一种轻质高强混凝土用外加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质高强混凝土用外加剂及其制备方法，制备聚羧酸减水剂的原料为异戊烯醇聚氧乙烯醚：聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯：丙烯酸：丙烯酸

【技术实现步骤摘要】
一种轻质高强混凝土用外加剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及外加剂
，更具体地说，它涉及一种轻质高强混凝土用外加剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]轻骨料混凝土是指采用轻骨料的混凝土，其表观密度不大于1950kg/m3。轻骨料混凝土具有轻质的特点，随着对建筑节能和建筑物功能性要求的提高，高性能轻骨料混凝土的研究和也得到了快速发展，但是要使高性能轻骨料混凝土的研究成熟化还需要进一步的努力。
[0003]然而，由于轻质高强混凝土由于的密度较低，在搅拌过程中，轻骨料易上浮，混凝土和易性差导致轻质高强混凝土难以泵送，高胶凝材料的使用导致其收缩大，高强混凝土导致其脆性大，上述缺点往往成为限制轻质高强混凝土推广使用的重要因素。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：专利技术一种轻质高强混凝土用外加剂及其制备方法，该外加剂采用聚羧酸减水剂、聚羧酸减缩剂、消泡剂、引气剂、纤维素
‑
离子液体复合剂和水复配的方式，以解决现有轻质超高强混凝土在较低水胶比、高胶凝胶材带来的混凝土工作性差、骨料容易上浮、混凝土收缩大、混凝土匀质性及韧性差等缺点。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种轻质高强混凝土用外加剂的制备方法，包括以下步骤：
[0006]聚羧酸减水剂的制备：按一定比例称取原材料，将异戊烯醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯投入反应釜，控制反应温度为30～40℃，将丙烯酸、丙烯酸
‑2‑
羟乙基酯和氧化剂加入去离子水，混合制备A溶液，将链转移剂和还原剂加入去离子水，混合制备B溶液，将A、B溶液滴加至反应釜开始聚合反应，其中A溶液滴加时间为2
‑
3h，B溶液滴加时间为3.5
‑
4h，B溶液滴加结束后保温1.5
‑
2h后，并用氢氧化钠溶液进行中和，调节pH至6
‑
7后即可得聚羧酸减水剂；
[0007]聚丙烯酸系减缩剂的制备：将甲基丙烯酸聚乙二醇醚和异丁烯酸甲酯分别配成质量分数为50
‑
60％的水溶液，记为C溶液和D溶液，在装有温度计、调速搅拌器、回流冷凝装置及滴加装置的四口烧瓶中，加入计量的蒸馏水于烧瓶中，充氮气置换空气后，在恒温油浴加热搅拌至反应温度80℃时，滴加C溶液和D溶液，同时滴加引发剂，整个过程2
‑
3h内滴完，在90℃时保温反应3
‑
5h，反应结束后降至室温，并用氢氧化钠溶液进行中和，使其pH值为6
‑
7，即为聚丙烯酸系减缩剂。
[0008]将制备的聚羧酸减水剂、聚丙烯酸系减缩剂和消泡剂混合后，再加入引气剂、纤维素
‑
离子液体复合剂、十六烷基三甲基溴化铵和水复配得到轻质高强混凝土用外加剂。
[0009]进一步的，所述氧化剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种，链转移剂为3
‑
疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇中的一种，还原剂为丙烯酰胺聚合引发还原剂，氢氧化钠质量浓度为30％。
[0010]进一步的，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰中的一种，氢氧化钠质量浓度为30％。
[0011]进一步的，所述外加剂包括聚羧酸减水剂、聚丙烯酸系减缩剂、引气剂、纤维素
‑
离子液体复合剂、消泡剂和水，各组分质量百分比计为：聚羧酸减水剂30～60％，聚丙烯酸系减缩剂2～6％，引气剂0.2～0.6％，纤维素
‑
离子液体复合剂0.5～1％，消泡剂0.05～0.1％，十六烷基三甲基溴化铵0.05～0.1％，水32.3％～67.25％。
[0012]一种轻质高强混凝土用外加剂，所述聚羧酸减水剂原料比例为：异戊烯醇聚氧乙烯醚：聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯：丙烯酸：丙烯酸
‑2‑
羟乙基酯：氧化剂：链转移剂：还原剂＝75
‑
80:20
‑
25:1.05
‑
1.2:3
‑
3.5:0.1
‑
0.105:0.145
‑
0.16:0.0255
‑
0.027。
[0013]进一步的，所述聚丙烯酸系减缩剂原料比例为甲基丙烯酸聚乙二醇醚：异丁烯酸甲酯：引发剂＝10
‑
10.67:11.3
‑
12:0.004
‑
0.005。
[0014]进一步的，所述减缩剂聚丙烯酸系减缩剂。
[0015]进一步的，所述聚羧酸减水剂固含量30
‑
40％，减水率≥30％。
[0016]进一步的，所述引气剂为松香类引气剂、皂荚苷类引气剂、脂肪醇磺酸盐类引气剂中的至少一种，消泡剂为聚羧酸减水剂消泡剂。
[0017]进一步的，所述纤维素
‑
离子液体复合剂为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素中至少一种和1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1、3
‑
二乙基咪唑磷酸二乙酯盐、4
‑
氨基
‑1‑
丁基咪唑氯盐中至少一种的复合材料。
[0018]本专利技术的原理是：聚羧酸减水剂通过聚醚大单体、共聚单体和其它种类的小单体通过共聚而成，在制备过程中主要调节共聚反应中单体的配比以及反应条件来控制主链和侧链的长度，再经引发剂引发、链转移剂调节分子结构。独特的分子结构设计使其具有良好的减水和保坍性能，聚羧酸减水剂分子呈梳型结构。当吸附在水泥颗粒表面或者水泥水化产物表面时，产生空间位阻效应，能够对水泥粒子起分散性和分散保持性的作用，在较低掺量时也能对混凝土起到高减水率、高分散的作用。
[0019]聚丙烯酸系减缩剂分子结构具有特殊的两亲性，一端为亲水基，另一端为憎水基。其主要作用是通过影响水泥的水化进程从而改变水化产物的状态及水泥基复合材料的孔结构来减少干燥收缩。主要原理是水泥基复合材料毛细孔壁表面的力是由带电或不带电粒子之间的相互作用势能决定的，介于两个毛细孔壁之间的孔隙溶液可以改变相互作用势能，减缩剂可以改变水泥基复合材料毛细孔壁的受力状况，减缩剂分子可以吸附在空气与孔溶液接触的气
‑
液界面上降低毛细孔壁受到的毛细孔张力，从而有效减小了轻质高强混凝土收缩。同时，减缩剂以单分子的形式存在于孔溶液中还有一部分减缩剂分子吸附于水泥基复合材料与孔溶液接触的固
‑
液界面，使得水泥基复合材料的表面自由能降低，轻质高强混凝土受到的收缩应力也相应减小。
[0020]引气剂其分子结构由憎水基团和亲水基团组成。憎水基团是由非极性分子组成的长碳链，难溶于水；而亲水基团则易溶于水，并且在分子溶于水解离后会因释放出阳离子而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质高强混凝土用外加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：聚羧酸减水剂的制备：按一定比例称取原材料，将异戊烯醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯投入反应釜，控制反应温度为30～40℃，将丙烯酸、丙烯酸
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羟乙基酯和氧化剂加入去离子水，混合制备A溶液，将链转移剂和还原剂加入去离子水，混合制备B溶液，将A、B溶液滴加至反应釜开始聚合反应，其中A溶液滴加时间为2
‑
3h，B溶液滴加时间为3.5
‑
4h，B溶液滴加结束后保温1.5
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2h后，并用氢氧化钠溶液进行中和，调节pH至6
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7后即可得聚羧酸减水剂；聚丙烯酸系减缩剂的制备：将甲基丙烯酸聚乙二醇醚和异丁烯酸甲酯分别配成质量分数为50
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60％的水溶液，记为C溶液和D溶液，在装有温度计、调速搅拌器、回流冷凝装置及滴加装置的四口烧瓶中，加入计量的蒸馏水于烧瓶中，充氮气置换空气后，在恒温油浴加热搅拌至反应温度80℃时，滴加C溶液和D溶液，同时滴加引发剂，整个过程2
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3h内滴完，在90℃时保温反应3
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5h，反应结束后降至室温，并用氢氧化钠溶液进行中和，使其pH值为6
‑
7，即为聚丙烯酸系减缩剂。将制备的聚羧酸减水剂、聚丙烯酸系减缩剂和消泡剂混合后，再加入引气剂、纤维素
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离子液体复合剂、十六烷基三甲基溴化铵和水复配得到轻质高强混凝土用外加剂。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述氧化剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种，链转移剂为3
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疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇中的一种，还原剂为丙烯酰胺聚合引发还原剂，氢氧化钠质量浓度为30％。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰中的一种，氢氧化钠质量浓度为30％。4.根据权利要求1所述方法制备的外加剂，其特征在于，所述外加剂包括聚羧酸减水剂、聚丙烯酸系减缩剂、引气剂、纤维素
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离子液体复合剂、消泡剂和水，各组分质量百分比计为：聚羧酸减水剂30～60％，聚丙烯酸系减...

【专利技术属性】
技术研发人员：路东义，顾青山，林喜华，王军，赵士豪，何凯，班录江，何欣，李馨慧，
申请(专利权)人：中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：