一種高流動性混凝土外加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高流動性混凝土外加劑及其制備方法，屬于有機(jī)化合物技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土外加劑是水泥混凝土組分中除水泥，砂，石，混合材料，水以外的第六種組 成部分，該外加劑是一種復(fù)合型化學(xué)建材，大量的工程實(shí)踐證明，在混凝土中摻入適量的外 加劑，可以改善混凝土的性能，提高混凝土強(qiáng)度，節(jié)省水泥和能源，改善工藝和勞動條件，提 高施工速度和工程質(zhì)量，保護(hù)環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0003] 世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家一半以上的混凝土中應(yīng)用了外加劑，水泥混凝土是重要的工 程材料。尤其是鋼筋混凝土的出現(xiàn)，使這一工程材料兼具有較高的拉伸性能。這是混凝土 工藝上的一次飛躍，而各種外加劑的摻用，不僅可以提高混凝土的和易性，減少用水量，使 混凝土更具有抗水、防凍、防各種化學(xué)侵蝕的優(yōu)點(diǎn)，還大大提高了混凝土的耐久性，改變混 凝土的物理化學(xué)性能。
[0004] 混凝土科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要方向?yàn)楦邚?qiáng)、輕質(zhì)、耐久、經(jīng)濟(jì)、快硬和高流動，而這些 均與外加劑的應(yīng)用密切相關(guān)。20世紀(jì)30年代開始采用的以引氣劑與塑化劑為主的混凝土 外加劑技術(shù)，對優(yōu)質(zhì)混凝土的四大要素，即耐久性、強(qiáng)度、工作性與經(jīng)濟(jì)性，產(chǎn)生了十分明顯 甚至是決定性的作用。外加劑已成為現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分，添加優(yōu)質(zhì)外加劑已成為 了混凝土改性的一條必經(jīng)技術(shù)途徑。然而現(xiàn)有的外加劑無法滿足混凝土的上述需求。
[0005] 基于此，做出本申請。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有外加劑在拌制高流動性混凝土?xí)r易離析、泌水，工作性能損失快的 問題，本發(fā)明首先提供一種可適用于流動性混凝土、高流動性混凝土、流態(tài)混凝土、栗送混 凝土等各類高強(qiáng)大流動性混凝土的高流動性混凝土外加劑。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0008] -種高流動性混凝土外加劑，由高減水型聚羧酸減水劑母液、緩釋型聚羧酸減水 劑母液、增稠劑、緩凝劑和水復(fù)配而成，上述各組分的質(zhì)量百分比如下：
[0009] 高減水型聚羧酸減水劑母液 1-58. 71 緩釋型聚羧酸減水劑母液 1-41. 1% 增稠劑 0. 1-3% 緩凝劑 〇. 1-3% 余量為水。
[0010] 進(jìn)一步的，作為優(yōu)選：
[0011] 所述的高減水型聚羧酸減水劑母液與緩釋型聚羧酸減水劑母液的質(zhì)量比為 1:0. 7-0. 9。更優(yōu)選的，所述的高減水型聚羧酸減水劑母液與緩釋型聚羧酸減水劑母液的質(zhì) 量比為 1:0. 7-0. 85。
[0012] 所述的高減水型聚羧酸減水劑母液、緩釋型聚羧酸減水劑母液以及增稠劑、緩凝 劑的添加比例分別為 5-Κλ 25%、7· 175-8. 075%、0· 1-L 1%、0· 5-L 7%，余量為水。
[0013] 所述的增稠劑可選用甲基纖維素，羧甲基纖維素，羥丙基纖維素的一種。
[0014] 所述的緩凝劑為檸檬酸。
[0015] 所述的水為去離子水。
[0016] 同時，本發(fā)明還提供了一種具有上述特征高流動性混凝土外加劑的制備方法，具 體包括如下步驟：
[0017] (1)高減水型聚羧酸減水劑母液的配制：在40_60°C反應(yīng)溫度下，向聚醚大單體 (HPEG或TPEG)水溶液加入H202 (50% )攪拌相溶5-15分鐘后，滴加 A溶液l-4h和B溶液 1. 5-4h并持續(xù)攪拌，滴加完畢后保溫1-2h，保溫完畢后降溫加入Na0H(30% )，即可出料得 到高減水型聚羧酸減水劑母液，簡記為PC-1 ;所述A溶液指丙烯酸的水溶液，B溶液指Vc與 巰基乙酸或巰基丙酸按1 :3. 0-5. 0的比例混合的水溶液，聚醚大單體與丙烯酸的質(zhì)量比按 1 :0. 08-0. 15,各項(xiàng)水溶液的含水量按PC-1的總含水量隨意分配，PC-1濃度為40 %，具有高 減水性。
[0018] (2)緩釋型聚羧酸減水劑母液的配制：在40_60°C反應(yīng)溫度下，向聚醚大單體 (TPEG)水溶液加入H202 (50 % )，攪拌相溶5-15分鐘后，滴加 A溶液2-4h和B溶液2. 5-4h并 持續(xù)攪拌，滴加完畢后保溫l_2h，保溫完畢后降溫加入NaOH(30 % )，即可出料得緩釋型聚 羧酸減水劑母液，簡記為PC-2。所述A溶液指丙烯酸與丙烯酸酯按1 :1-2的比例混合的水 溶液，所述B溶液指Vc與巰基乙酸或巰基丙酸按1 :2. 0-5. 0的比例混合水溶液，所述PC-2 的TPEG與（丙烯酸+丙烯酸酯）的質(zhì)量比按1 :0. 12-0. 2,各項(xiàng)水溶液的含水量按PC-2的 總含水量隨意分配，PC-2濃度為40%，PC-2具有緩釋性。
[0019] (3)將步驟（1)制備的PC-1、步驟（2)制備的PC-2加入增稠劑、緩凝劑和水復(fù)配 形成高流動性混凝土外加劑。
[0020] 本發(fā)明的工作原理及有益效果如下：
[0021] (1)高流動性：本發(fā)明提供的高流動性混凝土外加劑在使用中，除了能滿足混凝 土設(shè)計強(qiáng)度，更重要的優(yōu)點(diǎn)在于新拌混凝土的高流動性，具體體現(xiàn)為高流動性能保持時間 長，不泌水不離析。
[0022] (2)摻量少：本發(fā)明提供的混凝土外加劑于其他同類型混凝土外加劑相比，在滿 足新拌混凝土工作性能需求及各項(xiàng)指標(biāo)要求的前提下，所使用的摻量更少。
[0023] 因此在使用中，除了能提高新拌混凝土后期強(qiáng)度，改善混凝土耐久性，更重要的優(yōu) 點(diǎn)在于提高了新拌高流動性混凝土的保水性能，以及長時間保持混凝土的高流動性能（即 保坍性）。
[0024] 本發(fā)明提供的高流動性混凝土外加劑HPWR-R01于其他同類型混凝土外加劑相 比，在滿足新拌混凝土工作性能需求及各項(xiàng)指標(biāo)要求的前提下，所使用的摻量更少。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 本發(fā)明所提供高流動性混凝土外加劑的制備方法包括如下三步：
[0027] 步驟一：配制 PC-1、PC-2 ;
[0028] 步驟二：確定PC-1和PC-2的混合比例；
[0029] 步驟三：確定HPWR-R01的復(fù)配比例。
[0030] (1):配制PC-1 :取350g甲基丙烯酸聚氧乙烯醚和339g去離子水放入四口燒瓶， 攪拌并將四口燒瓶放入60°C水浴鍋，等甲基丙烯酸聚氧乙烯醚完全溶解且其水溶液溫度 達(dá)到60°C，加入H202 (50% ) 0. 8g，5分鐘后開始滴加 A、B溶液，A溶液滴加2h，B溶液滴加 2. 5h ;滴加完畢后保溫lh，保溫完畢后降溫至40°C以下，加入Na0H(30% )42. 5g，出料得到 lkgPC-Ι，其濃度為40%。
[0031] 其中，A、B溶液可先配制好，A溶液為40g丙稀酸和100g去離子水，B溶液為 0. 5gV。、1. 6巰基丙酸和140g去離子水。
[0032] 為了說明高減水型聚羧酸減水劑母液的減水率，以JGJ55-2011《普通混凝土配 合比設(shè)計規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)為參照，對所制備的PC-ι的減水率進(jìn)行測試，其中坍落度按照GB/ T50080-2002測定，其測試結(jié)果參見表1所示。
[0033] 表1 PC-1減水率測試結(jié)果對照表
[0035] 表1中，基準(zhǔn)試驗(yàn)是指所設(shè)計的混凝土配合比在不加高減水型聚羧酸減水劑母液 時，當(dāng)塌落度為150時所需的用水量，其獲取方式為：（水泥為海螺水泥P. 042. 5 ;砂子為河 沙，中砂，細(xì)度模數(shù)2. 5,含泥量〈1 % ;中石子為碎石，連續(xù)級配5-20 ;水為自來水。將以上 材料按JGJ55-2011設(shè)計而成）；試驗(yàn)1是指在基準(zhǔn)試驗(yàn)所設(shè)計的混凝土配合比中加入高減 水型聚羧酸減水劑母液即PC-1，當(dāng)坍落度為150即和基準(zhǔn)試驗(yàn)相同時所需的用水量，減水 率為3次平行試驗(yàn)的平均值，其體現(xiàn)的效果為：在滿足相同坍落度的情況下，使用PC-1能夠 大大減少用水量；試驗(yàn)2是指配制的另一批次的PC-1，為試驗(yàn)1的平行試驗(yàn)，其效果和試驗(yàn) 1 一樣，結(jié)合基準(zhǔn)試驗(yàn)、試驗(yàn)1、試驗(yàn)2能夠直觀的看出在混凝土中加入PC-1，在達(dá)到相同坍 落度時能大大減少用水量，即可看出母液PC-1具有高減水性，其減水率高達(dá)37. 5%。
[0036] (2)配制PC-2 :取330g異戊烯醇聚氧乙烯醚和338g去離子水放入四口燒瓶，攪 拌并將四口燒瓶放入60°C水浴鍋，等異戊烯醇聚氧乙烯醚完全溶解且其水溶液溫度達(dá)到 60°C，加入H202(50% )0. 9g，5分鐘后開始滴加 A'、B'溶液，A'溶液滴加3h，B'溶液滴加 3. 5h。A'、B'溶液可先配制好，A'溶液為28g丙烯酸、32g丙烯酸羥乙酯和100g水，B'溶 液為〇. 6gV。、1. 2g巰基丙酸和140g去離子水。滴加完畢后保溫lh，保溫完畢后降溫至40°C 以下，加入Na0H(30% )63g，出料得到lkgPC-2,其濃度為40%。
[0037] 為了說明緩釋型聚羧酸減水劑母液的緩釋型效果，根據(jù)《GB/T8077-2000混凝土 外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》設(shè)計水泥凈漿流動度實(shí)驗(yàn)，其測試結(jié)果參見表2所示。
[0038] 表2 PC-2流動度測試結(jié)果對照表
[0040] 表2以PC-1作為對照，對凈漿流動度進(jìn)行對照和比較，從表2可以看出，添加 PC-1 的混凝土，其初始凈漿流動度為248mm，1小時凈漿流動度為203mm，到2小時時已經(jīng)銳減為 115_ ;而添加 PC-2的混凝土，其初始凈漿流動度為168_，1小時凈漿流動度為237_，而 2小時后凈漿流動度仍然保持在231mm，與1小時幾乎沒有差別，由此可以看出，添加母液 PC-2的凈漿流動度較為穩(wěn)定，該P(yáng)C-2具有很好的緩釋性。
[0041] (3)確定PC-1與PC-2的混合比例。
[0042] 在使用過程中，PC-UPC-2各有其特點(diǎn)，并對混凝土的整體性能造成影響，因此，需 對兩者的混合比例進(jìn)行調(diào)控。