CN104003647B - 共聚物改性的反应型引气剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共聚物改性的反应型引气剂及制备方法，该引气剂采用如下步骤制备：将引气组分与水先混合搅拌均匀，然后再加入增稠组分搅拌均匀，最后加入稳泡组分搅拌均匀，其组分含量为引气组分：20.0-30.0wt％、稳泡组分：1.0-5.0wt％、增稠组分：10.0-15.0wt％、水：50-69wt％。本发明能显著改善混凝土和易性，提高混凝土保水性，提升混凝土抗离析、抗泌水能力，解决混凝土包裹性不好等问题。

Description

共聚物改性的反应型引气剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及到一种共聚物改性的反应型引气剂的制备方法。

背景技术

引气剂是一种在混凝土搅拌中能引入大量均匀分布稳定而封闭微小气泡的外加剂。国内外施工实践说明，混凝土中掺入引气剂不但能大大改善混凝土的工作性、保水性，更重要的是对提高混凝土抗冻、抗渗、抗碳化等耐久性能具有不可替代的作用。同时在预拌混凝土中引入适当的气泡，能有效降低坍落度损失，提高混凝土的可泵性。引气剂的重大技术经济效益已被人们所认识，因此，许多国家的混凝土施工技术规范中都要求必须掺用引气剂。

专利200810117752.0公开了一种水泥混凝土引气剂及其制备方法，是采用市售一、二或三级普通松香粉以及市售工业级氢氧化钠、高锰酸钾、双氧水、硫酸和自来水，经60℃～90℃加热搅拌反应而成。其中所用到的原料按重量配比为：松香5～30重量份、氢氧化钠溶液1～20重量份、高锰酸钾溶液0～20重量份，双氧水溶液0～20重量份，硫酸溶液0～20重量份，自来水溶液60～90重量份。此发明制备的引气剂气泡细腻，气泡稳定性良好，可用于水泥砂浆或混凝土等建筑材料中。

专利200910016321.X公开了一种混凝土引气剂的制备方法，提出的混凝土引气剂，由月桂酰肌氨酸钠、椰油酸二乙醇酰胺、聚乙二醇、骨胶组成。制备的引气剂具有发泡效果好、气泡均匀、泡体稳定的特点，具有改善混凝土和易性、可泵性及减少泌水的性能。此发明可广泛应用于钢筋混凝土、土木结构、公路、桥梁、房屋建筑等混凝土工程。

专利201010273777.7公开了一种一种混凝土引气剂及其制备方法，将一定比例的不饱和萜烯、不饱和脂肪酸、不饱和酸酐与引发剂投入反应釜中，在一定条件下发生自由基热聚合反应和酯化反应，之后在水溶液中与碱进行皂化反应，最后得到具有一定分子量的高聚物，其分子结构中具有亲水的羧基与酯基、憎水的长碳脂肪链和具有一定空间位阻效应的环状碳链结构。该引气剂与其他外加剂复合性能好，引入气泡均匀细小，气泡稳定性高，用于对耐久性要求高的混凝土工程，如公路、铁路、桥梁、隧道、水利工程等，能提高混凝土的和易性及硬化耐久性能。

显然，从原理上来看，传统的引气剂主要是表面活性剂，能有效降低液相表面张力，在混凝土强制搅拌过程中由于液相表面张力较低，可引入大量的气泡，气泡的大小与稳定程度与表面张力、引气种类、液相成分密切相关。但实际应用过程中，往往不易控制含气量，减水剂、缓凝剂及水泥中的助磨剂都会影响其引气效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有而提供一种共聚物改性的反应型引气剂及其制备方法，利用水泥水化的碱性环境，释放少量气体，通过增稠剂、稳泡剂的作用，在水泥浆体中形成稳定的微小气泡，起到改善混凝土和易性的作用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：共聚物改性的反应型引气剂，其为下述组分经混合而成，所述组分及其组分含量为：

引气组分：20.0-30.0wt％、稳泡组分：1.0-5.0wt％、增稠组分：10.0-15.0wt％、水：50-69wt％。

按上述方案，所述的引气组分为硫酸铵、磷酸二氢铵、氯化铵、醋酸铵中的一种或者多种的混合。

按上述方案，所述的稳泡组分为甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚中的一种或者多种的混合。

按上述方案，所述的增稠组分为丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如下：

其中m＝58-580，n＝58-580，其平均分子量为10000-100000。

按上述方案，所述的丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯的共聚物的具体制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯和水按质量比为1:1:8置于反应器中，搅拌均匀；然后加入过硫酸铵，继续搅拌3小时，所述的过硫酸铵用量为丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯总质量的2％。

所述的共聚物改性的反应型引气剂的制备方法，将引气组分与水先混合搅拌均匀，然后再加入增稠组分搅拌均匀，最后加入稳泡组分搅拌均匀，其组分含量为引气组分：20.0-30.0wt％、稳泡组分：1.0-5.0wt％、增稠组分：10.0-15.0wt％、水：50-69wt％。

本发明的技术原理：水泥水化为强碱性环境，pH＝13左右。而在碱性环境中，铵盐与OH^-结合可生成少量氨气分子。氨气分子在增稠组分与稳泡组分存在的条件下，形成稳定的微小气泡，从而具有较好的引气效果。

本发明与同类产品和工艺相比，具有以下主要的优点：

1、本发明的引气剂与减水剂复掺用于水泥混凝土中，能够显著改善混凝土和易性，提高其包裹性，增加可泵性，可作为辅助材料广泛应用于混凝土外加剂领域；

2、本发明制备的引气剂引气量稳定，不受其他化学成分的影响；

3、本发明制备工艺过程简单，无需加热，反应周期短，无环境污染。

具体实施方式：

为更进一步说明本发明的内容，特别例举以下实施例对本发明做进一步的详细描述。实施例以说明的方式给出，但绝不仅仅局限于本发明的内容。本发明的保护范围以权利要求说明书为准。

实施例1-6

配比如表1所示，具体实施过程如下：

1)将引气组分与水先混合搅拌均匀，然后再加入增稠组分搅拌均匀，再加入稳泡组分搅拌均匀，得到均匀溶液，即为本发明的反应型引气剂。

表1实施例材料配比

编号	引气组分	稳泡组分	增稠组分	水	合计
						1	20	1	10	69	100
2	30	5	15	50	100
						3	25	3	12	60	100
4	25	2	12	61	100
						5	25	3	12	60	100
6	20	2	12	66	100

引气组分：1-2号为硫酸铵；3-4号为硫酸铵、磷酸二氢铵混合物，质量比为1:1；4-6号为磷酸二氢铵、氯化铵、醋酸铵的混合物，质量比为1:1:1.

稳泡组分：1-3号为甲基纤维素醚，3-6号为羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚的混合物，质量比为1:1.

增稠组分：将丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯、水(质量比为1:1:8)置于反应器中，搅拌均匀；然后加入过硫酸铵(丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯质量的2％)，继续搅拌3小时，平均分子量为50000。

对以上6个实施例的产品的评价：

参照GB50080-2002《普通混凝土拌和物性能试验标准》进行混凝土试验，结果如表2所示，本发明制备的反应型引气剂可显著改善混凝土和易性，提高浆体流动性。

表2混凝土配合比

Claims (6)

1.共聚物改性的反应型引气剂，其为下述组分经混合而成，所述组分及其组分含量为：

引气组分：20.0-30.0wt％、稳泡组分：1.0-5.0wt％、增稠组分：10.0-15.0wt％、水：50-69wt％；

所述的增稠组分为丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如下：

其中m＝58-580，n＝58-580，其平均分子量为10000-100000；

所述的引气组分为硫酸铵、磷酸二氢铵、氯化铵、醋酸铵中的一种或者多种的混合。

2.根据权利要求1所述的共聚物改性的反应型引气剂，其特征在于：所述的稳泡组分为甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚中的一种或者多种的混合。

3.根据权利要求1所述的共聚物改性的反应型引气剂，其特征在于：所述的丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯的共聚物的具体制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯和水按质量比为1:1:8置于反应器中，搅拌均匀；然后加入过硫酸铵，继续搅拌3小时，所述的过硫酸铵用量为丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯总质量的2％。

4.权利要求1所述的共聚物改性的反应型引气剂的制备方法，将引气组分与水先混合搅拌均匀，然后再加入增稠组分搅拌均匀，最后加入稳泡组分搅拌均匀，其组分含量为引气组分：20.0-30.0wt％、稳泡组分：1.0-5.0wt％、增稠组分：10.0-15.0wt％、水：50-69wt％；

增稠组分为丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯的共聚物，其分子结构如下：

其中m＝58-580，n＝58-580，其平均分子量为10000-100000；所述的引气组分为硫酸铵、磷酸二氢铵、氯化铵、醋酸铵中的一种或者多种的混合。

5.根据权利要求4所述的共聚物改性的反应型引气剂的制备方法，其特征在于：所述的稳泡组分为甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、羟丙基纤维素醚中的一种或者多种的混合。

6.根据权利要求4所述的共聚物改性的反应型引气剂的制备方法，其特征在于：所述的增稠组分的具体制备方法为：将丙烯酸、丙烯酸羟基乙酯和水按质量比为1:1:8置于反应器中，搅拌均匀；然后加入过硫酸铵，继续搅拌3小时，所述的过硫酸铵用量为丙烯酸与丙烯酸羟基乙酯总质量的2％。