专利名称：一种混凝土超缓凝剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于土木工程材料技术领域，涉及一种新型的混凝土超缓凝剂及其制备方法。
背景技术：
普通混凝土缓凝剂是指用来延缓混凝土的凝结时间，使新拌混凝土在较长时间内能够保持其塑性，以利于混凝土的浇灌成型或降低水化热，提高混凝土的施工质量的外加剂。它在夏季混凝土施工、大体积混凝土施工中，可以延缓混凝土的凝结硬化，减低水化热， 从而达到新拌混凝土的可振捣时间，防止发生温度应力裂缝的目的。普通缓凝剂在工程中有广泛应用(1)在高温环境下浇注或运输混凝土，或在炎热地区、高温季节进行混凝土施工时，由于气温较高，使混凝土的稠度减小，这样的混凝土容易离析、泌水而又不均勻，常常很快就难以浇、捣而变硬。工程中常为了保持能在较长时间内仍有必要的流动性，往往要增加用水量，一般，每增加10摄氏度就要增加3-5%的用水量，这势必使混凝土的后期强度降低。加入缓凝剂或缓凝型减水剂就可以调节混凝土的凝结、硬化速度，使拌和物可以较长时间保持一定的流动性。例如，掺入一定量合适的缓凝剂，可以使在30摄氏度时有与不掺缓凝剂在20摄氏度时相同的凝结速度。(2)大面积混凝土施工时，掺入缓凝剂可以防止施工裂缝的形成，并能延长可振捣的时间。在大体积混凝土中，水化放热不易消散，容易生成施工裂缝。掺入缓凝剂可使水化放热减慢，有利于热量消散，能使混凝土体的温度有所降低，这对避免产生温度裂缝是有利的。(3)予拌混凝土厂在长距离运输混凝土拌和物，在工地现场泵送混凝土等中，常加入缓凝剂。这样，可以使运输时拌和物不发生凝结，到达施工地点后仍有一定的、流动性， 便于下一道工序进行。(4)缓凝剂可以与其它外加剂复合使用以达到各种目的。目前，在国内可以作为缓凝剂，或作为具有缓凝性减水剂的物质有下述的一些(1)各类羟基羧酸物质它们是在羧酸中同时含有羟基的有机物质。一般都易溶于水。常用作缓凝剂的有酒石酸及其盐、柠檬酸及其盐、葡萄糖酸及其盐以及水杨酸等。(2) 一些弱无机酸如硼酸、磷酸及其眼等。(3) 一些水溶性合成树脂如水溶性尿醛树脂等。(4) 一些糖类或它们的衍生物以及糖蜜及其改性物等。(5)木质素系物质如木质素黄酸钙、木钠、木镁等。(6)腐植酸类减水剂也有一定的缓凝作用。(7)其它如棉浆减水剂等。超缓凝剂[简称SR剂(Super retarder)]是日本八十年代中末期首先开发研制出来的一种新型混凝土外加剂。它是一种能够长期时间内(例如超过M小时甚至36小时)任意调剂混凝土的凝结时间而不致破坏混凝土其他性能的外加剂。超缓凝剂的主要应用如下(1)用于大体积混凝土，防止发生温度裂缝大体积混凝土施工中突出的问题是易产生温度裂缝，这种裂缝与水泥水化热产生的温升有直接关系。由于超缓凝剂对水泥水化热有抑效果，它可以延缓水泥水化热温升峰出现的时间和降低最大温升值，因此通过在大体积混凝土施工中掺加超缓凝剂，可以达到有效地防止温度裂缝的产生，从而保证施工质量。(2)减少坍落度损失，便于长距离运输对于高层建筑及一次浇灌量大的构筑物，由于结构的构造分层以及受混凝土制备和浇注能力限制，施工中不得不留有施工逢，有的还不可避免得出现“冷接头”。特别是在夏天施工及采用高性能减水剂的场合，混凝土的坍落度损失加大，运输和浇灌的可操作时间缩短，使施工接搓出现“冷接头”，从而影响结构的防水、抗渗、抗冻等性能。使用缓凝剂后， 就可解决施工中的这些技术问题。(3)调整作业时间，避开夜间施工混凝土中掺入超缓凝剂后，可根据要求调整凝结时间。因此利用掺超缓凝剂的方法，使白天收工前浇注的那部分混凝土的凝结时间延缓到第二天清晨，即可避开夜间施工， 而且不用留施工逢。(4)改善接搓面的附着功能，代替人工凿毛在需人工凿毛的装修工程及施工逢中，利用掺超缓凝剂混凝土的特性即可方便地得到一种粗糙的接搓面，而无须人工凿毛。在混凝土浇注后，把超缓凝剂预先准备刷在模板内侧，或用0. 1-0. 气压均勻得铺设一层厚约1mm、剂量为40_100g/m2的液状超缓凝剂。 由于喷射压力作用，可以使超缓凝剂冲入混凝土面层以下2mm左右，起搅动扩散作用，使表面形成缓凝层，经适当时间后再用高压水冲洗，除去混凝土面层，即可得到新鲜、干净的粗糙混凝土面，比人工凿毛省工省力。随着建筑技术的不断发展，其应用将更为广泛，这将有待于建筑施工单位及科研单位的进一步密切配合。目前国内主要的超缓凝剂专利有(1)与多种混凝土减水剂相适应的超缓凝剂及其制备方法，CN100348529C，
公开日2007. 11. 14，乙烯多胺烷基膦酸或盐与膦丁烷三羧酸等复合。(2) 一种用于延长水泥稳定类路面基层材料延迟成型时间的超缓凝剂， CN1176038C，
公开日:2004. 11. 17，蔗糖类。(3) 一种混凝土超缓凝剂及其制备方法，CNlOl 148336A，
公开日2008. 3.沈，麦芽糊精、柠檬酸、焦磷酸钠混合制备。(4) 一种水泥混凝土复合超缓凝剂，CN101033121A,
公开日2007. 9. 12，工业级磷
酸盐类(三聚磷酸钠等)和工业级膦丁烷三羧酸复合制成。上述超缓凝剂的主要缺点是所需原材料较多、生产工艺较复杂，综合生产成本高。 因此开发综合成本低的超缓凝剂具有巨大的经济技术效益和良好的应用前景
发明内容
本发明提供了一种混凝土超缓凝剂及其制备方法，该混凝土超缓凝剂在混凝土中的掺加比例为胶凝材料质量的0. 05% -0. 5%，可是混凝土初凝时间达到0-120小时。可广泛用于用于大体积混凝土，防止发生温度裂缝；减少坍落度损失，便于长距离运输；调整作业时间，避开夜间施工；改善接搓面的附着功能，代替人工凿毛。缓凝结束后，不影响后期强度，而且可使得后期强度提高5-10%，水泥硬化浆体的密实性、勻质性得到改善。产生缓凝的原因是一方面由于羟基被水泥颗粒表面吸附以及羟基与水泥颗粒表面形成氢键；另一方面羟基在水泥浆的碱性介质中与游离的钙离子生成不稳定的络和物，对水泥的初期水化产生抑制作用。不同水泥矿物对含有羟基的外加剂的吸附能力不同，从大到小依次是=C3A > C4AF > C3S > C2S0表面活性剂中随着羟基数目的增多而对水泥的缓凝作用增强。WH-II型超缓凝剂主要成分分子中含有多个羟基，因此产生较强的缓凝作用。缓凝剂对混凝土中后期强度的增强作用主要是由于缓凝剂在推迟水泥水化过程的同时，这种延缓作用将促使水泥的水化产物(晶体)更加充分和完整，水化产物中晶体的排列更为有序，尺寸更大，因而硬化水泥石的网络结构更加致密，进而使内部孔隙减少。由于羟基在水泥浆的碱性介质中与游离的钙离子生成的络和物不稳定，随着水化的不断进行将自行分解，因而并不影响水泥的继续水化。本发明的技术方案如下该混凝土超缓凝剂采用羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水为原材料，三者间的质量比例为5-7 0.8-1.2 12-14，最佳质量比例为6 1 13。该混凝土超缓凝剂的制备方法为按上述的质量比例称取原材料，然后按照羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水的先后顺序倒入搅拌容器，缓慢加热至35-45摄氏度并搅拌均勻，制得所需的混凝土超缓凝剂。本发明的有益效果是该混凝土超缓凝剂生产工艺简单、综合生产成本低，混凝土后期强度无损失且有提高。其在混凝土中的掺加比例为胶凝材料质量的0. 05% -0. 5%，使混凝土初凝时间达到0-120小时；缓凝结束后，不影响后期强度，而且可使得后期强度提高 5-10%，水泥硬化浆体的密实性、勻质性得到改善。改善了接搓面的附着功能，代替人工凿毛。其广泛用于夏季混凝土施工、大体积混凝土施工等领域，有效防止发生温度裂缝，减少坍落度损失，便于长途运输。
具体实施例方式以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。实施例1分别称取羟基乙叉二膦酸55kg、氨基三甲叉膦酸8. Ag、水120kg，将羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水按照先后顺序倒入搅拌容器，用加热器缓慢加热至35摄氏度搅拌6分钟；搅拌好的制剂以塑料容器包装、密封(20或40升)。实施例2分别称取羟基乙叉二膦酸60kg、氨基三甲叉膦酸10kg、水130kg，将羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水按照先后顺序倒入搅拌容器，用加热器缓慢加热至40摄氏度搅拌7 分钟，制得所需的混凝土超缓凝剂。实施例3
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分别称取羟基乙叉二膦酸70kg、氨基三甲叉膦酸11kg、水140kg，将羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水按照先后顺序倒入搅拌容器，用加热器缓慢加热至45摄氏度搅拌8 分钟，制得所需的混凝土超缓凝剂。
权利要求
1.一种混凝土超缓凝剂，其特征在于，该混凝土超缓凝剂采用羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水为原材料，三者间的质量比例为5-7 0.8-1.2 12-14。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土超缓凝剂，其特征在于，羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水的质量比例为6 1 13。
3.权利要求1或2所述一种混凝土超缓凝剂的制备方法，其特征在于以下步骤(1)按权利要求1或2所述的质量比例称取原材料；(2)按照羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水按照先后顺序倒入搅拌容器，缓慢加热至35-45摄氏度并搅拌均勻，制得所需的混凝土超缓凝剂。
全文摘要
本发明属于土木工程材料技术领域，涉及一种新型的混凝土超缓凝剂及其制备方法。本发明的技术方案如下该混凝土超缓凝剂采用羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水为原材料，三者间的质量比例为为6∶1∶13。制备时，将羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、水按照先后顺序倒入搅拌容器，缓慢加热至35-45摄氏度并搅拌均匀。本发明的有益效果是该混凝土超缓凝剂生产工艺简单、综合生产成本低，混凝土后期强度无损失且有提高。其在混凝土中的掺加比例为胶凝材料质量的0.05％-0.5％，使混凝土初凝时间达到0-120小时；缓凝结束后，不影响后期强度。其广泛用于夏季混凝土施工、大体积混凝土施工等领域，有效防止发生温度裂缝，减少坍落度损失，便于长距离运输。
文档编号C04B103/22GK102206057SQ201110074369
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月26日 优先权日2011年3月26日
发明者王宝民, 王立久 申请人:大连理工大学