專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低成本混凝土防凍泵送劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土泵送劑領(lǐng)域，特別涉及一種低成本混凝土防凍泵送劑，還涉及 此泵送劑的制備方法。
背景技術(shù)：
混凝土泵送劑是用于混凝土拌合、施工時(shí)的一種外加劑，能夠增加混凝土的工作 性，使混凝土拌合物具有能順利通過(guò)輸送管道、不阻塞、不離析、粘塑性良好的性能，泵送劑 是現(xiàn)代化混凝土施工過(guò)程中必須使用的一種外加劑。在常溫環(huán)境中進(jìn)行泵送施工，只摻入 泵送劑即可，但是在寒冷地區(qū)冬季負(fù)溫下進(jìn)行施工，還必須考慮混凝土的防凍性能，這時(shí)候 就需要防凍泵送劑，顧名思義，它既可賦予混凝土良好的可泵性，還可使混凝土具有防凍性 能。目前冬季施工混凝土所采用的液體防凍泵送劑，基本上是以萘系高效減水劑為主 體再?gòu)?fù)配其它緩凝、防凍等組分制成的。由于近年萘系減水劑主原料工業(yè)萘價(jià)格逐年攀升， 致使該防凍泵送劑生產(chǎn)成本越來(lái)越高。另外，受分子結(jié)構(gòu)制約，使用該泵送劑配制的混凝土 坍落度損失十分明顯，且混凝土容易發(fā)粘。聚羧酸類(lèi)高性能減水劑從分子結(jié)構(gòu)、作用原理和在混凝土中的表現(xiàn)行為與傳統(tǒng)萘 系減水劑有很大區(qū)別，與傳統(tǒng)減水劑相比聚羧酸減水劑具有摻量低、減水率高，混凝土拌合 物工作性及工作性保持性好，氯離子、硫酸鹽和堿含量較低等特點(diǎn)，用其配制的混凝土收縮 率較小、可改善混凝土的體積穩(wěn)定性和耐久性。近年來(lái)國(guó)內(nèi)許多大中專(zhuān)院校及生產(chǎn)企業(yè)都 對(duì)聚羧酸減水劑的合成和應(yīng)用進(jìn)行了大量研究，且大批量工業(yè)化生產(chǎn)，聚羧酸減水劑的應(yīng) 用是綠色混凝土外加劑發(fā)展的一個(gè)重要方向，目前存在的主要問(wèn)題是價(jià)格較高、與萘系減 水劑常用的引氣劑、防凍劑、緩凝劑等適應(yīng)性不好?；腔?甲醛縮合物減水率高、對(duì)混凝土早期強(qiáng)度的增長(zhǎng)非常有利，但是在配 制大流動(dòng)性混凝土?xí)r的流動(dòng)度損失較大，且摻加大劑量磺化丙酮-甲醛縮合物會(huì)使混凝土 表面顏色變深，因此影響了其應(yīng)用推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為克服以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種適宜在我國(guó)北方溫度較低的冬季使用，性?xún)r(jià) 比較高的聚羧酸混凝土防凍泵送劑。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)防凍泵送劑主要依靠加入大劑量防凍鹽來(lái)達(dá)到防凍效果的方 法，利用減少游離水總量、加入有機(jī)化合物的方法來(lái)改變混凝土的冰晶形態(tài)，有利于提高混 凝土的耐久性；與木質(zhì)素磺酸鈉進(jìn)行復(fù)配，一方面可以降低減水劑的成本；另一方面可以 減小聚羧酸系減水劑單獨(dú)使用時(shí)對(duì)摻量變化和其他材料變化的敏感性；摻加磺化丙酮-甲 醛縮合物可以有效利用該減水劑高減水率低成本的優(yōu)勢(shì)，利用磺化丙酮對(duì)聚羧酸系減水劑 進(jìn)行改性，提高本發(fā)明聚羧酸防凍泵送劑的性?xún)r(jià)比。本發(fā)明是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的一種混凝土防凍泵送劑，由以下重量百分比的原料組成
固含量為40%的聚羧酸減水劑20% ‘30% ；引氣劑0. 3% ‘ 0. 4%緩凝劑0. 9% ‘ 2% ；固含量為36%的磺化丙酮-甲醛縮合物11%- 15% ；
木質(zhì)素磺酸鈉6% 10% ；
防凍組分2% 4% ；
余量為水。所述的混凝土防凍泵送劑，優(yōu)選由以下重量百分比的原料組成 固含量為40%的聚羧酸減水劑20% ；
引氣劑0.4%;
緩凝劑2% ；
固含量為36%的磺化丙酮-甲醛縮合物15% ；
木質(zhì)素磺酸鈉10% ；
防凍組分2% ；
余量為水。所述聚羧酸減水劑由以下步驟制得將35(Γ500份去離子水和18(Γ250份分子量 為2400的甲基烯基聚氧乙烯置于反應(yīng)釜內(nèi)，升溫至6(T7(TC，加入0. 5^0. 8份雙氧水反應(yīng) 5 IOmin后，分別滴加60 80份50wt%的丙烯酸水溶液和5 10份10wt%的硫代硫酸鈉水溶 液，4 5h滴加完畢，保溫廣2h，降溫至40°C以下，中和至PH為6 7，得到所述聚羧酸減水劑， 分子量在5000 20000之間，調(diào)整固含量為40%。所述磺化丙酮-甲醛縮合物的分子量為300(Γ10000。所述弓丨氣劑為三萜皂甙和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種或兩種。所述緩凝劑為葡萄糖酸鈉和硼砂中的一種或兩種。所述防凍組分為乙二醇。所述的混凝土防凍泵送劑的制備方法，包括以下步驟
(1)將水、引氣劑、聚羧酸減水劑和磺化丙酮-甲醛縮合物加入容器中，升溫至45 55 °C，攪拌均勻；
(2)將木質(zhì)素磺酸鈉投入容器中攪拌，離心去沉淀；
(3)將緩凝劑和防凍組分加入，攪拌均勻。本發(fā)明的有益效果是
1、利用本發(fā)明產(chǎn)品配制的混凝土性能好，其防凍性、泵送性、減水率、抗壓強(qiáng)度比等綜 合指標(biāo)優(yōu)于單純使用聚羧酸減水劑或磺化丙酮-甲醛縮合物減水劑的防凍泵送劑。減水率 達(dá)到36%以上、60min坍落度基本不損失、28d抗壓強(qiáng)度提高140%以上。2、本產(chǎn)品對(duì)各種水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)。3、性?xún)r(jià)比高，本發(fā)明產(chǎn)品中巧妙利用了磺化丙酮-甲醛縮合物成本低、與聚羧酸 類(lèi)減水劑適應(yīng)性好、且有較高減水率的特點(diǎn)，有效地在聚羧酸減水劑母體中配入磺化丙 酮_甲醛縮合物，解決了單獨(dú)使用聚羧酸減水劑成本高的問(wèn)題和單獨(dú)使用磺化丙酮_甲醛 縮合物時(shí)混凝土變色問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將380kg去離子水和180kg分子量為MOO的甲基烯基聚氧乙烯(TPEG)置于反應(yīng)釜內(nèi)， 升溫至60°C，加入0. 5kg雙氧水反應(yīng)8min后，分別滴加60kg 50%濃度的丙烯酸水溶液和 5kg 10%濃度的硫代硫酸鈉水溶液。4h滴加完畢，保溫2h，降溫至40°C以下，用堿液中和至 PH為6 7，既得所述聚羧酸減水劑，調(diào)整固含量為40%。將506 kg水、200 kg所得聚羧酸減水劑、4 kg三萜皂甙、150 kg 36%濃度的磺化 丙酮-甲醛縮合物溶液加入到反應(yīng)釜中，升溫至45 55°C。加入100 kg木質(zhì)素磺酸鈉投 入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁芙馔瓿珊蟾咚匐x心去沉淀，離心時(shí)轉(zhuǎn)速是95(Tl000r/min，再轉(zhuǎn) 入反應(yīng)釜內(nèi)。將葡萄糖酸鈉20 kg和乙二醇20 kg投入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻，自然冷卻至 室溫，既得成品HY-I。實(shí)施例2
將430kg去離子水和245kg分子量為MOO的甲基烯基聚氧乙烯(TPEG)置于反應(yīng)釜內(nèi)， 升溫至70°C，加入0. 8kg雙氧水反應(yīng)IOmin后，分別滴加80kg 50%濃度的丙烯酸水溶液和 8kg 10%濃度的硫代硫酸鈉水溶液。證滴加完畢，保溫lh，降溫至40°C以下，用堿液中和至 PH為6 7，既得所述聚羧酸減水劑，分子量在5000 20000之間，調(diào)整固含量為40%。將481kg水、280kg所得聚羧酸減水劑、2kg脂肪醇聚氧乙烯醚、2kg三萜皂甙、110 kg磺化丙酮-甲醛縮合物溶液加入到反應(yīng)釜中，升溫至45 55°C。加入70 kg木質(zhì)素磺酸 鈉投入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁芙馔瓿珊蟾咚匐x心去沉淀，離心時(shí)轉(zhuǎn)速是95(Tl000r/min， 再轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜內(nèi)。將葡萄糖酸鈉IOkg硼砂^g和乙二醇40 kg投入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻， 自然冷卻至室溫，既得成品HY-2。實(shí)施例3
將498kg水、250kg實(shí)施例2所得聚羧酸減水劑、3kg三萜皂甙、130 kg磺化丙酮-甲 醛縮合物溶液加入到反應(yīng)釜中，升溫至45 55°C。加入80 kg木質(zhì)素磺酸鈉投入到反應(yīng) 釜中，充分?jǐn)嚢瑁芙馔瓿珊蟾咚匐x心去沉淀，離心時(shí)轉(zhuǎn)速是95(Tl000r/min，再轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜 內(nèi)。將硼砂15kg和乙二醇30 kg投入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻，自然冷卻至室溫，既得成品 HY-3。實(shí)施例4
將483kg水、300kg實(shí)施例2所得聚羧酸減水劑、3kg脂肪醇聚氧乙烯醚、120 kg磺化丙 酮-甲醛縮合物溶液加入到反應(yīng)釜中，升溫至45 55°C。加入60 kg木質(zhì)素磺酸鈉投入到 反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁芙馔瓿珊蟾咚匐x心去沉淀，離心時(shí)轉(zhuǎn)速是95(Tl000r/min，再轉(zhuǎn)入反 應(yīng)釜內(nèi)。將葡糖糖酸鈉^g、硼砂4kg和乙二醇25 kg投入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻，自然冷卻 至室溫，既得成品HY-4。對(duì)比實(shí)施例1
將380kg去離子水和180kg分子量為MOO的甲基烯基聚氧乙烯(TPEG)置于反應(yīng)釜內(nèi)， 升溫至60°C，加入0. 5kg雙氧水反應(yīng)8min后，分別滴加60kg 50%濃度的丙烯酸水溶液和 5kg 10%濃度的硫代硫酸鈉水溶液。4h滴加完畢，保溫2h，降溫至40°C以下，用堿液中和至 PH為6 7，既得所述聚羧酸減水劑，將521 kg水、335 kg所得聚羧酸減水劑、4 kg三萜皂甙加入到反應(yīng)釜中，升溫至45 55°C。加入100 kg木質(zhì)素磺酸鈉投入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢?，溶解完成后高速離心去沉淀， 離心時(shí)轉(zhuǎn)速是95(Tl000r/min，再轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜內(nèi)。將葡萄糖酸鈉20 kg和乙二醇20 kg投入 到反應(yīng)釜中，攪拌均勻，自然冷卻至室溫，既得成品HY-5。對(duì)比實(shí)施例2
將484 kg水、4 kg三萜皂甙、372 kg 36%濃度的磺化丙酮-甲醛縮合物溶液加入到反 應(yīng)釜中，升溫至45 55°C。加入100 kg木質(zhì)素磺酸鈉投入到反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢瑁芙馔?成后高速離心去沉淀，離心時(shí)轉(zhuǎn)速是95(Tl000r/min，再轉(zhuǎn)入反應(yīng)釜內(nèi)。將葡萄糖酸鈉20 kg 和乙二醇20 kg投入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻，自然冷卻至室溫，既得成品HY-6。應(yīng)用例1
參照J(rèn)C475-2004《混凝土防凍劑》和JC473-2001《混凝土泵送劑》標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)上述實(shí)施 例制備的聚羧酸防凍泵送劑，所得防凍泵送劑摻量為膠凝材料的1%，結(jié)果見(jiàn)下表1。 表1上述實(shí)施例制得泵送劑的性能效果對(duì)比表
項(xiàng)目HY-IHY-2HY-3HY-4HY-5HY-61減水率％3737363839 142泌水率比％525152085 53含氣重％2.53.02.72.74.53.04凝結(jié)時(shí)間初凝Itiinm8010080130SO之差終凝fflin80609065125455抗壓強(qiáng)度比(-15R-j 2324 23 2528 16TJ) %Rag 150152145149147110R-7+38135134127133129100R-7+S1551451361401331056收縮率比％2Ed1001051001101401007坍落度増加懂mm180175170165180 808坍落度保留值，mit 30min22021020021021013060min2151901801852051209滲透高度比，%30354035 801050次凍融強(qiáng)度損失率比，%4.56556.5 2011對(duì)鋼筋銹tt作用無(wú)銹蝕無(wú)銹蝕無(wú)銹蝕無(wú)銹蝕無(wú)撤有12捕凝土變色無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)有13成本2S103305,530103437.540331294
由上表可以看出，本發(fā)明泵送劑的綜合性能比單純使用聚羧酸減水劑或單純使用磺化 丙酮-甲醛縮合物減水劑的泵送劑的綜合性能好，并且成本方面比單純使用聚羧酸減水劑 的泵送劑降低了 14-30%，其中實(shí)施例1的綜合性能最好，成本最低。
本產(chǎn)品對(duì)各種水泥的適應(yīng)性較強(qiáng)，分別取武漢華新水泥、長(zhǎng)春亞泰水泥、浙江三獅 水泥、江蘇溧陽(yáng)南方水泥水泥、遼寧金地球水泥、河南同力水泥等做比較試驗(yàn)，均有較好的 適應(yīng)性。
權(quán)利要求
1. 一種混凝土防凍泵送劑，其特征是由以下重量百分比的原料組成固含量為40%的聚羧酸減水劑20% ‘30% ；引氣劑0. 3% ‘ 0. 4%緩凝劑0. 9% ‘ 2% ；固含量為36%的磺化丙酮-甲醛縮合物11%- 15% ；木質(zhì)素磺酸鈉6% 10% ；防凍組分m 4% ；余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土防凍泵送劑，其特征在于優(yōu)選由以下重量百分比的原 料組成固含量為40%的聚羧酸減水劑20% ；引氣劑0.4%;緩凝劑21 ；固含量為36%的磺化丙酮-甲醛縮合物15% ；木質(zhì)素磺酸鈉10% ；防凍組分2、；余量為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土防凍泵送劑，其特征在于所述聚羧酸減水劑由以下步 驟制得將35(Γ500份去離子水和18(Γ250份分子量為MOO的甲基烯基聚氧乙烯置于反 應(yīng)釜內(nèi)，升溫至6(T70°C，加入0. 5 0. 8份雙氧水反應(yīng)5 IOmin后，分別滴加60 80份50wt% 的丙烯酸水溶液和5 10份10wt%的硫代硫酸鈉水溶液，4、h滴加完畢，保溫廣2h，降溫至 400C以下，中和至PH為6 7，得到所述聚羧酸減水劑，分子量在500(Γ20000之間，調(diào)整固含 量為40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土防凍泵送劑，其特征在于所述磺化丙酮-甲醛縮合物 的分子量為3000 10000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的混凝土防凍泵送劑，其特征在于所述引氣劑為三 萜皂甙和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的混凝土防凍泵送劑，其特征在于所述緩凝劑為葡 萄糖酸鈉和硼砂中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的混凝土防凍泵送劑，其特征在于所述防凍組分為 乙二醇。
8.—種權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的混凝土防凍泵送劑的制備方法，其特征是包括以 下步驟(1)將水、引氣劑、聚羧酸減水劑和磺化丙酮-甲醛縮合物加入容器中，升溫至45 55 °C，攪拌均勻；(2)將木質(zhì)素磺酸鈉投入容器中攪拌，離心去沉淀；(3)將緩凝劑和防凍組分加入，攪拌均勻。
全文摘要
本發(fā)明涉及混凝土泵送劑領(lǐng)域，涉及一種低成本混凝土防凍泵送劑及制備方法。由以下重量百分比的原料組成固含量為40%的聚羧酸減水劑20～30%；引氣劑0.3～0.4%；緩凝劑0.9～2%；固含量為36%的磺化丙酮-甲醛縮合物11～15%；木質(zhì)素磺酸鈉6～10%；防凍組分2～4%；余量為水。制備方法將水、引氣劑、聚羧酸減水劑和磺化丙酮-甲醛縮合物加入升溫至45～55℃，攪拌均勻；將木質(zhì)素磺酸鈉投入容器中攪拌，離心去沉淀；將緩凝劑和防凍組分加入，攪拌均勻。性能好，其防凍性、泵送性、減水率、抗壓強(qiáng)度比等綜合指標(biāo)優(yōu)于單純使用聚羧酸減水劑或磺化丙酮-甲醛縮合物減水劑的防凍泵送劑；適應(yīng)性較強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高。
文檔編號(hào)C04B24/24GK102060463SQ20101057125
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者傅秀新, 馮恩娟, 朱化雨, 趙洪義 申請(qǐng)人:山東宏藝科技股份有限公司