一种高稳泡型混凝土引气剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种高稳泡型混凝土引气剂、其制备方法及应用。本发明专利技术所述混凝土引气剂主要组分为支化烷基硫酸盐阴离子表面活性剂、脂肪酸甲酯磺酸盐阴离子表面活性剂及三乙醇胺脂肪酸酯非离子表面活性剂，通过采用阴离子与非离子表面活性剂复合，混合体系起到了协同增效的作用。本发明专利技术所述混凝土引气剂与砂石材料适应性佳，且能够显著提高混凝土内部气泡稳定性，改善混凝土和易性和耐久性。改善混凝土和易性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳泡型混凝土引气剂、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体涉及一种能够显著提高混凝土内部气泡稳定性，改善混凝土和易性和耐久性的高稳泡型混凝土引气剂、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]引气剂在解决混凝土和易性、抗冻性、抗渗性等耐久性方面发挥着重要作用，也是延长混凝土寿命，解决耐久性问题的必备外加剂。引气剂加入后，形成的大量小气泡分布在混凝土拌合物中，会产生类似滚珠的作用，减少骨料颗粒间的摩擦力，减少用水量，增加拌合物的稠度，抑制泌水。在混凝土硬化后，由于引气剂引入的小气泡能切断毛细管的通路，降低毛细管作用，从而提高混凝土的冻融耐久性。
[0003]引气剂研究至今，仍然存在引气较难、稳泡较差等技术瓶颈，尤其是引气剂的稳泡性。稳泡性差的引气剂加入混凝土中，在搅拌过程中也能引入大量微小气泡，但是当混凝土静置一定时间，或经过运输、浇筑等过程后，混凝土的含气量确大大下降，大部分气泡都溢出消失了，这就涉及到引气剂稳泡性能的重要性。而稳泡性较好的引气剂则不同，掺入后，不但能使混凝土在搅拌过程中引入大量微小气泡，而且这些气泡能较稳定的存在，这是使硬化混凝土中存在一定结构的气孔的重要保证，也是改善混凝土耐久性的关键。
[0004]作为混凝土领域常用的化学引气剂主要包括改性松香磺酸盐、烷基磺酸/硫酸盐、烷基聚氧乙烯醚磺酸/硫酸盐等。虽然目前的化学引气剂种类丰富，但是单一物质的引气剂在使用性能方面有较大的局限性和不足，不能够全面提高混凝土的性能。研究表明，两种或多种表面活性剂共混时，具有协同增效的效果，不但能够降低气
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液界面自由能，使得共混界面更加稳定，而且能够增加气泡膜的粘弹性，从而显著提升泡沫稳定性。
[0005]专利CN106431052B公开了“稳泡剂组合物及其应用和泡沫水泥浆及其添加剂组合物和应用”。该专利技术所述的稳泡剂组合物含有C6
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C20烷基酰胺烷基氧化胺，C6
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C20烷基酰胺烷基甜菜碱。该专利技术提供的稳泡剂组合物能够有助于形成具有较高泡沫稳定性的泡沫水泥浆。该专利技术中使用的烷基酰胺烷基氧化胺和烷基酰胺烷基甜菜碱为两性离子表面活性剂，在水泥混凝土体系中使用时，材料适应性较差，当砂石材料中含泥/石粉量较高时，该类表面活性剂易失效。
[0006]专利CN111170674A公开了“一种稳泡性佳的混凝土引气剂”。该专利技术所述的一种稳泡性佳的混凝土引气剂由松香基超支化表面活性剂20
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30份、1,4
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环己烷二甲醇双(3,4
‑
环氧环己烷甲酸)酯/4,4
’‑
二氨基
‑
3,3
’‑
联苯二磺酸缩聚物5
‑
10份、商陆皂苷丙0.1
‑
1.5份，2
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丙烯酸
‑
六氢化
‑
4,7
‑
亚甲基
‑
1H
‑
茚基酯/2
‑
羟基
‑3‑
丁烯基硫苷/乙烯基三甲氧基硅烷/聚乙二醇单烯丙基醚共聚物5
‑
10份、超支化聚甘油8
‑
15份、水70
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90份组成。该专利技术各组分及其制备方法都比较复杂，且三种主要组分均带有负电荷，易产生静电排斥作用，使得分子之间在气
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液界面排列不够紧密。

技术实现思路

[0007]混凝土内部高盐、高碱的特殊环境和砂石材料质量的日益变差是导致引气剂失效的两个最主要因素，而现有引气剂由于引入的气泡不够细密是导致引气剂泡沫稳定性不佳，混凝土含气量损失快，混凝土和易性和耐久性得不到有效改善的最主要因素。针对上述问题，本专利技术提供一种与砂石材料适应性佳，且能够显著提高混凝土内部气泡稳定性，改善混凝土和易性和耐久性的高稳泡型引气剂、其制备方法及应用。
[0008]本专利技术提供了一种高稳泡型混凝土引气剂，所述引气剂为水剂，其固含量为3
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20wt％，引气剂的溶质组分由以下三种成分按重量份数比组成：
[0009]支化烷基硫酸盐阴离子表面活性剂
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100，
[0010]脂肪酸甲酯磺酸盐阴离子表面活性剂
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50
‑
100，
[0011]三乙醇胺脂肪酸酯非离子表面活性剂
ꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
50。
[0012]本专利技术中所述的支化烷基硫酸盐阴离子表面活性剂为支化烷基硫酸钠，其分子式如式(1)所示：
[0013][0014]其中，0≤m，n≤10，6≤m+n≤10，m、n均为整数；式(1)中所代表的支化烷基硫酸盐可商购获得。
[0015]本专利技术中所述的脂肪酸甲酯磺酸盐阴离子表面活性剂为脂肪酸甲酯磺酸钠，其分子式如式(2)所示：
[0016][0017]其中，R1表示碳原子数为10～16的饱和或不饱和烷基。
[0018]式(2)所述脂肪酸甲酯磺酸盐阴离子表面活性剂是由脂肪酸R1CH2COOH为原料，经过与甲醇发生酯化反应制得脂肪酸甲酯，脂肪酸甲酯经磺化
‑
再酯化/漂白
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中和制得。具体制备方法参见：刘会娟.脂肪酸甲酯磺酸盐的制备研究[D].河南.河南工业大学.2012。其中R1CH2COOH代表中长链脂肪酸，选自碳原子数12～18的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸中任意一种；所述碳原子数12～18的饱和脂肪酸优选月桂酸(碳十二)、豆蔻酸(碳十四)、软脂酸(碳十六)、硬脂酸(碳十八)中任意一种；碳原子数12～18的单不饱和脂肪酸优选豆蔻油酸(碳十四)、棕榈油酸(碳十六)、油酸(碳十八)中任意一种；碳原子数12～18的多不饱和脂肪酸优选亚油酸(十八碳二烯酸)、亚麻酸(十八碳三烯酸)中任意一种。R1CH2COOH包含但不局限于上述的举例。
[0019]本专利技术中所述的三乙醇胺脂肪酸酯非离子表面活性剂的分子式如式(3)所示：
[0020][0021]其中，R2代表碳原子数为11～17的饱和或不饱和烷基。
[0022]式(3)所述三乙醇胺脂肪酸酯非离子表面活性剂是由三乙醇胺与R2COOH脂肪酸以1.2:1的摩尔比，在一定条件下进行酯化脱水反应而制得，具体制备方法参见：甘黎明.油酸三乙醇胺皂化物的合成[J].兰州石化职业技术学院学报,15(2):9
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11,2015。其中R2COOH代表中长链脂肪酸，选自碳原子数12～18的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸中任意一种；所述碳原子数12～18的饱和脂肪酸优选月桂酸(碳十二)、豆蔻酸(碳十四)、软脂酸(碳十六)、硬脂酸(碳十八)中任意一种；碳原子数12～18的单不饱和脂肪酸优选豆蔻油酸(碳十四)、棕榈油酸(碳十六)、油酸(碳十八)中任意一种；碳原子数12～18的多不饱和脂肪酸优选亚油酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高稳泡型混凝土引气剂，其特征在于，所述引气剂为水剂，其固含量为3
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20wt％，引气剂的溶质组分由以下三种成分按重量份数比组成：支化烷基硫酸盐阴离子表面活性剂
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100，脂肪酸甲酯磺酸盐阴离子表面活性剂
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50
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100，三乙醇胺脂肪酸酯非离子表面活性剂
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20
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50。2.根据权利要求1所述的一种高稳泡型混凝土引气剂，其特征在于，所述的支化烷基硫酸盐阴离子表面活性剂为支化烷基硫酸钠，其分子式如式(1)所示：其中，0≤m，n≤10，6≤m+n≤10，m、n均为整数。3.根据权利要求1所述的一种高稳泡型混凝土引气剂，其特征在于，所述的脂肪酸甲酯磺酸盐阴离子表面活性剂为脂肪酸甲酯磺酸钠，其分子式如式(2)所示：其中，R1表示碳原子数为10～16的饱和或不饱和烷基。4.根据权利要求3所述的一种高稳泡型混凝土引气剂，其特征在于，式(2)所述脂肪酸甲酯磺酸盐阴离子表面活性剂是由脂肪酸R1CH2COOH为原料，经过与甲醇发生酯化反应制得脂肪酸甲酯，脂肪酸甲酯经磺化
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再酯化/漂白
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中和制得；其中R1CH2COOH代表中长链脂肪酸，选自碳原子数12～18的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸中任意一种。5.根据权利要求4所述的一种高稳泡型混凝土引气剂，其特征在于，所述碳原子数12～18的饱和脂肪酸选自月桂酸、豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸中任意一种；所述碳原子...

【专利技术属性】
技术研发人员：高南箫，冉千平，乔敏，陈健，吴井志，单广程，王伟，赵爽，朱伯淞，曾鲁平，
申请(专利权)人：博特新材料泰州有限公司四川苏博特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：