一种混凝土引气剂的制备方法

文档序号:1940045
专利名称:一种混凝土引气剂的制备方法
技术领域
本技术发明涉及一种混凝土引气剂的制备方法,属于建筑行业领域, 主要应用于混凝土工程。
背景技术
在混凝土工程中谨慎地使用 一定量的引气剂,能在新拌混凝土中产生 一定量的微细圆形封闭气泡,这对提高混凝土的流动性、和易性,减少拌和 物的离析和泌水,提高混凝土的均匀性、耐久性(抗渗性、抗冻性)都是十分 有益的。还可以降低外加剂和混凝土的成本。优良引气剂的研究和应用是 我国混凝土及其外加剂发展的必然趋势。
目前我国使用的引气剂主要有三种即十二烷基苯磺酸、三帖皂苷类 及松香热聚物引气剂。这三种引气剂的作用都是在预拌混凝土中引入空气, 在混凝土内部产生气泡。十二烷基苯磺酸类所产生的气泡体积大,消泡时间 短、气泡的稳定性差,只能改善混凝土拌和物的和易性或起到减少泌水的 作用,气泡随时间的延长不断破碎积聚成大气泡,如果在混凝土浇注时不注 意振捣工序排出气泡,会影响到建筑物的表观质量,因此十二烷基苯磺酸类 引气剂不能明显提高混凝土的耐久性。三帖皂苷类及松香热聚物引气剂相 对比,三帖皂类引气剂所产生的气泡泡壁厚,气泡单分子崩压强度高于松 香热聚物引气剂,从表面看来,似乎是其气泡质量好于松香热聚物引气剂, 由于引气剂在混凝土拌和物中起到象滚珠一样的润滑作用,从而改善混凝 土和易性、可泵性及减少泌水。而三帖苷皂类引气剂所产生的气泡泡壁较 厚、强度高、气泡的积聚性强,相互之间的阻力大,因此不能有效的均匀分 散到混凝土内部,从而使其在改善混凝土拌和物的和易性、可泵性及减少泌水方面反而不及松香热聚物引气剂。

发明内容
本发明的目的是为克服目前混凝土引气剂存在的不足,提供一种发泡 效果好、气泡均匀、稳定、能充分改善混凝土和易性、可泵性及减少泌水 的混凝土引气剂的制备方法。本发明可广泛应用于钢筋混凝土、 土木结构、 公路、桥梁、房屋建筑等混凝土工程。
本发明提出的混凝土引气剂,由月桂酰肌氨酸钠、椰油酸二乙醇酰胺、 聚乙二醇、骨胶组成。
各组份的一般重量比为 月桂酰肌氨酸钠 100 椰油酸二乙醇酰胺 6-12 聚乙二醇 5-13 骨胶 6-14 进一步,各组分的质量百分比组成为 月桂酰肌氨酸钠 100 椰油酸二乙醇酰胺 7-11 聚乙二醇 6-11 骨胶 7-12 进一步,各组分的质量百分比组成为 月桂酰肌氨酸钠 100 ' 8-10
7- 9
8- 10
:的分子量介于600-4000之间。
椰油酸二乙醇酰胺
聚乙二醇
骨胶
本发明所加入聚乙二i
本发明所用月桂酰肌氨酸钠的合成方法是在配有搅拌装置、温度计、氮气出入口的密闭容器中加入一定量的月桂酸,通入氮气,加热至160°C, 而后向其中快速加入肌氨酸钠(月桂酸肌氨酸钠=1: 1,摩尔比),加入 1%肌氨酸钠量的肌氨酸为催化剂,把混合物加热至170°C,在氮气保护下 反应3小时,即得到转化率为96。/。的月桂酰肌氨酸钠。
本发明的制备方法是:按前述重量比例称量各组份,将四种原料通过物 理机械混合搅拌,并用水调至固含量为30±1%的溶液。
本发明中,月桂酰肌氨酸钠是一种表面活性剂,作为引气和减水组分, 当月桂酰肌氨酸钠溶于水后,分子就定向排列在气一液界面上,降低了溶 液的表面张力,从而使新界面或气泡的产生变得更容易,能使混凝土在搅 拌过程中引入直径为30-400Mm的气泡,气泡占混凝土总体积的3. 0%-8. 0%, 而混凝土的用水量可以减少7%-10%。椰油酸二乙醇酰胺的作用在于它能吸 附在由月桂酰肌氨酸钠产生的气泡内表面,阻止混凝土浸水过程中水分向 气泡内部的浸透,使气泡内部的水分不致过满,具有稳泡和的作用。聚乙 二醇和骨胶能够增加气泡壁厚和增加液相介质粘度,有助于增强由月桂酰 肌氨酸钠引入的气泡的稳定性,使气泡在混凝土停放、振捣过程中稳定存 在于混凝土内部而不至于聚集、逸散。
本发明引气剂为固含量30±1%的浅黄色水溶液,其在混凝土中的适宜 掺入量为水泥(包括矿物掺合料)重量的0. 02%~0. 4%,具体掺量应根据混 凝土内部所需的气泡量通过试验确定。
本发明引气剂在使用时,与其它外加剂一起直接加入混凝土或溶解于 水中后加入混凝土中进行搅拌即可。搅拌时间一般比正常搅拌时间略有延 长,其它搅拌工序保持不变。
本发明引气剂的应用性能试验原料如下
水泥为临沂沂州水泥集团生产的P. II42.5R型水泥,比表面积 310mVkg;砂为沂河砂,细度模数2. 64;石为石灰岩,5-31. 5mm连续粒级。本发明引气剂的优点与效果如下
(1) 生产工艺控制简单、操作方便,具有很广泛的适用性;
(2) 减水率大于6%;
(3) 离析和泌水明显降低;
(4) 当含气量不大于5%时,混凝土抗折强度可提高10-25%;
(5) 抗冻融循环次数可达250次以上;
(6) 其它耐久性如盆结晶压破坏、碱集料反应破坏等也明显改善;
(7) 对钢筋无锈蚀。
本发明的引气剂可以与其它混凝土外加剂复合使用,如引气减水剂, 高效混凝土引气减水剂,混凝土缓凝剂,混凝土早强剂,混凝土消泡剂, 混凝土增稠剂,混凝土防水剂,混凝土泵送剂,混凝土膨胀剂等。
本发明具有水溶性强、与任何其他外加剂复合性好、引入气泡平均孔 径较小,气泡稳定性高,对混凝土强度降低较小等特点,用于工民建筑、 公路、铁路、桥梁、隧道、水利工程及耐冻混凝土、砂浆用引气剂。
具体实施例方式下面结合实施例和应用实例对本发明作进一步详细说 明,但它们不是对本发明的限定。
实施例1,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺6份、聚乙二醇5份和骨胶6份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土(不掺加该引气剂的同配合比混凝土,下同)相比,掺加占水 泥质量0. (M'/。的该引气剂,可使混凝土含气量达3. 0%,减水率达5. 0%,泌 水率降低45%,而7d和28d抗压强度比均在98%以上。
实施例2,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺12份、聚乙二醇13份和骨胶14份配制成30±1%的水溶 液,与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气量达3. 2%,减水率达5. 0%,泌水率降低48°/ ,而7d和28d抗压强度 比均在95%以上。
实施例3,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺6份、聚乙二醇13份和骨胶14份配制成30土1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达3. 0%,减水率达4. 0%,泌水率降低46%,而7d和28d抗压强度比均 在98%以上。
实施例4,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺6份、聚乙二醇13份和骨胶6份配制成30±1 / 的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达3. 0%,减水率达5. 0%,泌水率降低47%,而7d和28d抗压强度比均 在98°/。以上。
实施例5,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺6份、聚乙二醇5份和骨胶14份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达3. 5%,减水率达5. 0%,泌水率降低46%,而7d和28d抗压强度比均 在98°/。以上。
实施例6,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺12份、聚乙二醇13份和骨胶6份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达3.5%,减水率达5. 0%,泌水率降低48°/ ,而7d和28d抗压强度比均 在98%以上。
实施例7,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺12份、聚乙二醇5份和骨胶14份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气量达3. 0%,减水率达4. 5%,泌水率降低46°/ ,而7d和28d抗压强度比均 在98%以上。
实施例8,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺12份、聚乙二醇5份和骨胶6份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达3. 5°/ ,减水率达5. 0%,泌水率降低48%,而7d和28d抗压强度比均 在98%以上。
实施例9,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺7份、聚乙二醇6份和骨胶7份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达3. 5%,减水率达5. 5%,泌水率降低54%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例IO,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺11份、聚乙二醇11份和骨胶12份配制成30±1%的水溶 液,与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土 含气量达4. 0%,减水率达6. 0%,泌水率降低58%,而7d和28d抗压强度 比均在95%以上。
实施例ll,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺7份、聚乙二醇11份和骨胶12份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达4. 0%,减水率达5. 0°/。,泌水率降低50%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例l2,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺7份、聚乙二醇11份和骨胶7份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0.04%的该引气剂,可使混凝土含气量达4. 0%,减水率达5. 5%,泌水率降低52%,而7d和28d抗压强度比均 在95°/ 以上。
实施例13,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺7份、聚乙二醇6份和骨胶12份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达4. 5%,减水率达6. 0%,泌水率降低55%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例14,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺11份、聚乙二醇11份和骨胶7份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达4. 0%,减水率达6. 0%,泌水率降低55%,而7d和28d抗压强度比均 在95°/。以上。
实施例15,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺ll份、聚乙二醇6份和骨胶7份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达4. 5%,减水率达6. 0%,泌水率降低58%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例16,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺11份、聚乙二醇6份和骨胶12份配制成30±1 / 的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达4. 0°/。,减水率达5. 5%,泌水率降低58%,而7d和28d抗压强度比均 在95U乂上。
实施例l7,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠100份、椰 油酸二乙醇酰胺8份、聚乙二醇7份和骨胶8份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. (M。/。的该引气剂,可使混凝土含气量达4. 5%,减水率达6. 5%,泌水率降低60%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例18,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺10份、聚乙二醇9份和骨胶10份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达4. 0%,减水率达6. 0%,泌水率降低60%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例19,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺8份、聚乙二醇9份和骨胶8份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达4. 5%,减水率达6. 5%,泌水率降低63%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例20,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺8份、聚乙二醇9份和骨胶10份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达5. 0%,减水率达6. 5%,泌水率降低62%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例21,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺8份、聚乙二醇7份和骨胶10份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达5. 0%,减水率达7. 0%,泌水率降低64%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例22,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺10份、聚乙二醇9份和骨胶8份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04°/ 的该引气剂,可使混凝土含气量达5. 0%,减水率达6. 5%,泌水率降低65%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例23,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺10份、聚乙二醇7份和骨胶8份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达4. 5°/ ,减水率达6. 0%,泌水率降低60%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例24,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺10份、聚乙二醇7份和骨胶10份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达5. 0%,减水率达L 0%,泌水率降低65%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上。
实施例25,本发明混凝土引气剂按重量比月桂酰肌氨酸钠IOO份、椰 油酸二乙醇酰胺9份、聚乙二醇8份和骨胶9份配制成30±1%的水溶液, 与基准混凝土相比,掺加占水泥质量0. 04%的该引气剂,可使混凝土含气 量达5. 0%,减水率达7.5%,泌水率降低67%,而7d和28d抗压强度比均 在95%以上,经"0次冻融循后,抗压强度降低率不大于8%,相对动弹模量达 93% 。
权利要求
1、一种混凝土引气剂,其特征在于由月桂酰肌氨酸钠、椰油酸二乙醇酰胺、聚乙二醇、骨胶组成。各组份的一般重量比为月桂酰肌氨酸钠 100椰油酸二乙醇酰胺6-12聚乙二醇5-13骨胶6-14。
2、根据权利l所述的混凝土引气剂,其特征在于各组份的较好 重量比为月桂酰肌氨酸钠 100 椰油酸二乙醇酰胺 7-11 聚乙二醇 6-11骨胶 7-12 。
3、根据权利1所述的混凝土引气剂 重量比为月桂酰肌氨酸钠 100 椰油酸二乙醇酰胺 8-10其特征在于各组份的较佳聚乙二i7-9骨胶 8-10 。
4、根据权利1所述的混凝土引气剂 子量介于600-4000之间。其特征在于聚乙二醇的分
5.
6、 根据权利1所用月桂酰肌氨酸钠的合成方法是配有搅拌装 置,温度计,氮气出入口装置的烧瓶中加入一定量的月桂酸,通入氮气,加热至160'C,而后向其中尽可能快的加入肌氨酸钠(月桂酸肌 氨酸钠=1: 1,摩尔比),加入1%肌氨酸钠量的肌氨酸为催化剂,把 混合物加热至17(TC,在氮气保护下反应3小时,即得到转化率为96% 的月桂酰肌氨酸钠。
7、 一种如权利l所述混凝土引气剂,其特征在于引气剂在混凝土 中的适宜掺入量为水泥(包括矿物掺合料)重量的O. 02%-0. 4% 。
全文摘要
本发明属于建筑行业领域,具体涉及一种混凝土引气剂。本发明提出的混凝土引气剂,由月桂酰肌氨酸钠、椰油酸二乙醇酰胺、聚乙二醇、骨胶组成。制备的引气剂具有发泡效果好、气泡均匀、泡体稳定的特点,具有改善混凝土和易性、可泵性及减少泌水的性能。本发明可广泛应用于钢筋混凝土、土木结构、公路、桥梁、房屋建筑等混凝土工程。
文档编号C04B24/12GK101580351SQ20091001632
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者朱化雨, 朱孔赞, 赵洪义, 陈新中, 魏树林 申请人:山东宏艺科技有限公司
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