含有醚酯型減水劑的混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種建筑材料及其制備方法，尤其涉及一種含有醚酯型減水劑的混凝 土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土是重要的建筑材料，在建筑成本中占有很大的比重，同時，混凝土的強(qiáng)度性 能也直接決定著建筑物的質(zhì)量，但是，隨著作為混凝土中主要成分之一的沙子的資源原來 越緊缺，行業(yè)內(nèi)面臨對劣質(zhì)沙源也即含泥量較大的沙源進(jìn)行提純處理的高成本，或者使用 含泥量較大沙源造成混凝土強(qiáng)度性能降低的兩難境地，優(yōu)質(zhì)沙源的這種緊缺已經(jīng)成為行業(yè) 內(nèi)提高混凝土性能，同時降低或者維持現(xiàn)有成本的瓶頸。
[0003] 減水劑又稱為分散劑或塑化劑，由于使用時可使新拌混凝土的用水量減小，因此 而得名。在現(xiàn)代混凝土技術(shù)領(lǐng)域里，減水劑是改善混凝土流變性能的外加劑之一，已被當(dāng)作 混凝土除水泥、砂、石和水之外的第五組份。選擇恰當(dāng)?shù)臏p水劑，有利于提高混凝土的性能， 降低成本，但是，現(xiàn)有木質(zhì)素環(huán)酸鹽系、萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸鹽系、聚醚系和聚羧酸 系減水劑等都不能保證在含泥量較高的混凝土中仍然能夠提供足夠高的強(qiáng)度和較好的坍 落度保留值性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供了一種含有醚酯型減水劑的高含泥 量混凝土，該混凝土含泥量高，降低了提純石英砂導(dǎo)致的高成本，同時強(qiáng)度和坍落度保留性 能良好。
[0005] 本發(fā)明的含有醚酯型減水劑的混凝土材料按重量份數(shù)包含：水泥熟料350~500， 粉煤灰80~130,膨脹劑20~30,石膏80~120,石灰石50-100, pH值調(diào)節(jié)劑1~2,醚酯 型減水劑8~15,石英砂300~500,石子500-800,其中所述醚酯型減水劑的制備原料包 括：帶有反應(yīng)性不飽和基的聚酯、帶有反應(yīng)性不飽和基的聚乙二醇、丙烯酸、還原劑、鏈轉(zhuǎn)移 劑和引發(fā)劑。
[0006] 優(yōu)選地，所述水泥熟料為硅酸鹽水泥熟料。優(yōu)選地，所述膨脹劑包含硫鋁酸鹽，進(jìn) 一步優(yōu)選地，所述膨脹劑為硫鋁酸鹽，更優(yōu)選為硫鋁酸鈣。優(yōu)選地，所述PH值調(diào)節(jié)劑為硼酸 與三聚磷酸鈉按照1:2的比例得到的混配物。
[0007] 優(yōu)選地，所述石英砂包含粗石英砂、中石英砂和細(xì)石英砂三種級分，且三種級份中 以石英砂的總重量含有泥土 5~7重量％。另外，三種級分的用量比可以為粗石英砂：中石 英砂：細(xì)石英砂的范圍在45~60 : 35~50 : 10~20,其中粗石英砂的粒徑范圍為大于 3mm且小于等于5mm，中石英砂的粒徑范圍為2~3mm，細(xì)石英砂的粒徑范圍為大于Omm且小 于 2mm 〇
[0008] 優(yōu)選地，所述石子中粒徑范圍大于5mm且小于8mm的占40~60重量％，其余為粒 徑大于等于8mm，小于等于IOmm的。
[0009] 優(yōu)選所述減水劑中各組份的重量份數(shù)為：帶有反應(yīng)性不飽和基的聚酯0. 5-1. 5、 帶有反應(yīng)性不飽和基的聚乙二醇120-160、丙烯酸10-20、還原劑0. 3-0. 5和鏈轉(zhuǎn)移劑 0. 3~0, 5〇
[0010] 更優(yōu)選地，所述減水劑中帶有可反應(yīng)性不飽和基的聚酯的重量份數(shù)為〇. 8-1. 0、帶 有可反應(yīng)性不飽和基的聚乙二醇140-150、丙烯酸14-15。
[0011] 優(yōu)選地，所述減水劑的制備包括如下步驟：
[0012] -、制備底料
[0013] 將帶有反應(yīng)性不飽和基的聚乙二醇與部分丙烯酸加入到去離子水中攪拌混合均 勻，加入引發(fā)劑，攪拌混合制得底料。
[0014] 二、制備A滴加料
[0015] 將還原劑與鏈轉(zhuǎn)移劑加入去離子水中混合，制得A滴加料。
[0016] 三、制備帶有反應(yīng)性不飽和基的聚酯
[0017] 四、制備B滴加料
[0018] 向去離子水中加入剩余部分的丙烯酸和步驟三中制得的帶有反應(yīng)性不飽和基的 聚酯，混合均勻以后得所述B滴加料。
[0019] 五、減水劑制備
[0020] 向步驟一制備得到的底料中勻速滴加A滴加料和B滴加料，滴加完成以后恒溫反 應(yīng)一段時間，不加入部分水，滴加減性溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，制得所述減水劑。
[0021] 優(yōu)選地，步驟一中加入的丙烯酸的重量份數(shù)為5-8,步驟四中加入的丙烯酸的重量 份數(shù)為8-12。
[0022] 優(yōu)選地，步驟三中所述的帶有反應(yīng)性不飽和基的聚酯為聚乙二醇甲基丙烯酸酯， 更優(yōu)選地，其制備原料包括聚乙二醇單甲醚、甲基丙烯酸、對甲苯磺酸、吩噻嗪。
[0023] 優(yōu)選所述帶有可反應(yīng)性不飽和基的聚酯為聚乙二醇丙烯酸酯（優(yōu)選分子量為 500-2000,更優(yōu)選為1000-1500)、聚乙二醇甲基丙烯酸酯（優(yōu)選重均分子量為500-2000， 更優(yōu)選為1000-1500)，所述聚乙二醇丙烯酸酯和聚乙二醇甲基丙烯酸酯優(yōu)選對甲苯磺酸改 性；所述帶有可反應(yīng)性不飽和基的聚乙二醇為異丁烯基聚乙二醇、烯丙基聚乙二醇，優(yōu)選重 均分子量為1000-10000,更優(yōu)選為1000-5000 ;所述鏈轉(zhuǎn)移劑為甲基丙烯磺酸鈉、巰基丙酸 或其組合；所述引發(fā)劑為過氧化物或雙氧水，更優(yōu)選雙氧水與過氧化物的組合；所述還原 劑為維生素C。
【具體實施方式】
[0024] 減水劑制備實施例1
[0025] 一、制備底料
[0026] 在120千克去離子水中加入145千克異丁烯基聚乙二醇和6千克丙烯酸，攪拌混 合均勻制得混合物，將該混合物升溫到20°C，然后向該混合物中加入27. 5 %的雙氧水800 克和過硫酸銨80克，攪拌混合制得底料。
[0027] 二、制備A滴加料
[0028]向40千克去離子水中加入0. 4千克維生素C和0. 48千克巰基丙酸（鏈轉(zhuǎn)移劑）， 制得A滴加料。
[0029] 三、制備改性聚乙二醇甲基丙烯酸酯
[0030] 將800克聚乙二醇單甲醚（分子量為1200)加入無水干燥釜中，攪拌混合均勻，加 入吩噻嗪0. 53克，甲基丙烯酸232克和對甲苯磺酸21. 3克，密封升溫至120°C，酯化6. 5小 時，在這6. 5小時的酯化過程中，第2小時的時候第1次抽真空，再反應(yīng)1小時45分鐘，第 2次抽真空，再反應(yīng)1小時，第3次抽真空，降溫到80°C，加入抽真空的廢液，即得改性聚乙 二醇甲基丙烯酸酯。
[0031] 四、制備B滴加料
[0032] 向26千克去離子水中加入8. 6千克丙烯酸和1千克聚乙二醇甲基丙烯酸酯，混合 均勻以后得所述B滴加料。
[0033] 五、減水劑制備
[0034] 向步驟一制備得到的底料中勻速滴加A料和B料，其中A料和B料的滴加時間控 制在3-3. 5小時，滴加完成以后將所得混合物的溫度控制在40°C，恒溫老化反應(yīng)1小時，補(bǔ) 加入84千克水，滴加濃度為60%的氫氧化鈉溶液4千克，滴加時間為30分鐘，最后攪拌反 應(yīng)30分鐘，制得所述減水劑。
[0035] 減水劑制備實施例2
[0036] 其它條件與減水劑制備實施例1相同，不同之處在于步驟三中制備聚乙二醇丙烯 酸酯，而不是改性聚乙二醇丙烯酸酯，其中所述聚乙二醇丙烯酸酯的制備步驟包括：
[0037] 將800克聚乙二醇單甲醚（分子量為1200)加入無水干燥釜中，攪拌混合均勻，加 入吩噻嗪0. 45克，甲基丙烯酸232克，密封升溫至100°C，酯化6.5小時，在這6.5小時的 酯化過程中，第2小時的時候第1次抽真空，再反應(yīng)1小時45分鐘，第2次抽真空，再反應(yīng) 1小時，第3次抽真空，降溫到80°C，加入抽真空的廢液，即得聚乙二醇甲基丙烯酸酯。
[0038] 減水劑制備實施例3
[0039] 其它條件與減水劑制備實施例1相同，不同之處在于步驟三中用194克丙烯酸代 替232克甲基丙烯酸，相應(yīng)地制得改性聚乙二醇丙烯酸酯。
[0040] 減水劑制備實施例4
[0041] 其它條件與減水劑制備實施例1相同，不同之處在于聚乙二醇甲基丙烯酸酯的用 量為2千克，而非1千克。
[0042] 減水劑制備實施例5
[0043] 其它條件與減水劑制備實施例1相同，不同之處在于聚乙二醇甲基丙烯酸酯的用 量為1. 5千克，而非1千克。
[0044] 減水劑制備對比例1
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