一種新型混凝土增強(qiáng)劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及混凝±添加劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種新型混凝±增強(qiáng)劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著混凝±技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們期望混凝±具有更優(yōu)異的性能，如高強(qiáng)度、高工 作性和和高耐久性。除了普通C10、C30、C40外，如C60、C80等高性能混凝±的出現(xiàn)如引起了 國內(nèi)外學(xué)者及工程師的興趣，并且已經(jīng)應(yīng)用在核電核島、海工結(jié)構(gòu)、高層建筑、高架橋和防 滲墻工程中。國內(nèi)對高強(qiáng)高性能混凝±的研究及應(yīng)用起步較晚，但是近十年來高性能混凝 ±的研究和應(yīng)用發(fā)展非常迅速，新型、高效、復(fù)合功能型混凝±外加劑的不斷開發(fā)也促進(jìn)了 高性能混凝±的發(fā)展。
[0003] 高效外加劑是現(xiàn)代混凝±不可缺少的組分之一。自60年代初期日本和德國開始應(yīng) 用W來，在世界各國得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，并成為繼鋼筋混凝±、預(yù)應(yīng)力混凝±之后， 混凝±技術(shù)的第Ξ次突破。應(yīng)用高效減水劑除了可節(jié)省水泥和能源，提高施工速度和施工 質(zhì)量，改善工藝和勞動(dòng)條件外，更重要的是使混凝±獲得了前所未有的高性能?？蒞說，沒 有高效外加劑，就沒有高性能混凝上。隨著混凝上工程技術(shù)的發(fā)展，對混凝上性能提出了許 多新的要求。如累送混凝±要求高的流動(dòng)性;冬季施工要求高的早期強(qiáng)度;高層建筑、海洋 結(jié)構(gòu)要求高強(qiáng)、高耐久性。運(yùn)些性能的實(shí)現(xiàn)，需要應(yīng)用高性能外加劑。由于外加劑對混凝± 技術(shù)性能的改善，它在工程中應(yīng)用的比例越來越大，不少國家使用滲外加劑的混凝±已占 混凝±總量的60%~90%。因此，外加劑也就逐漸成為混凝±中的第五種成分。
[0004] 由于一般外加劑存在滲量較大、減水率不夠高、增強(qiáng)效果不甚顯著、和水泥的適應(yīng) 性不廣、混凝±巧落度損失較大;尤其是在生產(chǎn)過程中要采用一些有毒有害化學(xué)物質(zhì)，存在 不利于可持續(xù)發(fā)展等缺點(diǎn)，從而部分地制約了進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。因而研發(fā)高性能功能復(fù) 合型添加劑成為當(dāng)務(wù)之急，也是目前國內(nèi)外的研發(fā)熱點(diǎn)。
[000引與糞系、蜜胺類外加劑相比，新型高效、復(fù)合功能型混凝±外加劑的作用機(jī)理有所 不同，其具有梳形分子結(jié)構(gòu)，主鏈上帶有多個(gè)活性基團(tuán)，并且極性較強(qiáng)，側(cè)鏈帶有親水的活 性基團(tuán)。主鏈吸附于水泥粒子表面，通過電荷排斥將水泥粒子與水分開;側(cè)鏈對水泥粒子和 水進(jìn)行空間阻隔，達(dá)到極高的減水率，并增加混凝±的黏聚性，改善混凝±的勻質(zhì)性。主鏈 越長、側(cè)鏈越短的外加劑保持性能越好;主鏈越短、側(cè)鏈越長的外加劑減水率越高；生產(chǎn)時(shí) 可通過調(diào)整主鏈和側(cè)鏈的長度，滿足不同的混凝±工作性、保持性能和混凝±的黏度要求。 由于主鏈并不將水泥粒子表面全部覆蓋，因此未覆蓋部分可進(jìn)行水化，隨著堿度的增加，破 壞了電荷排斥和空間阻隔，水泥可迅速水化，所W此種類型的外加劑既有較長的工作性保 持性能，又不影響混凝±的正常凝結(jié)。
[0006]正是由于其特殊的作用機(jī)理，在較低滲量的情況下能夠極大地提高和有效地控制 混凝±的工作性，混凝±塑化能夠保持更長的時(shí)間，混凝±拌合物像液體樣柔軟，混凝±內(nèi) 聚力強(qiáng)(不離析、分散或泌水），同時(shí)可W根據(jù)需要調(diào)整凝結(jié)時(shí)間和含氣量。硬化后的混凝± 具有高強(qiáng)、低收縮、低滲透性，具有較好的抗碳化和化學(xué)侵蝕性及均勻一致的混凝±表面。
[0007] 近幾年，隨著我國房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，預(yù)拌混凝±也得到了很大的發(fā)展空間，各 地的混凝±攬拌站數(shù)量日益增多，運(yùn)也加大了預(yù)拌混凝±生產(chǎn)企業(yè)的市場競爭，比質(zhì)量、比 價(jià)格已逐漸成為業(yè)內(nèi)的共識(shí)。國內(nèi)外研究資料表明，在常規(guī)的環(huán)境下，混凝±中約有10% ~30%的水泥是不能正常發(fā)揮功效的，運(yùn)部分只能起到填充料作用的水泥，是混凝±應(yīng)用 中最大的成本浪費(fèi)?；炷涝鰪?qiáng)劑就是一種新型的混凝±外加劑，它的反應(yīng)性能極強(qiáng)，滲入 混凝±中能夠充分分布至混凝±骨料及水泥漿體的界面區(qū)域，充分激發(fā)二氧化娃和A1203 與水泥水化生成的化(0H) 2發(fā)生多次水化，產(chǎn)生CS成疑膠體，使CS成疑膠體比普通混凝±多出 數(shù)倍，從而大大提高了混凝±的強(qiáng)度、耐久性等性能。在保證混凝±綜合性能的情況下，滲 量為膠凝材料的0.6%~1.0%，與基準(zhǔn)混凝±比對，可減少水泥用量12%~20%。
[0008] 本發(fā)明旨在提供一種新型混凝±增強(qiáng)劑，其是一種針對預(yù)拌混凝±各類材料和減 水劑的某些特性，特別開發(fā)出的"改善混凝±施工性能、增加混凝±強(qiáng)度和提高混凝±耐久 性"為主導(dǎo)目的的新型混凝±外加劑，可W讓水泥顆粒充分地分散，防止團(tuán)聚在一起，進(jìn)而 加速水泥的水化過程，并能使減水劑對水泥顆粒的有效吸附能力增強(qiáng)，從而進(jìn)一步擴(kuò)大水 泥顆粒的分散性，增強(qiáng)減水劑的使用效果。在保證混凝±綜合性能的情況下，滲量僅為膠凝 材料的0.6%，可降低水泥用量10%-15%水泥用量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 基本發(fā)明的目的在于提供一種新型混凝±增強(qiáng)劑。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0011] -種新型混凝±增強(qiáng)劑，其由W下方法制備而成：
[001引（1)配置2.4~3.3mol/L的丙締酷胺(AM冰溶液，添加所需的添加劑，調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè) 10-50°C聚合溫度，吹入氮?dú)獬?，加入APS-PMS引發(fā)體系，采用片狀聚合工藝聚合一段時(shí)間 即可得到PAM膠體，加入氨氧化鋼和水進(jìn)行稀釋；
[0013] (2)采取甲基化和氨基化兩步法改性；
[0014] 選擇甲醒和二甲胺作為甲基化的原材料，控制PAM濃度1 %，PAM:甲醒:二甲胺為1: 1:1.25(摩爾比）、反應(yīng)溫度70°C、反應(yīng)時(shí)間化；
[001引（3)制備娃溶膠：
[0016] a、引入單體，在納米二氧化娃粒子表面引入可聚合的碳-碳雙鍵，利用化學(xué)反應(yīng)合 成納米二氧化娃粒子表面帶有可聚合碳-碳雙鍵的單體，通過單體與相應(yīng)的乙締基單體共 聚直接合成復(fù)合材料。此種方法的特點(diǎn)是接枝率高，W此法進(jìn)行修飾，將表面接有可反應(yīng)基 團(tuán)的二氧化娃粒子分散在單體的溶液中，在其表面引發(fā)單體聚合形成聚合物鏈；
[0017] b、引入引發(fā)劑，在納米二氧化娃粒子表面引入具有引發(fā)活性的化合物，由此引發(fā) 劑引發(fā)奇特可聚合的單體聚合，在納米二氧化娃粒子表面長出聚合物鏈。根據(jù)二氧化娃表 面可利用的反應(yīng)基團(tuán)，實(shí)施表面聚合生長接枝的主要方法采用二氧化娃表面修飾雙鍵，進(jìn) 行自由基聚合反應(yīng)；
[0018] C、二氧化娃納米離子型（NIMs)材料的制備，二氧化娃NIMs是有機(jī)-無機(jī)雜化而成 的一個(gè)納米級的二氧化娃核，經(jīng)過表面酸化處理，由帶相反電荷的殼層組成。運(yùn)層柔軟的殼 層用作有效的懸浮介質(zhì)或流變介質(zhì)，從而可W賦予二氧化娃顆粒的流變性能；
[0019] (4)在聚丙締酷胺水溶液加入娃溶膠混合；
[0020] (5)質(zhì)量檢驗(yàn)，入成品罐。
[0021 ]本發(fā)明的有益之處在于：
[0022] (1)基于分子設(shè)計(jì)和粒子設(shè)計(jì)思路，利用分散聚合、功能化分步改性技術(shù)得到影響 減水、引氣、緩凝的梳形聚合物的主鏈鏈長和官能團(tuán)及納米共混技術(shù)合成全新的水基丙締 酸酷胺系納米二氧化娃雜化混凝上增強(qiáng)劑。
[0023] (2)獨(dú)特的低成本納米無機(jī)高性能制備技術(shù)，得到與有機(jī)丙締酷胺/丙締酸系相 容性良好的納米級二氧化娃復(fù)配材料。
[0024] (3)具有完全水性無溶劑、水泥減量比例大;特別適合于各類預(yù)拌商品混凝±;等 級抗?jié)B、高強(qiáng)度、海工防腐等增強(qiáng)和耐久特種混凝±的生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0025] 圖1為不同引發(fā)劑對PAM分子量的影響；
[0026] 圖2為不同引發(fā)劑對轉(zhuǎn)化率的影響；
[0027] 圖3為反應(yīng)體系溫度隨時(shí)間變化；
[0028] 圖4為單體濃度對分子量的影響；
[0029] 圖5為沉降速度、色值、混濁度和因素的關(guān)系。
[0030] 圖6為本發(fā)明混凝±增強(qiáng)劑的制備工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】 [0031 ] 實(shí)施例1:
[0032] 研究基于高分子量水基丙締酷胺的聚合合成:包括單體體系、交聯(lián)劑體系、復(fù)合引 發(fā)劑體系、溫度、K1等合成條件優(yōu)化和分析測試技術(shù)。
[0033] 水溶液聚合法是聚丙締酷胺(PAM)工