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种尾矿砂混凝土专用外加剂，由包括如下重量份数的原料制备得到：有机添加剂10-20份、无机添加剂1-5份、表面活性剂5-10份、引发剂1-5份和改性大豆蛋白1-5份；所述有机添加剂包括改性聚醚单体、不饱和酸、不饱和酰胺，且重量份数比为1-20:10-14:15-25；所述无机添加剂为硅溶胶。进一步，所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸中的任一种。进一步，所述不饱和酰胺为丙烯酰胺。进一步，所述引发剂为氧化还原类引发剂，氧化还原类引发剂的氧化性引发剂为双氧水、过硫酸铵中的任一种，氧化还原类引发剂的还原性引发剂为维生素C、D-异抗坏血酸钠、硫酸亚铁及次亚磷酸钠中的任一种。进一步，所述氧化性引发剂与还原性引发剂的重量份数比为1:1。进一步，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、十二烷基三甲基氯化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任一种。进一步，所述改性聚醚单体为烯丙醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧烷基环氧基醚、4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚中的任一种。本专利技术还提供了一种如上述所述的尾矿砂混凝土专用外加剂的制备方法，该方法包括如下步骤：1)将有机添加剂、改性大豆蛋白溶于去离子水中，得到A液；2)将引发剂缓慢加入A液中发生聚合反应，得到B液；3)将无机添加剂添加到B液中，并搅拌均匀；4)将表面活性剂添加到B液中，并搅拌均匀。进一步，所述聚合反应的温度为60-80℃，反应时间为3-6h。相对于现有技术，本专利技术所述的尾矿砂混凝土专用外加剂具有以下优势：(1)本专利技术所述的尾矿砂混凝土专用外加剂引入酰胺基团作为水化官能团，在水中能够通过约束缚水而膨胀，从而起到降低颗粒间空隙率以及拖阻液体流动的作用，减小泌水现象。(2)本专利技术通过不饱和羧酸引入羟基，其既能通过静电引力吸附在水泥颗粒表面带正电荷的区域，也可以通过钙离子络合作用吸附在带负电荷的区域，使其能很好的吸附在水泥颗粒表面，从而提供良好的分散性及流动性。(3)本专利技术采用改性大豆蛋白能够与不饱和酸在引发剂的作用下进行交联反应，并且不饱和酸中的丙烯酸在引发剂的作用下也可以进行交联反应，提高了产品的粘度。改性大豆蛋白是一种绿色环保的水溶性高分子，对环境友好，可以增加混凝土内部粘聚力和保水性，从而减少材料组分的离析几率。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本专利技术。实施例1一种尾矿砂混凝土专用外加剂，由包括如下重量份数的原料制备得到：有机添加剂10份：烯丙醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、丙烯酸、丙烯酰胺，重量份数比为5:10:15；无机添加剂1份：硅溶胶；表面活性剂5份：十二烷基硫酸钠；引发剂1份：双氧水、D-异抗坏血酸钠，重量份数比为1:1；改性大豆蛋白1份。本实施例制备得到的尾矿砂混凝土用外加剂，其重均分子量为96万，室温放置3个月、6个月、9个月、12个月，均无分层现象，说明本实施例制备得到的尾矿砂混凝土用外加剂稳定性良好。实施例2一种尾矿砂混凝土用外加剂，由包括如下重量份数的原料制备得到：有机添加剂15份：异戊烯醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、丙烯酰胺，重量份数比为10:13:20；无机添加剂1.5份：硅溶胶；表面活性剂8份：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐；引发剂3份：双氧水、D-异抗坏血酸钠，重量份数比为1:1；改性大豆蛋白3份。本实施例制备得到的尾矿砂混凝土用外加剂，其重均分子量为102万，室温放置3个月、6个月、9个月、12个月，均无分层现象，说明本实施例制备得到的尾矿砂混凝土用外加剂稳定性良好。实施例3一种尾矿砂混凝土用外加剂，由包括如下重量份数的原料制备得到：有机添加剂20份：4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸、丙烯酰胺，重量份数比为20:14:25；无机添加剂2份：硅溶胶；表面活性剂10份：十二烷基硫酸钠；引发剂5份：双氧水、维生素C，重量份数比为1:1；改性大豆蛋白5份。本实施例制备得到的尾矿砂混凝土用外加剂，其重均分子量为110万，室温放置3个月、6个月、9个月、12个月，均无分层现象，说明本实施例制备得到的尾矿砂混凝土用外加剂稳定性好。上述所述的尾矿砂混凝土专用外加剂的制备方法，该方法包括如下步骤：1)将有机添加剂、改性大豆蛋白溶于去离子水中，得到A液；2)将引发剂缓慢加入A液中发生聚合反应，得到B液；聚合反应的温度为70℃，反应时间为6h；3)将无机添加剂添加到B液中，并搅拌均匀；4)将表面活性剂添加到B液中，并搅拌均匀。采用市售萘系减水剂、聚羧酸系减水剂分别作为对比例1、对比例2。参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2002)、《混凝土外加剂》(GB/T8076-2008)进行相关测试，结果如下。表1混凝土配合比成分水泥粉煤灰碎石砂水用量(kg/m3)280801050760160表2调节剂的应用效果实验数据从表2可以看出，相比于使用常规减水剂，本专利技术提供的专用外加剂流动性、和易性更加良好，且强度有优势。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尾矿砂混凝土专用外加剂，其特征在于：由包括如下重量份数的原料制备得到：有机添加剂10-20份、无机添加剂1-5份、表面活性剂5-10份、引发剂1-5份和改性大豆蛋白1-5份；/n所述有机添加剂包括改性聚醚单体、不饱和酸、不饱和酰胺，且重量份数比为1-20:10-14:15-25；/n所述无机添加剂为硅溶胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种尾矿砂混凝土专用外加剂，其特征在于：由包括如下重量份数的原料制备得到：有机添加剂10-20份、无机添加剂1-5份、表面活性剂5-10份、引发剂1-5份和改性大豆蛋白1-5份；
所述有机添加剂包括改性聚醚单体、不饱和酸、不饱和酰胺，且重量份数比为1-20:10-14:15-25；
所述无机添加剂为硅溶胶。


2.根据权利要求1所述的尾矿砂混凝土专用外加剂，其特征在于：所述不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸中的任一种。


3.根据权利要求1所述的尾矿砂混凝土用外加剂，其特征在于：所述不饱和酰胺为丙烯酰胺。


4.根据权利要求1所述的尾矿砂混凝土用外加剂，其特征在于：所述引发剂为氧化还原类引发剂，氧化还原类引发剂的氧化性引发剂为双氧水、过硫酸铵中的任一种，氧化还原类引发剂的还原性引发剂为维生素C、D-异抗坏血酸钠、硫酸亚铁及次亚磷酸钠中的任一种。


5.根据权利要求4所述的尾矿砂混凝土用外加剂，其特征在于：所述氧化性引发...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，吴志刚，王雪敏，杨雪超，郭诚，李家，樊伟，
申请(专利权)人：天津冶建特种材料有限公司，中冶建筑研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12