【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土外加剂领域，特别是涉及一种混凝土用改性环糊精抗絮凝剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、混凝土外加剂是制备和影响现代混凝土性能的核心材料。机制砂在矿石开采、破碎过程中会产生大量的泥土和石粉，常采用水洗方式处理。水洗机制砂生产企业为降低生产用水并满足环保要求，常采用絮凝剂对洗砂水进行快速沉降、净化、澄清，加快回收利用。
2、目前砂石企业采用的絮凝剂大多为聚丙烯酰胺(分子量1200万、1800万等)或无机聚合物絮凝剂。生产过程中，絮凝剂常残留在机制砂中，由于其分子量过高会造成对减水剂的吸附和分散性能干扰，造成外加剂的掺量大幅度增大，且混凝土拌合物黏聚性增大，塌落度损失加快，凝结时间延长等问题，特别是对聚羧酸减水剂影响显著。增加了混凝土外加剂的调整难度和成本，是目前行业内普遍存在的难题之一。
3、现有技术中，中国专利cn116535127a使用聚羧酸减水剂与亚铁离子可溶性盐、过二硫酸根离子可溶性盐，通过氧化还原反应对絮凝剂进行降解，以使絮凝剂分子由大分子降解变成小分子，来减少其对混凝土工作性的影响。但该抗絮凝剂与聚羧酸减水剂混合储存时间较长时，也会对聚羧酸减水剂进行降解，影响减水保坍效果。中国专利cn112661913a使用酰亚胺，不饱和羧酸以及大单体合成了一种抗机制砂中絮凝剂的功能性聚羧酸减水剂，相对于常用的聚羧酸减水剂具有更好的抵抗絮凝剂的作用，但该制备工艺复杂且使用如酰亚胺这样较贵的单体，使用成本过高，并不具有实际应用的价值。
4、因此，研究开发一种新型外加剂阻抗絮凝剂对混
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种混凝土用改性环糊精抗絮凝剂及其制备方法与应用，使其工艺操作简便，与聚羧酸减水剂匹配性良好，能有效减弱聚丙烯酰胺絮凝剂的絮凝作用，降低混凝土外加剂掺量，提高含机制砂的混凝土工作性能。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提用如下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，以环糊精、磺化剂、交联剂、催化剂、水为原料，通过环糊精的磺化、交联复合反应，形成带有阴离子磺酸基的多个环糊精相互交联的结构分子形式。
4、本专利技术的制备原理为：磺化剂、交联剂在催化剂的作用下与环糊精分子结构中的羟基发生“磺化-交联”复合反应，通过磺化反应可以在环糊精分子中引入强极性亲水基团磺酸基，具有很强的离子吸附性。磺化反应后的环糊精因其特殊的“带有磺酸基的中空圆筒立体环状”分子结构，通过氢键相互作用，优先于聚羧酸减水剂分子与聚丙烯酰胺(絮凝剂)分子链建立某种“锚固”吸附作用，使得聚丙烯酰胺与聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺与聚羧酸减水剂的分子间距变大，从而降低了聚羧酸减水剂分子被聚丙烯酰胺吸附、包埋束缚的概率，表现出混凝土减水和保坍性能有较大提升。然而，在实际应用中我们发现，磺化环糊精的抗絮凝剂作用效果有限，当其掺量达到饱和点后，对絮凝剂的阻抗作用趋于平缓，并不是掺量越大效果越好。而通过对磺化环糊精适当的交联反应后，将几个或者多个“带有磺酸基的中空圆筒立体环状环糊精”分子结构以化学键的方式相互链接，形成空间位阻较大的立体多环糊精大分子，周边分布有多个具有“锚固”吸附作用的磺酸基，当与聚丙烯酰胺“吸附锚固”后，聚丙烯酰胺分子间距变得更大，大大降低了聚羧酸减水剂分子被聚丙烯酰胺吸附、包埋束缚的概率。
5、作为本专利技术进一步地改进，所述原料按重量份数包括：环糊精50～90份、磺化剂3～15份、交联剂3～15份、催化剂0.5～5份、水3～25份。
6、进一步地，所述环糊精是α-环糊精、β-环糊精或者γ-环糊精中的一种或多种。
7、进一步地，所述磺化剂是so3、浓硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、过硫酸铵、焦亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的一种或多种。
8、此处的磺化剂采用so3、浓硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、过硫酸铵、焦亚硫酸钠和亚硫酸氢钠均为无机类磺化剂，可以使环糊精上的羟基发生磺化反应形成磺酸基团，具有很强的离子吸附性，其吸附性优于羧酸基团。
9、进一步地，所述交联剂是丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、乙二酸、三偏磷酸钠和磷酸二氢钠中的一种或多种。
10、此处的交联剂采用丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、乙二酸均为多元有机酸，可以使环糊精之间形成双酯交联结构；增加环糊精的分子量和空间立体构象。而三偏磷酸钠和磷酸二氢钠作为磷酸盐类酯化交联剂也可以使环糊精之间相互交联，增加环糊精的分子量和空间立体构象。
11、进一步地，所述催化剂是对甲苯磺酸、氢氧化钠、乙氧基钠、甲基钠、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种。
12、第二方面，本专利技术还提供了一种上述混凝土用改性环糊精抗絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：
13、(1)预混原料的制备：将磺化剂、交联剂、催化剂和水加入高速混料机中，并充分搅拌均匀；
14、(2)将环糊精分批次加入高速混料机中，并充分搅拌均匀；
15、(3)环糊精磺化-交联复合改性反应：将步骤(2)混合好的反应物料置于加热式混合机中，在70～125℃下搅拌反应20～120min，待物料降温至50℃以下，得到所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂。
16、第三方面，本专利技术还提供了一种上述混凝土用改性环糊精抗絮凝剂的应用，所述应用为作为抗絮凝剂与聚羧酸减水剂联合用于制备混凝土。
17、进一步地，所述抗絮凝剂为抗机制砂中的聚丙烯酰胺絮凝剂。
18、通过采用上述技术方案，本专利技术至少具有如下有益效果：
19、1、采用环糊精磺化-交联复合反应改性制备出的环糊精抗絮凝剂，具有较大空间位阻效应及多个“磺酸基吸附位点”，与聚羧酸减水剂匹配性良好，部分取代或者外掺，都具有较好抗絮凝剂作用，不影响混凝土的初始分散性、分散保持性和28d抗压强度；
20、2、本专利技术改性环糊精抗絮凝剂与聚羧酸减水剂匹配使用，对于不同的水泥、掺合料、机制砂、环境温度及混凝土配合比波动都有着优异的适应性。具有提高混凝土和易性、粘聚性，防止泌水的优点，同时还能够降低混凝土收缩开裂。
21、3、本专利技术对设备无特殊要求、原料易得，成本较为低廉，性能优良；其制备方法的生产工艺简单，制备过程中不产生废液、废气和废渣，为绿色合成工艺。
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1.一种混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，其特征在于，以环糊精、磺化剂、交联剂、催化剂、水为原料，通过环糊精的磺化、交联复合反应，形成带有阴离子磺酸基的多个环糊精相互交联的结构分子形式。
2.根据权利要求1所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，其特征在于，所述原料按重量份数包括：环糊精50～90份、磺化剂3～15份、交联剂3～15份、催化剂0.5～5份、水3～25份。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土用改性环糊精絮凝剂，其特征在于，所述环糊精是α-环糊精、β-环糊精或者γ-环糊精中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，其特征在于，所述磺化剂是SO3、浓硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、过硫酸铵、焦亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，其特征在于，所述交联剂是丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、乙二酸、三偏磷酸钠和磷酸二氢钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，其特征在于，所述催化剂是对甲苯磺酸、氢氧化钠、乙氧基钠、
7.一种权利要求1-6任一项所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.一种混凝土用改性环糊精抗絮凝剂的应用，其特征在于，所述混凝土用改性环糊精抗絮凝剂为权利要求1-6任一项所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂或权利要求7所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂的制备方法制备得到的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂；
9.根据权利要求8所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂的应用，其特征在于，所述抗絮凝剂为抗机制砂中的聚丙烯酰胺絮凝剂。
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，其特征在于，以环糊精、磺化剂、交联剂、催化剂、水为原料，通过环糊精的磺化、交联复合反应，形成带有阴离子磺酸基的多个环糊精相互交联的结构分子形式。
2.根据权利要求1所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，其特征在于，所述原料按重量份数包括：环糊精50～90份、磺化剂3～15份、交联剂3～15份、催化剂0.5～5份、水3～25份。
3.根据权利要求1或2所述的混凝土用改性环糊精絮凝剂，其特征在于，所述环糊精是α-环糊精、β-环糊精或者γ-环糊精中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝剂，其特征在于，所述磺化剂是so3、浓硫酸、氯磺酸、氨基磺酸、过硫酸铵、焦亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的混凝土用改性环糊精抗絮凝...
【专利技术属性】
技术研发人员：王万金，赖振峰，黄靖，冷发光，杨国武，丁印，李晓帆，孙亮，
申请(专利权)人：建研建材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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