[发明专利]一种复合缓凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种复合缓凝剂及其制备方法。

背景技术

缓凝剂是一种能推迟水泥水化反应,从而延长混凝土的凝结时间,使新拌混凝土较长时间保持塑性,方便浇注,提高施工效率,同时对混凝土后期各项性能不会造成不良影响的外加剂。缓凝剂能够延缓水泥的凝结硬化，可以使混凝土拌合物在较长时间保持塑性，以利于混凝土的运输、浇筑和振捣；可以推迟水化温峰出现的时间，降低水化温峰值，防止大体积混凝土出现温度裂缝；可以调整高效减水剂与水泥的适应性，减少混凝土拌合物坍落度损失。因此，缓凝剂在夏季施工混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土等工程中广泛使用。

缓凝剂的种类按其化学成可分为无机缓凝剂和有机缓凝剂两大类。大多数无机缓凝剂是电解质盐类，在水溶液中电离出带电离子，产生置换和凝聚作用，在水泥的凝结硬化过程中产生难溶的膜层，阻止水泥的水化，产生缓凝效果。而多数有机缓凝剂有表面活性,它们在固-液界面上产生吸附,改变固体粒子表面性质;或是通过分子中亲水基团吸附大量水分子形成较厚的水膜层,使晶体从相互接触到屏蔽,改变了结构形成过程;或是通过其分子中的某些官能团与游离的Ca生成难溶性的钙盐吸附于矿物颗粒表面,从而抑制水泥的水化进程,起到缓凝效果。大多数无机缓凝剂能与水泥生成复盐(如钙矾石),沉淀于水泥矿物颗粒表面,抑制水泥水化。

复合类缓凝剂由几种缓凝剂产品复配而成，其目的是为了获得仅使用单一产品时不能得到的性能。由于生产工艺简单、成本较低、性能优良，现场实际使用的缓凝剂多是复合物。复合缓凝剂主要有三方面的功用：延长稠化时间，使之随加量、温度变化可调；扩大缓凝剂适用温度范围；使缓凝剂具有其他性能，如分散性、悬浮性等。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合缓凝剂及其制备方法，通过对缓凝剂的选择，将有机缓凝剂、无机缓凝剂和高效减水剂按比例复合，具有较强的缓凝效果，且可以通过掺量来调节混凝土的凝结时间，凝结时间从5h～150h可调，应用范围广。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种复合缓凝剂，组分及各组分的质量份数如下：磷酸钠10～20份，氢氧化铝5～10份，亚硝酸钠4～8份，钛酸钙1～3份，马来酸酐2～6份，膦丁烷三羧酸1～3份，蔗糖1.5～2.8份，己糖酸钙2～5份，交联抑制剂0.2～0.8份，水4～10份。

所述复合缓凝剂的制备方法，包括如下步骤：

1）磷酸钠、氢氧化铝、亚硝酸钠和钛酸钙按比例加入反应釜中，搅拌30min～60min；

2）将蔗糖、己糖酸钙加入水中，升温至60℃～80℃搅拌20min～30min，加入马来酸酐和膦丁烷三羧酸，在80℃～90℃温度下搅拌反应1～2h；

3）将步骤1）和步骤2）的产物与交联抑制剂一并加入到反应釜中，低速搅拌5～10min，得复合缓凝剂。

所述的交联抑制剂为甲酸或者苯甲酸。

所述的复合缓凝剂，组分及各组分的质量份数优选如下：磷酸钠10～20份，氢氧化铝5～10份，亚硝酸钠4～8份，钛酸钙1～3份，马来酸酐2～6份，膦丁烷三羧酸1～3份，蔗糖1.5～2.8份，己糖酸钙2～5份，丙烯酸0.5～3.4份，聚氧化乙烯3～6份，交联抑制剂0.2～0.8份，水4～10份。

所述的复合缓凝剂，组分及各组分的质量份数优选如下：磷酸钠12～18份，氢氧化铝6～8份，亚硝酸钠5～7份，钛酸钙1.5～2.5份，马来酸酐3.3～4.6份，膦丁烷三羧酸1.4～2.6份，蔗糖1.9～2.1份，己糖酸钙2.7～4.5份，丙烯酸1.3～2.6份，聚氧化乙烯4～5份，交联抑制剂0.4～0.6份，水6～8份。

所述的复合缓凝剂，组分及各组分的质量份数优选如下：磷酸钠14份，氢氧化铝6.6份，亚硝酸钠5.8份，钛酸钙2.2份，马来酸酐3.8份，膦丁烷三羧酸1.8份，蔗糖2份，己糖酸钙3.3份，丙烯酸1.8份，聚氧化乙烯4.3份，交联抑制剂0.5份，水7份。

所述的复合缓凝剂的制备方法，包括如下步骤：

1）磷酸钠、氢氧化铝、亚硝酸钠和钛酸钙按比例加入反应釜中，搅拌30min～60min；

2）将蔗糖、己糖酸钙加入水中，升温至60℃～80℃搅拌20min～30min，加入马来酸酐和膦丁烷三羧酸，在80℃～90℃温度下搅拌反应1～2h；

3）将丙烯酸和聚氧化乙烯加入反应釜中，搅拌升温，在100℃～120℃下反应40min～70min；