[发明专利]一种用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂及其制备方法，属于建筑材料中水泥混凝土外加剂技术领域。

背景技术

水泥混凝土作为土木工程领域主要的材料之一，在工民建、交通基础设施建设、海洋工程等领域中具有广泛的应用。

与日俱增的大型土木工程结构对混凝土的消耗也呈现急剧增长趋势，致使作为原材料的石子和沙子日渐枯竭，品质下降，级配偏离混凝土的使用标准。

在混凝土中掺入适当的化学添加剂，能显著提高混凝土的和易性和性能，节约水泥，降低成本。因此，混凝土外加剂已成为优化配合比涉及和提高结构耐久性的一项重要措施。

专利CN103739223B公开了一种缓释微胶囊型混凝土外加剂及其制备方法，采用孔隙载体在外加剂溶液中搅拌分散，充分干燥获得缓释微胶囊型混凝土外加剂，可使混凝土的坍落度在5h内不损失，减少混凝土离析和泌水。

专利CN102838315B公开了一种混凝土增强就、配制方法、应用及组合物，它是由聚丙烯酰胺共聚物水溶液和配合剂组成，对钢筋无锈蚀危害，适量加入混凝土中可提高混凝土的强度等级。

混凝土材料性能大幅度改善和提高促进我国建设施工技术的水平和服务的提升，这一定程度上依赖于化学外加剂种类和性能的提高。经检索有关用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂及其制备方法的专利还未见报道。

发明内容

针对混凝土原材料品质差对其拌和过程中造成和易性差的问题，本发明的目的是提供一种用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂，使其能够有效满足高性能混凝土结构的技术性能要求和现代化施工工艺。

本发明的另一目的是提供所述离析泌水抑制剂的制备方法。该方法无需外部能源，利用各组分发生化学反应的焓变驱动合成，工艺路线简单、节约能源、降低了生产成本。

本发明所述的用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂，由有机高分子和配合剂组成，其特征在于：所述有机高分子材料的组分及含量以重量份计为丙烯酸18～25份、丙烯酰胺3～5份；所述配合剂的组分及含量以重量份计为引发剂0.05份、氧化剂1.4～1.6份、还原剂1.0～1.2份、链转移剂0.005～0.008份、碱5～10份。

其中，所述引发剂优选过硫酸铵或亚硫酸氢钠；所述氧化剂优选双氧水或者高锰酸钾；所述还原剂优选维生素C；所述链转移剂优选巯基丙酸；所述碱优选氢氧化钠。

本发明所述用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂的制备方法，步骤是：

(1)以重量份计，分别称取引发剂过硫酸铵或亚硫酸氢钠0.05份，碱5份，丙烯酸18～20份，水40份，一起加入到配有温度计、搅拌器和滴加装置的四口烧瓶中，搅拌均匀；

(2)以重量份计，分别称取浓度为5％双氧水或者高锰酸钾1.4～1.6份作为氧化剂，1.0～1.2份还原剂维生素C及链转移剂巯基丙酸0.005～0.008份，一并滴加到步骤(1)制得的溶液中，控制反应1～1.5小时，得到生成有大分子量的聚丙烯酸钠的溶液；

(3)以重量份计，分别称取5份丙烯酸，3～5份丙烯酰胺，23份的水，再一并加到步骤(2)制得的溶液中，继续反应3～5小时，静置1小时；

(4)向步骤(3)制得的溶液中加入碱，调节溶液的pH值为6～8，即得到用于水泥混凝土离析泌水抑制剂产品。

上述用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂的制备方法中，步骤(2)所述的滴加过程选择在工艺控制范围内的匀速滴加或者分速滴加，但是滴加过程的原则是使反应过程生成大分子量且分子量相对稳定的聚丙烯酸钠，并且能够共聚酰胺基团。

本发明公开的用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂的制备方法中，详细的实施方式及原理是：步骤(2)中先加入部分原材料然后滴加氧化剂、还原剂及链转移剂是为了先在合成过程中得到部分的大分子量的聚丙烯酸钠，作为用于调节混凝土的和易性的有效成分；步骤(3)中还有部分丙烯酸活性单体在后续的滴加合成部分与酰胺基团经过内聚反应生成离析泌水抑制剂的有效成分；步骤(4)加碱是为了调节溶液的pH值和中和稳定部分未反应的分子，目的是为了产品的稳定性和适用的广泛性。

本发明提供的用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂兼具有调节水泥混凝土黏度和和易性的作用与抑制水泥混凝土离析泌水的作用。

本发明公开的用于水泥混凝土的离析泌水抑制剂的制备方法中的原材料没有特殊的限制，尤其是氧化还原部分的原材料可以根据实际情况进行选择，本领域的技术人员可以根据需要进行功能性替换。