一种减胶型混凝土减水剂制备方法及减水剂技术

本申请提供一种减胶型混凝土减水剂制备方法及减水剂，是一种实现混凝土生产中节省胶材用量的有效成分。其中方法包括：将异戊烯醇聚氧乙烯醚与水加入到反应器中，充分搅拌使其溶解；将甲基丙烯酸以及27.5％过氧化氢加入反应器，并充分搅拌；配制滴加液甲以及滴加液乙，滴加液甲包括甲基丙烯酸、2

【技术实现步骤摘要】
一种减胶型混凝土减水剂制备方法及减水剂


[0001]本申请涉及混凝土建筑材料
，尤其涉及一种减胶型混凝土减水剂制备方法及减水剂。

技术介绍

[0002]作为一种主流建筑材料，混凝土的应用非常广泛，仅在中国就具有巨量级存量市场。胶凝材料是混凝土构成中的核心组分，是导致混凝土干缩的重要因素之一。由于混凝土中胶凝材料的不断水化和放热，后期的干缩和环境温湿度的变化会引起体积变化甚至变形开裂，减少混凝土中使用的水泥量自然会减少水化过程中的水化热，并减少温差引起的收缩。另一方面，水泥的单价高，在混凝土中的成本占比最大。所以，减胶在实际工程应用中意义重大。
[0003]混凝土减水剂是当前最常用的混凝土外加剂。目前，混凝土减水剂主要是聚羧酸系，它与多种功能性小材料同时复配，以实现混凝土中的一种或多种功能，如减水、保坍落度、缓凝、早强、引气、增稠等。商品混凝土生产企业可以在保证一定混凝土强度的前提下，通过添加混凝土减水剂，降低混凝土的水胶比，提高混凝土强度，从而节省水泥等胶凝材料的用量，从而降低成本。虽然减水剂已经普及使用，但是由于原材料价格大幅上涨、混凝土质量控制等原因导致混凝土生产企业产生了进一步减胶需求，在此背景下，混凝土减胶剂应运而生。减胶剂的作用是在保持混凝土水胶比不变的情况下，通过激发水泥强度(尤其是早期强度)，使水泥用量较少的混凝土达到28天强度标准。
[0004]目前市面上常见的减胶剂主要通过简单地向混凝土减水剂中加入并拌入混凝土的方式使用，由于同时拌入混凝土中的聚羧酸减水剂分子(如图2所示)阻碍了减胶剂分子(通常为醇胺小分子)接近水泥颗粒表面，阻碍了激发反应的发生，因此其减胶效率低，效果差。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种减胶型混凝土减水剂制备方法及减水剂，以解决现有技术下减胶剂仅通过简单地向混凝土减水剂中加入并拌入混凝土中，从而导致减胶效果不佳的问题。
[0006]一方面，本申请提供一种减胶型混凝土减水剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将异戊烯醇聚氧乙烯醚与水加入到反应器中，充分搅拌使其溶解；
[0008]将甲基丙烯酸以及27.5％过氧化氢加入反应器，并充分搅拌；
[0009]配制滴加液甲以及滴加液乙，滴加液甲包括甲基丙烯酸、2
‑
(烯丙基氨基)乙醇以及水，滴加液乙包括巯基乙酸、硫酸亚铁以及水；
[0010]在搅拌中将甲、乙两种滴加液同时向反应器内匀速滴加，得到反应液；
[0011]保持搅拌，向反应器中加入烧碱，待反应液的pH＞4.5时向反应器内加入碳酸铵，充分搅拌溶解；
[0012]向反应器内加入水并搅拌均匀，得到减胶型混凝土减水剂母液，将所述母液进行处理得到减胶型混凝土减水剂。
[0013]可选的，溶解在反应器中的异戊烯醇聚氧乙烯醚的重量份为310
‑
320，水的重量份为290
‑
300，其中溶解温度为25
‑
50℃。
[0014]可选的，反应器中加入的甲基丙烯酸的重量份为6份，27.5％过氧化氢的重量份为5份。
[0015]可选的，滴加液甲中的甲基丙烯酸的重量份为34份、2
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(烯丙基氨基)乙醇的重量份为10份以及水的重量份为36份；滴加液乙中的巯基乙酸的重量份为1.8份、硫酸亚铁的重量份为6份以及水的重量份为52.2份。
[0016]可选的，匀速滴加滴加液甲和滴加液乙的滴加时间为2.5
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3h。
[0017]可选的，滴加完毕后继续搅拌1.5
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2.5h直至反应器内温度降至室温。
[0018]可选的，反应液中加入的碳酸铵的重量份数为50份，反应器中补水至总份数为1000份。
[0019]可选的，将所述母液进行处理得到减胶型混凝土减水剂步骤包括：将减胶型混凝土减水剂母液、保坍母液、各种辅料及水进行复配后，得到减胶型混凝土减水剂。
[0020]第二方面，本申请提供一种减胶型混凝土减水剂，根据上述的制备方法制备得到。
[0021]现有技术的减胶剂作为一种高性能混凝土用多功能外加剂，其主要成分是多元醇和多元醇胺(如三乙醇胺)。这些产品具有一定的表面活性，可以打破未被减水剂破坏的胶凝材料的絮凝结构，使其水化更彻底，提高强度。同时，醇胺化合物能螯合胶凝材料表面的钙离子，使其表面更易溶解，早期水化速度更快，水化能深入胶凝材料颗粒内部。然而，这种外加剂主要通过简单搅拌添加进混凝土，由于混凝土中普遍存在的减水剂分子带负电荷，它优先接触带正电荷的水泥颗粒，而减胶剂中的醇胺分子不带电荷，较难接触水泥颗粒；如图2所示，醇胺分子受到聚羧酸分子空间位阻的影响，它们的分子很难接近水泥颗粒的表面。因此，它们的效率较低，需要大量的添加剂才能发挥良好的作用，导致成本高，效果一般。
[0022]本专利技术是以2
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(烯丙基氨基)乙醇(HOCH2CH(NH)CH2CH＝CH2，下称ALE)、甲基丙烯酸(CH2＝C(CH3)COOH，下称MA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(平均分子量2400，下称TPEG)，三种单体在氧化还原引发体系下聚合。聚合完成后，加入烧碱中和至pH＞4.5，然后加入碳酸铵。ALE分子通过聚合反应进入了聚羧酸的高分子分子链中间，跟随聚羧酸分子直接接触水泥颗粒表面。具体为ALE分子与异戊烯醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸，三者发生了共聚反应。如图1所示，为本申请ALE分子与异戊烯醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸共聚反应方程式，反应方程式中的a、b、c系数代表的是物质的量比为a：b：c，在实际应用中可以根据实际需求进行调整。
[0023]本申请的有益效果为：
[0024]1、传统减胶剂是通过醇胺分子的简单混合加入混凝土实现减胶的，而本专利技术起主要作用的ALE分子是通过聚合反应进入了聚羧酸的高分子分子链中间的，这样就能够跟随聚羧酸分子直接接触水泥颗粒表面。具体为ALE分子与异戊烯醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸，三者发生了共聚反应，反应方程式如图1所示。
[0025]相对于常用的醇胺类混凝土减胶剂难以接触水泥颗粒表面，本申请通过将ALE分子与聚羧酸分子结合，制得的减胶型混凝土减水剂中的分子能够直接接触水泥颗粒表面，
解决了现有技术减胶剂的醇胺分子被聚羧酸分子的空间位阻所影响，其分子较难接近水泥颗粒表面，反应效率较低的问题，能以更少的总用量实现更好的效果。
[0026]2、本申请在混凝土减水剂中引入能够增加表面活性、彻底打破絮凝结构的基团，引入能够产生微晶核效应的成分，通过微晶核效应实现醇胺分子直接与水泥颗粒表面水接触，使得泥水化更彻底以提升混凝土强度。
[0027]具体过程及原理为，加入碳酸铵作为辅助剂，碳酸铵能够将未被螯合的钙离子沉淀，形成碳酸钙，在混凝土中起到微晶核效应的作用，提高混凝土水化速度；同时，进一步降低水泥浆的液相中游离钙离子的浓度，促进水泥颗粒表面钙离子进一步溶出。
[0028]3、在节省混凝土胶凝材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减胶型混凝土减水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将异戊烯醇聚氧乙烯醚与水加入到反应器中，充分搅拌使其溶解；将甲基丙烯酸以及27.5％过氧化氢加入反应器，并充分搅拌；配制滴加液甲以及滴加液乙，滴加液甲包括甲基丙烯酸、2
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(烯丙基氨基)乙醇以及水，滴加液乙包括巯基乙酸、硫酸亚铁以及水；在搅拌中将甲、乙两种滴加液同时向反应器内匀速滴加，得到反应液；保持搅拌，向反应器中加入烧碱，待反应液的pH＞4.5时向反应器内加入碳酸铵，充分搅拌溶解；向反应器内加入水并搅拌均匀，得到减胶型混凝土减水剂母液，将所述母液进行处理得到减胶型混凝土减水剂。2.根据权利要求1所述的减胶型混凝土减水剂的制备方法，其特征在于，溶解在反应器中的异戊烯醇聚氧乙烯醚的重量份为310
‑
320，水的重量份为290
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300，其中溶解温度为25
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50℃。3.根据权利要求1所述的减胶型混凝土减水剂的制备方法，其特征在于，反应器中加入的甲基丙烯酸的重量份为6份，27.5％过氧化氢的重量份为5份。4.根据权利要求1所述的减胶型混凝土减水剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李镓睿，周恩涛，黄敬夷，刘世雄，方沿，甄彧，
申请(专利权)人：湖南凝英新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：