[发明专利]一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法。

背景技术

随着高等级公路交通现代化建设的快速发展，水泥混凝土路面已经放到了道路建设的重要位置，路基缓凝水泥用于公路路基，用来稳定砂砾、碎石，水泥含量一般为5%，不宜超过混合料总量的6%。由于道路施工拌料、铺平、压实等时间较长，必须在水泥凝结时间到来之前完成，用户根据现场施工状况要求，水泥凝结时间需要延长，一般情况下根据施工要求水泥初凝时间应大于3.5h，终凝时间不小于6h。

然而，因为缓凝水泥自身的特性及其在生产组织过程中的诸多不便，水泥厂一般不愿直接生产该品种水泥，而是通过以下两种途径来获得：一是在粉磨水泥时掺入少量缓凝材料，达到延缓水泥凝结时间的目的．但所掺之缓凝剂应对混凝土施工的工作性能及其耐久性、安全性无不良影响，现有技术中已公开了三乙醇胺、蔗糖、过磷酸钙，三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸等作为缓凝剂使用；二是在粉磨水泥时，使用经过预处理的磷石膏代替或部分代替二水石膏作为调凝剂，并复掺部分混合材（如石灰石、粉煤灰等），以达到延缓水泥凝结时间的目的。

但是随着高速公路的快速发展，因其施工的特殊性，不仅仅是对其凝结时间有要求，对水泥的强度等性能也提出了具体的要求：一方面要求初凝、终凝时间较长；另一方面要求使用大型回转窑厂生产的水泥，水泥的3d和28d富余抗压强度必须稳定在4.0MPa~7.0MPa之间。采用上述两种方式得到的缓凝水泥并不能在保证缓凝时间的同时提高水泥的强度等性能，无法满足现代高速公路发展的需要，不利于其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂及其制备方法，本发明提供的缓凝助磨剂能够延缓了水泥的凝结时间，且改善水泥的物理性能，利于其在高等级公路等建设中的应用。

本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂，包括以下组分：

20wt%~30wt%的木质素磺酸盐；

3wt%~10wt%的氧化剂；

5wt%~15wt%的接枝改性剂；

0.1wt%~0.5wt%的引发剂；

4wt%~12wt%的胺化改性剂；

3wt%~12wt%的甲醛；

2wt%~10wt%的极性化合物；

余量为水。

优选的，所述接枝改性剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、丙烯醇、丙烯酰胺和甲基丙烯磺酸钠的一种或者多种。

优选的，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。

优选的，所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾和硝酸中的一种或者多种。

优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或者多种。

优选的，所述胺化改性剂为二甲胺、乙二胺和三乙撑四胺的一种或者多种。

优选的，所述极性化合物为丙三醇、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、二乙二醇和水杨酸的一种或者多种。

本发明提供了一种用于缓凝水泥的缓凝助磨剂的制备方法，包括以下步骤：

a）将所述木质素磺酸盐与氧化剂混合，进行氧化反应；

b）将所述步骤a）得到的氧化反应液与接枝改性剂和引发剂混合，进行接枝反应；

c）在碱性条件下，将所述步骤b）得到的接枝反应液与甲醛、胺化改性剂和极性化合物反应，得到缓凝助磨剂。

优选的，所述步骤a）中氧化反应的温度为80℃~100℃；

所述氧化反应的时间为1h~3h。

优选的，所述步骤c）为：

c1）将所述步骤b）得到的接枝反应液与碱性物质混合，向其中加入甲醛和胺化改性剂，反应后得到混合溶液；

c2）向所述步骤c1）得到的混合溶液中加入极性化合物，反应后得到缓凝助磨剂；

所述步骤c1）中的反应温度为85℃~100℃，反应时间为2h~5h；

所述步骤c2）中的反应温度为85℃~100℃，反应时间为1h~3h。