CN110054434A - 一种水下不分散混凝土用絮凝剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于混凝土外加剂技术领域，公开了一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量分数的物质组成：接枝改性魔芋粉10‑30份、聚乙二醇(2000‑5000)双月桂酸酯3‑8份、分散剂10‑20份、次氮基三乙酸钠盐1‑3份、聚苯乙烯磺酸锂3‑8份、硅灰石20‑50份。使用本发明絮凝剂后，拌制的混凝土既富有粘稠性，又具有良好的流动性，混凝土灌入水下后，能自流平、自密实。

Description

一种水下不分散混凝土用絮凝剂
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种水下不分散混凝土用絮凝剂。
背景技术
普通混凝土拌合物倾倒于水中时，由于水的冲洗作用，会将骨料与水泥分离，部分被水带走，失去胶结骨料的能力。水下不分散混凝土是将以絮凝剂为主的外加剂加入到混凝土中，水泥颗粒之间、水泥与骨料之间，可通过絮凝剂的高分子长链的“桥架”作用，使拌合物形成稳定的空间柔性网络结构，提高混凝土的粘聚力，限制混凝土的分散、离析避免水泥流失。水下不分散混凝土在我国仍处于发展阶段，是一种较为年轻、新型的结构工程材料，随着人们对水下混凝土工程质量要求的不断提高、施工技术的现代化改进，需要各项性能更好的絮凝剂等外加剂材料。目前，常用的水下不分散混凝土絮凝剂主要分为聚丙烯系及纤维素系，其中掺聚丙烯系的水下不分散混凝土存在需水量大、拌合物坍落度损失大的缺点，掺加聚丙烯系的水下不分散混凝土凝结时间较长、强度偏低的问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种水下不分散混凝土用絮凝剂，可有效防止水泥颗粒在水中分散，并对混凝土强度、工作性等无不良影响。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案。一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉10-30份、聚乙二醇(2000-5000)双月桂酸酯3-8份、分散剂10-20份、次氮基三乙酸钠盐1-3份、聚苯乙烯磺酸锂3-8份、硅灰石20-50份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量8-15倍的去离子水，搅拌溶解，升温至50-70℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3-4h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到50-100倍的去离子水中，用酸性物质调节pH值至4-6，搅拌并升温到50-70℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到50-70℃，搅拌反应2-3h，用碱性物质调节pH值至10-12，陈化反应2-3h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
优选的，所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1-2:2-5:1。
优选的，所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇、甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种。
优选的，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。
优选的，所述酸性物质为甲酸、草酸、对甲苯磺酸中的一种。
优选的，所述碱性物质为氢氧化钠、氨水、四甲基氢氧化铵中的一种。
优选的，所述分散剂由氨基三亚甲基磷酸、亚甲基双甲基萘磺酸盐、腐殖酸钠中的一种与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
本发明中的改性魔芋粉为高分子化合物，有许多官能团，同一分子上可吸附多个水泥颗粒，在水泥颗粒之间起到架桥作用，可以将许多水泥颗粒连接在一起形成一个絮凝团，并不断增长形成稳定的絮凝结构。特别的，发明人发现接枝改性魔芋粉与聚乙二醇双月桂酸酯具有协同增稠、抗水分散作用，当接枝改性魔芋粉与聚乙二醇双月桂酸酯共同使用时，其效果比单独使用两者都好，为此发明人将接枝改性魔芋粉、聚乙二醇双月桂酸酯及两者的混合物分别溶于水(0.5％水溶液)，测定它们的水溶液粘度，发现混合物溶液粘度(320cp)高于接枝改性魔芋粉溶液粘度(270cp)和聚乙二醇双月桂酸酯溶液粘度(230cp)。分散剂可有效防止絮凝剂存放时结块，并能使改性魔芋粉在水中分散均匀，作用于混凝土中时，可有效增加混凝土流动性。聚苯乙烯磺酸锂不但有絮凝水泥颗粒的作用，还能促进水泥水化，使水泥水化进程加快，快速凝结固化，增加混凝土强度。次氮基三乙酸钠盐能有效螯合体系中的钙、镁离子，进一步提升产品的絮凝性能。硅灰石独特的棒针状结构，有纤维连接的作用，当混凝土中的微小裂纹在外力作用下发生扩展时，横跨在裂纹之间起桥接作用，缓解了裂缝尖端的应力集中，增加了裂缝的扩展阻力，防止扩散***。
本发明的有益效果
(1)本发明用于混凝土可使混凝土在水中浇筑时不分散、不离析，通过水层后混凝土的配合比基本保持不变。
(2)使用本发明絮凝剂后，拌制的混凝土既富有粘稠性，又具有良好的流动性，混凝土灌入水下后，能自流平、自密实。
具体实施方式
实施例1
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉10份、聚乙二醇(分子量2000)双月桂酸酯8份、分散剂10份、次氮基三乙酸钠盐3份、聚苯乙烯磺酸锂3份、硅灰石50份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量8倍的去离子水，搅拌溶解，升温至70℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到100倍的去离子水中，用甲酸调节pH值至4，搅拌并升温到70℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到70℃，搅拌反应2h，用氢氧化钠调节pH值至12，陈化反应2h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1:5:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由氨基三亚甲基磷酸与粉体聚羧酸减水剂按重量比1:5复合得到的。
实施例2
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉30份、聚乙二醇(分子量5000)双月桂酸酯3份、分散剂20份、次氮基三乙酸钠盐1份、聚苯乙烯磺酸锂8份、硅灰石20份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量15倍的去离子水，搅拌溶解，升温至50℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液4h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到50倍的去离子水中，用草酸调节pH值至6，搅拌并升温到50℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到50℃，搅拌反应3h，用氨水调节pH值至10，陈化反应3h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:2:1。
所述分子量调节剂为甲基丙烯磺酸钠。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述分散剂由亚甲基双甲基萘磺酸盐与粉体聚羧酸减水剂复合得到。
实施例3
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉20份、聚乙二醇(分子量4000)双月桂酸酯5份、分散剂15份、次氮基三乙酸钠盐2份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石30份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水，搅拌溶解，升温至60℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3.5h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中，用对甲苯磺酸调节pH值至5，搅拌并升温到60℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到60℃，搅拌反应2.5h，用四甲基氢氧化铵调节pH值至11，陈化反应2.5h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1:4:1。
所述分子量调节剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂按重量比5:1复合得到的。
实施例4
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉15份、聚乙二醇(3000)双月桂酸酯7份、分散剂12份、次氮基三乙酸钠盐2.8份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石40份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水，搅拌溶解，升温至62℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中，用草酸调节pH值至5，搅拌并升温到62℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到62℃，搅拌反应2.5h，用氢氧化钠调节pH值至11，陈化反应3h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:4:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
实施例5
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉20份、聚乙二醇(4000)双月桂酸酯5份、分散剂17份、次氮基三乙酸钠盐2份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石28份。
对比例1
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：魔芋粉20份、聚乙二醇(分子量4000)双月桂酸酯5份、分散剂15份、次氮基三乙酸钠盐2份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石30份。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂按重量比5:1复合得到的。
对比例2
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉22份、分散剂12份、次氮基三乙酸钠盐2.8份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石40份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水，搅拌溶解，升温至62℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中，用草酸调节pH值至5，搅拌并升温到62℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到62℃，搅拌反应2.5h，用氢氧化钠调节pH值至11，陈化反应3h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:4:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
对比例3
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉20份、聚乙二醇(分子量4000)双月桂酸酯5份、分散剂15份、聚苯乙烯磺酸锂5份、硅灰石30份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水，搅拌溶解，升温至60℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3.5h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中，用对甲苯磺酸调节pH值至5，搅拌并升温到60℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到60℃，搅拌反应2.5h，用四甲基氢氧化铵调节pH值至11，陈化反应2.5h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1:4:1。
所述分子量调节剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂按重量比5:1复合得到的。
对比例4
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉15份、聚乙二醇(3000)双月桂酸酯7份、分散剂12份、次氮基三乙酸钠盐2.8份、硅灰石40份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水，搅拌溶解，升温至62℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中，用草酸调节pH值至5，搅拌并升温到62℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到62℃，搅拌反应2.5h，用氢氧化钠调节pH值至11，陈化反应3h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:4:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
对比例5
一种水下不分散混凝土用絮凝剂，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉15份、聚乙二醇(3000)双月桂酸酯7份、分散剂12份、次氮基三乙酸钠盐2.8份、聚苯乙烯磺酸锂5份、粉煤灰40份。
所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量12倍的去离子水，搅拌溶解，升温至62℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到80倍的去离子水中，用草酸调节pH值至5，搅拌并升温到62℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到62℃，搅拌反应2.5h，用氢氧化钠调节pH值至11，陈化反应3h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为2:4:1。
所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇。
所述引发剂为过硫酸钾。
所述分散剂由腐殖酸钠与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
性能测试
将实施例1-5及对比例1-5得到的水下不分散混凝土用絮凝剂按胶凝材料总重量3％的添加量加入混凝土中，按照DL/T 5117-2000《水下不分散混凝土试验规程》测定所得混凝土性能，结果见下表1。
表1性能测试结果

Claims (8)

1.一种水下不分散混凝土用絮凝剂，其特征在于，由以下重量份数的物质组成：接枝改性魔芋粉10-30份、聚乙二醇(2000-5000)双月桂酸酯3-8份、分散剂10-20份、次氮基三乙酸钠盐1-3份、聚苯乙烯磺酸锂3-8份、硅灰石20-50份。
2.根据权利要求1所述的水下不分散混凝土用絮凝剂，其特征在于，所述接枝改性魔芋粉制备方法如下：(1)将衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和分子量调节剂混合均匀，再加入衣康酸和N-羟甲基丙烯酰胺总重量8-15倍的去离子水，搅拌溶解，升温至50-70℃，滴加引发剂溶液，引发剂溶液3-4h滴加完毕，保温反应30min，得A；(2)将魔芋粉加入到50-100倍的去离子水中，用酸性物质调节pH值至4-6，搅拌并升温到50-70℃，得B；(3)将上述两产品按质量比1:2混合均匀，调整温度到50-70℃，搅拌反应2-3h，用碱性物质调节pH值至10-12，陈化反应2-3h，在60℃下减压干燥3h左右，粉碎，过150目筛，即得所述改性魔芋粉。
3.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂，其特征在于，所述衣康酸、N-羟甲基丙烯酰胺和魔芋粉的重量比为1-2:2-5:1。
4.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂，其特征在于，所述分子量调节剂为叔十二烷基硫醇、甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种。
5.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的一种。
6.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂，其特征在于，所述酸性物质为甲酸、草酸、对甲苯磺酸中的一种。
7.根据权利要求2所述的水下不分散混凝土用絮凝剂，其特征在于，所述碱性物质为氢氧化钠、氨水、四甲基氢氧化铵中的一种。
8.根据权利要求1所述的水下不分散混凝土用絮凝剂，其特征在于，所述分散剂由氨基三亚甲基磷酸、亚甲基双甲基萘磺酸盐、腐殖酸钠中的一种与粉体聚羧酸减水剂复合得到的。
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