CN109231876A - 一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂。本发明解决的技术问题主要是提供一种既能降低管桩混凝土粘度，又能解决管桩混凝土早期强度偏低问题的外加剂。以重量百分比计，所述先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂主要包括如下组分：聚羧酸减水型母液15‑25%；聚醚胺降粘型母液10‑15%；保坍组分2‑3%；抗板结组分0.5‑1.5%；早强组分2.5‑3.5%；降粘剂1‑2%；余量为水。本发明制得的外加剂突出优点是：降粘效果好、早强效果明显、减水率高；与水泥适应性好，且在砂石含泥量高的情况下，效果同样显著；生产所用原材料无刺激性气味、无毒性，绿色环保；所含组分氯离子，对桩体钢筋无腐蚀、破坏作用。

Description

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂

技术领域

本发明涉及建筑用外加剂技术领域，尤其涉及一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂。

背景技术

利用先张法生产预应力混凝土管桩是国内管桩厂的通用做法，利用先张法生产预应力混凝土管桩具有成型质量稳定、强度高、桩长调整方便等优点。

据不完全统计，目前全国90%以上的管桩厂在用先张法生产预应力管桩混凝土时所用外加剂以萘系为主，原因主要是以下几点：（1）萘系减水剂与水泥的适应性相对较好。（2）萘系减水剂能有效降低管桩混凝土粘度，降低工人劳动强度，提升劳动效率。（3）萘系减水剂价格相对较低。但不可否认的是，萘系减水剂存在相当大的缺点：（1）合成原料需要甲醛，损害人体健康。（2）合成过程耗能高且污染严重，生产工艺复杂。（3）配制的混凝土后期强度增进率低，耐久性差。

作为***高性能减水剂，聚羧酸系减水剂具有掺量小、减水率高，坍落度经时损失小，新拌混凝土工作性能好，生产原料及生产过程绿色环保、生产工艺简单，配制的混凝土后期强度高、耐久性好等一系列优点。在现代混凝土产业中，聚羧酸减水剂占据了80%以上的市场，但是在先张法预应力管桩混凝土配制过程中应用却比较少，制约其在管桩混凝土生产中应用的主要因素有：（1）聚羧酸减水剂对混凝土原材料变化比较敏感，掺量控制不准确会造成混凝土离析泌水。（2）由于减水率过高，聚羧酸减水剂会增大管桩混凝土的粘度，不利于工人布料装模。（3）聚羧酸减水剂成本较高。

随着新环保法的落地,环保部重拳快拳连连出击,环保监督、强制关停、污染判罚在全国范围内已然形成一股新气象,萘系减水剂生产厂家几乎全部关停，管桩厂生产秩序受到前所未有的冲击。在这样的大环境下，适时开发聚羧酸系例的，具有早强、降粘功能的管桩混凝土专用外加剂来替代萘系减水剂迫在眉睫。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂及其制备方法。

本发明提供的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂降粘效果明显，极大的降低了工人劳动强度，提高了工人施工效率；对管桩混凝土的早期和后期强度有显著提高；工作性能好，与水泥适应性良好，能有效应对砂石料质量波动；制备过程不产生任何污染，绿色环保；对桩体无任何腐蚀、破坏作用，配制的管桩混凝土耐久性好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，包括以下重量百分比的组分：

聚羧酸减水型母液 15-25%

聚醚胺聚合物 10-15%

保坍组分 2-3%

抗板结组分 0.5-1.5%

早强组分 2.5-3.5%

分散组分 1-2%

余量为水。

优选地，所述先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，包括以下重量份数的组分：

聚羧酸减水型母液 20-25%

聚醚胺聚合物 13-15%

保坍组分 2.5%

抗板结组分 1%

早强组分 3%

分散组分 1%

余量为水。

优选地，所述聚羧酸减水型母液为丙烯酸类、甲基丙烯酸类、马来酸酐类、马来酸类聚羧酸减水剂中的一种。

优选地，所述聚醚胺聚合物是一类主链为聚醚结构，末端活性官能团为胺基的聚合物，分子量为230~5000。

优选地，所述保坍组分由乙二胺四亚甲基膦酸、氨基三亚甲基膦酸、2-膦酸-1-丁烷-2，4-三羧酸中的一种与柠檬酸按质量比4：1或3：1复合而成。

优选地，所述抗板结组分为山梨醇。

优选地，所述早强组分为氟硅酸镁与硫酸钙按质量比7：3或3：2复合而成。

优选地，所述分散组分乙二醇与纤维素按质量比10：1或20：1复合而成。

优选地，所述纤维素为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素中的一种。

本发明还提供了上述技术方案所述先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按照配比称量或制备各组分；

步骤二、将聚羧酸减水型母液与抗板结组分加入搅拌罐，搅拌24h以上，使其充分反应；

步骤三、将聚醚胺聚合物与分散组分复合后添加按照重量份数计5份水，加入带搅拌器的电加热反应釜中，在50-60℃条件下搅拌1~2h；

步骤四、将保坍组分、早强组分与余量水在搅拌罐中搅拌10~15min；

步骤五、将步骤三得到的热混合液缓慢加入到步骤二得到的混合液，并充分搅拌5~10min；

步骤六、在制得步骤五所述混合液10-20min内，将步骤四制得的混合组份加入，并充分搅拌10~15min，得到先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂；

优选地，所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂同样适用于配制高标号干硬性混凝土。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

1、本发明制得的管桩混凝土用早强降粘型外加剂降粘效果明显，兼具提高管桩混凝土早期强度的效果；

2、本发明制得的管桩混凝土用早强降粘型以聚醚胺聚合物和分散组分为核心原料，聚醚胺聚合物和分散组分配伍可以降低粒子的表面能，提高与分散介质的亲和力，有效抑制颗粒间的团聚现象，释放颗粒间的间隙水。其中乙二醇与聚醚胺聚合物配合使用，可以很好的将聚合物分散为有效降粘成分，大幅度降低混凝土粘度，使混凝土松软。实际使用中，新拌管桩混凝土倒坍落度筒测得流空时间在8~10s；

3、本发明制得的管桩混凝土用早强降粘型中抗板结组分为另一核心原料，山梨醇具有一定的螯合能力，且有较强的辅助流化效果。实际使用中，加入该组分新拌混凝土1h内不会出现抓底现象；

4、本发明制得的管桩混凝土用早强降粘型中保坍组分和早强组分配伍使用，实际使用中，可以保持混凝土1h内不损失，同时与萘系减水剂配制的混凝土相比，预应力钢筋张放时强度提高5~10MPa，出压蒸釜后1d强度提高10~15MPa；

5、本发明制得的管桩混凝土用早强降粘型外加剂原材料易得，生产工艺简单，生产成本低，生产过程绿色环保，易于工业化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，以重量百分比计，包括以下组分：

聚羧酸减水型母液 20%

聚醚胺聚合物 15%

保坍组分 2.5%

抗板结组分 1%

早强组分 3%

分散组分 1%

水 57.5%

其中，所述聚羧酸减水型母液为马来酸酐类；所述聚醚胺聚合物分子量为500；所述保坍组分由氨基三亚甲基膦酸与柠檬酸按质量比4：1复合而成；所述抗板结组分为山梨醇；所述早强组分为氟硅酸镁与硫酸钙按质量比7：3复合而成；所述分散组分乙二醇与纤维素按质量比10：1复合而成。

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂的制备工艺，按如下步骤进行：

步骤一、按照配比称量或制备各组分；

步骤二、将聚羧酸减水型母液与抗板结组分加入搅拌罐，搅拌24h以上，使其充分反应；

步骤三、将聚醚胺聚合物与分散组分复合后添加按照重量份数计5份水，加入带搅拌器的电加热反应釜中，在50-60℃条件下搅拌1~2h；

步骤四、将保坍组分、早强组分与余量水在搅拌罐中搅拌10~15min；

步骤五、将步骤三得到的热混合液缓慢加入到步骤二得到的混合液，并充分搅拌5~10min；

步骤六、在制得步骤五所述混合液10-20min内，将步骤四制得的混合组份加入，并充分搅拌10~15min，得到先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂。

实施例2

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，以重量百分比计，包括以下组分：

聚羧酸减水型母液 22%

聚醚胺聚合物 13%

保坍组分 2.5%

抗板结组分 1%

早强组分 3%

分散组分 1%

水 57.5%

其中，所述聚羧酸减水型母液为甲基丙烯酸类；所述聚醚胺聚合物分子量为900；所述保坍组分由乙二胺四亚甲基膦酸与柠檬酸按质量比3：1复合而成；所述抗板结组分为山梨醇；所述早强组分为氟硅酸镁与硫酸钙按质量比7：3复合而成；所述分散组分乙二醇与纤维素按质量比10：1复合而成。

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂的制备工艺，按如下步骤进行：

步骤一、按照配比称量或制备各组分；

步骤二、将聚羧酸减水型母液与抗板结组分加入搅拌罐，搅拌24h以上，使其充分反应；

步骤三、将聚醚胺聚合物与分散组分复合后添加按照重量份数计5份水，加入带搅拌器的电加热反应釜中，在50-60℃条件下搅拌1~2h；

步骤四、将保坍组分、早强组分与余量水在搅拌罐中搅拌10~15min；

步骤五、将步骤三得到的热混合液缓慢加入到步骤二得到的混合液，并充分搅拌5~10min；

步骤六、在制得步骤五所述混合液10-20min内，将步骤四制得的混合组份加入，并充分搅拌10~15min，得到先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂。

实施例3

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，以重量百分比计，包括以下组分：

聚羧酸减水型母液 24%

聚醚胺聚合物 11%

保坍组分 2.5%

抗板结组分 1%

早强组分 3%

分散组分 1%

水 57.5%

其中，所述聚羧酸减水型母液为甲基丙烯酸类；所述聚醚胺聚合物分子量为2000；所述保坍组分由乙二胺四亚甲基膦酸与柠檬酸按质量比3：1复合而成；所述抗板结组分为山梨醇；所述早强组分为氟硅酸镁与硫酸钙按质量比7：3复合而成；所述分散组分乙二醇与纤维素按质量比20：1复合而成。

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂的制备工艺，按如下步骤进行：

步骤一、按照配比称量或制备各组分；

步骤二、将聚羧酸减水型母液与抗板结组分加入搅拌罐，搅拌24h以上，使其充分反应；

步骤三、将聚醚胺聚合物与分散组分复合后添加按照重量份数计5份水，加入带搅拌器的电加热反应釜中，在50-60℃条件下搅拌1~2h；

步骤四、将保坍组分、早强组分与余量水在搅拌罐中搅拌10~15min；

步骤五、将步骤三得到的热混合液缓慢加入到步骤二得到的混合液，并充分搅拌5~10min；

步骤六、在制得步骤五所述混合液10-20min内，将步骤四制得的混合组份加入，并充分搅拌10~15min，得到先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂。

实施例4

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，以重量百分比计，包括以下组分：

聚羧酸减水型母液 23%

聚醚胺聚合物 12%

保坍组分 2.5%

抗板结组分 1%

早强组分 3%

分散组分 1%

水 57.5%

其中，所述聚羧酸减水型母液为丙烯酸类；所述聚醚胺聚合物分子量为1500；所述保坍组分由2-膦酸-1-丁烷-2，4-三羧酸与柠檬酸按质量比4：1复合而成；所述抗板结组分为山梨醇；所述早强组分为氟硅酸镁与硫酸钙按质量比3： 2复合而成；所述分散组分乙二醇与纤维素按质量比20：1复合而成。

一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂的制备工艺，按如下步骤进行：

步骤一、按照配比称量或制备各组分；

步骤二、将聚羧酸减水型母液与抗板结组分加入搅拌罐，搅拌24h以上，使其充分反应；

步骤三、将聚醚胺聚合物与分散组分复合后添加按照重量份数计5份水加入带搅拌器的电加热反应釜中，在50-60℃条件下搅拌1~2h；

步骤四、将保坍组分、早强组分与余量水在搅拌罐中搅拌10~15min；

步骤五、将步骤三得到的热混合液缓慢加入到步骤二得到的混合液，并充分搅拌5~10min；

步骤六、在制得步骤五所述混合液10-20min内，将步骤四制得的混合组份加入，并充分搅拌10~15min，得到先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂；

对比例1

对比例1外加剂以重量百分比计，包括以下组分：

聚羧酸减水型母液 36%

保坍组分 2.5%

抗板结组分 1%

早强组分 3%

水 57.5%

其中，所述聚羧酸减水型母液为丙烯酸类；所述保坍组分由2-膦酸-1-丁烷-2，4-三羧酸与柠檬酸按质量比4：1复合而成；所述抗板结组分为山梨醇；所述早强组分为氟硅酸镁与硫酸钙按质量比3： 2复合而成。

对比例1外加剂的制备工艺，按如下步骤进行：

步骤一、按照配比称量或制备各组分；

步骤二、将聚羧酸减水型母液与抗板结组分加入搅拌罐，搅拌24h以上，使其充分反应；

步骤三、将保坍组分、早强组分与余量水在搅拌罐中搅拌10~15min；

步骤四、将步骤三制得的混合组份加入步骤二制得的混合组分，并充分搅拌10~15min，得到对比例1外加剂。

对比例2

对比例2外加剂以重量百分比计，包括以下组分：

聚羧酸减水型母液 23%

聚醚胺聚合物 12%

保坍组分 2.5%

抗板结组分 1%

分散组分 1%

水 60.5%

其中，所述聚羧酸减水型母液为丙烯酸类；所述聚醚胺聚合物分子量为1500；所述保坍组分由2-膦酸-1-丁烷-2，4-三羧酸与柠檬酸按质量比4：1复合而成；所述抗板结组分为山梨醇；所述分散组分乙二醇与纤维素按质量比20：1复合而成。

一对比例2外加剂的制备工艺，按如下步骤进行：

步骤一、按照配比称量或制备各组分；

步骤二、将聚羧酸减水型母液与抗板结组分加入搅拌罐，搅拌24h以上，使其充分反应；

步骤三、将聚醚胺聚合物与分散组分复合后添加按照重量份数计5份水，加入带搅拌器的电加热反应釜中，在50-60℃条件下搅拌1~2h；

步骤四、将步骤三得到的热混合液缓慢加入到步骤二得到的混合液，并充分搅拌5~10min；

步骤五、在制得步骤四所述混合液10-20min内，将保坍组分加入，并充分搅拌10~15min，得到对比例2外加剂。

对比例3

对比例3为辽宁某公司生产性能优益的管桩用萘系早强降粘性外加剂。

对比例4

对比例4为江苏某公司生产性能优益的管桩用聚羧酸系早强降粘性外加剂。

应用实施例

将本发明实施例1~4与对比例1~4制备的外加剂进行应用性能对比试验。对比试验采用的混凝土各材料用量见表1，混凝土含气量控制在1.8%~2.3%，混凝土水胶比为0.29。采用倒坍落度筒法测试混凝土的粘度：将坍落度筒倒置，装满混凝土并抹平，迅速提起坍落度筒，同秒表计量混凝土留空时间。混凝土流出倒坍落度筒的用时越小，表示混凝土粘度越低。混凝土抗压强度试验按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002与《先张法预应力混凝土管桩》GB13476-2009进行。

表1 混凝土各材料用量/(kg/m³)。

水泥	磨细砂	矿粉	机制砂	碎石	水
						360	45	45	690	1130	130

表2 先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂实施效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，其特征在于：由如下组分按照重量百分比组成

聚羧酸减水型母液 15-25%

聚醚胺聚合物 10-15%

保坍组分 2-3%

抗板结组分 0.5-1.5%

早强组分 2.5-3.5%

分散组分 1-2%

余量为水。

2.根据权利要求1所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，其特征在于：所述聚羧酸减水型母液为丙烯酸类、甲基丙烯酸类、马来酸酐类、马来酸类聚羧酸减水剂中的一种。

3.根据权利要求1所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，其特征在于：所述聚醚胺聚合物是一类主链为聚醚结构，末端活性官能团为胺基的聚合物，分子量为230~5000。

4.根据权利要求1所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，其特征在于：所述保坍组分由乙二胺四亚甲基膦酸、氨基三亚甲基膦酸、2-膦酸-1-丁烷-2，4-三羧酸中的一种与柠檬酸按质量比4：1或3：1复合而成。

5.根据权利要求1所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，其特征在于：所述抗板结组分为山梨醇。

6.根据权利要求1所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，其特征在于：所述早强组分为氟硅酸镁与硫酸钙按质量比7：3或3：2复合而成。

7.根据权利要求1所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，其特征在于：所述分散组分乙二醇与纤维素按质量比10：1或20：1复合而成。

8.根据权利要求7所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂，其特征在于：所述纤维素为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素中的一种。

9.权利要求1~8任一项所述先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按照配比称量或制备各组分；

步骤二、将聚羧酸减水型母液与抗板结组分加入搅拌罐，搅拌24h以上，使其充分反应；

步骤三、将聚醚胺聚合物与分散组分复合后添加按照重量份数计5份水，加入带搅拌器的电加热反应釜中，在50-60℃条件下搅拌1~2h；

步骤四、将保坍组分、早强组分与余量水在搅拌罐中搅拌10~15min；

步骤五、将步骤三得到的热混合液缓慢加入到步骤二得到的混合液，并充分搅拌5~10min；

步骤六、在制得步骤五所述混合液10-20min内，将步骤四制得的混合组份加入，并充分搅拌10~15min，得到先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂。

10.根据权利要求1~9任一项所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂的应用，其特征在于：所述的先张法预应力管桩混凝土用早强降粘型外加剂同样适用于配制高标号干硬性混凝土。