复合早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明涉及复合早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途，属于建筑材料领域。本发明要解决的技术问题是提供一种复合早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途。本发明复合早强型聚羧酸减水剂，由以下重量份组分制备而成：聚羧酸系减水剂?20～50份，缓凝剂?2～5份，硫代硫酸钠?30～75份，三异丙醇胺?3～10份，水?50～80份。进一步的，本发明还公开了本发明复合早强型聚羧酸减水剂的制备方法以及其在C15～C60混凝土中的用途。本发明复合早强型聚羧酸减水剂具有早强性能优异、各种组分间相容性较好、碱含量低、收缩率低、掺量低等优点。
【专利说明】复合早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途，属于建筑材料领域。【背景技术】
[0002]近年来，聚羧酸系高性能减水剂的研究和应用在我国得到了快速发展。由于聚羧酸系减水剂具有工作性能优异以及环保性好的特点，从高速铁路、客运专线到港口码头、机场再到城市商品混凝土搅拌站，国内许多应用企业开始选择聚羧酸减水剂作为混凝土不可或缺的第五组分。但由于聚羧酸系高性能减水剂在我国的应用、发展时间较短，其应用技术研究尚处于起步阶段，以萘系减水剂为代表的复配经典理论和普遍经验已经不再适用，因此工程实践中遇到了许多亟待解决的新问题。
[0003]长期以来，北方地区冬季使用聚羧酸系高性能减水剂与早强、防冻组分的复配问题就是亟需研究解决的问题。近年来，南方地区包括四川在内的多省份进入冬季后也普遍出现大雪、冰冻天气，混凝土常常面临低温甚至负温(零度以下)施工的情况，由于混凝土冻害、强度发展缓慢等给施工带来了诸多不便。以2013年成都市二环路改造工程为例，面对时间紧，任务重，冬季施 工温度低的实际情况，为了满足现场预制梁4天张拉的要求(大于设计强度的80% )，如果依照传统方法就不得不采用提高混凝土强度等级，蒸汽养护等措施，就会造成胶凝材料用量增加，综合成本增加，最终造成自然资源、社会资源的浪费。要解决这些问题的一种理想方法就是掺加在低温环境下具有早强功能的高性能外加剂，从而解决好聚羧酸系高性能减水剂与早强、防冻组分的复配技术问题具有重要的经济效益和社会效益。
[0004]聚羧酸系高性能减水剂可以与哪些早强、防冻组分复配，复配后其性能是否相容和具有协同效应，这些都是混凝土外加剂工程技术人员需要研究的课题。也即，寻找一种早强性能优异、各种组分间相容性较好的复合早强型聚羧酸减水剂具有重大意义。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种复合早强型聚羧酸减水剂及其制备方法和用途。
[0006]本发明复合早强型聚羧酸减水剂，由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂20~50份，缓凝剂2~5份，硫代硫酸钠30~75份，三异丙醇胺3~10份，水50~80份；其中，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、葡萄糖、柠檬酸钠、酒石酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。
[0007]进一步的，本发明复合早强型聚羧酸减水剂优选由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂20~40份，葡萄糖酸钠3~4.5份，硫代硫酸钠30~50份，三异丙醇胺4~7份，水60~80份。
[0008]进一步的，为提高各组分间的适应性，所述聚羧酸系减水剂优选为醚类聚羧酸减水剂；所述醚类聚羧酸减水剂可以采用如APEG型、TPEG型、MPEG型、IPEG型、HPEG型等中的至少一种；所述缓凝剂优选为葡萄糖酸钠。
[0009]进一步的，为了与市场主流聚羧酸母液规格接轨，所述聚羧酸系减水剂固含量优选为40%。
[0010]进一步的，作为优选方案，聚羧酸系减水剂+水=100重量份。
[0011]进一步的，作为优选方案，本发明复合早强型聚羧酸减水剂，由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂40份，葡萄糖酸钠4.5份，硫代硫酸钠50份，三异丙醇胺7份，水60份。
[0012]进一步的，本发明还公开了上述复合早强型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤:
[0013]a、将聚羧酸系减水剂与水混合；
[0014]b、再加入缓凝剂、硫代硫酸钠、三异丙醇胺，搅拌，即得。
[0015]其中，为了缩短制备时间，并确保各组分间的充分融合，所述b步骤中搅拌时间优选为10~20min。
[0016]进一步的，本发明还公开了本发明复合早强型聚羧酸减水剂在C15~C60混凝土中的用途。 [0017]按照GB50010-2010《混凝土结构涉及规范》规定，普通混凝土划分为十四个等级，即:C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50, C55, C60, C65, C70, C75, C80。例如 C30 的混凝土是指 30MPa ( fcu, k < 35MPa。此处的 C15 ~C60 包括 C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45,C50，C55，C60这十个强度标号的混凝土。
[0018]作为优选，本发明复合早强型聚羧酸减水剂的掺加量为混凝土中胶凝材料的
1.0 ~2.0wt % ο
[0019]本发明有益效果:
[0020](I)早强性能优异；在低温条件下，可明显提高混凝土各个龄期的强度，有利于节约胶凝材料用量，缩短拆模时间，提高施工效率；
[0021](2)各种组分间相容性较好，可确保较长时间储存均匀稳定；
[0022](3)组分中不含氯离子，避免了对钢筋的锈蚀作用；
[0023](4)碱含量低，有效减轻碱一集料反应危害；
[0024](5)收缩率低，有效提高混凝土的耐久性能；
[0025](6)减水率高，可大幅降低水灰比，确保混凝土强度；
[0026](7)保坍效果好，很好的满足了混凝土的施工性能要求；
[0027](8)掺量低，综合成本优势明显。
【具体实施方式】
[0028]本发明复合早强型聚羧酸减水剂，由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂20~50份，缓凝剂2~5份，硫代硫酸钠30~75份，三异丙醇胺3~10份，水50~80份；其中，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、葡萄糖、柠檬酸钠、酒石酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。
[0029]进一步的，本发明复合早强型聚羧酸减水剂优选由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂20~40份，葡萄糖酸钠3~4.5份，硫代硫酸钠30~50份，三异丙醇胺4~7份，水60~80份。
[0030]进一步的，为提高各组分间的适应性，所述聚羧酸系减水剂优选为醚类聚羧酸减水剂；所述醚类聚羧酸减水剂可以采用如APEG型、TPEG型、MPEG型、IPEG型、HPEG型等中的至少一种；所述缓凝剂优选为葡萄糖酸钠。
[0031]进一步的，为了与市场主流聚羧酸母液规格接轨，所述聚羧酸系减水剂固含量优选为40%。
[0032]进一步的，作为优选方案，聚羧酸系减水剂+水=100重量份。
[0033]进一步的，作为优选方案，本发明复合早强型聚羧酸减水剂，由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂40份，葡萄糖酸钠4.5份，硫代硫酸钠50份，三异丙醇胺7份，水60份。
[0034]进一步的，本发明还公开了上述复合早强型聚羧酸减水剂的制备方法，包括如下步骤:
[0035]a、将聚羧酸系减水剂与水混合；
[0036]b、再加入缓凝剂、硫代硫酸钠、三异丙醇胺，搅拌，即得。 [0037]其中，为了缩短制备时间，并确保各组分间的充分融合，所述b步骤中搅拌时间优选为10~20min。
[0038]进一步的，本发明还公开了本发明复合早强型聚羧酸减水剂在C15~C60混凝土中的用途。
[0039]按照GB50010-2010《混凝土结构涉及规范》规定，普通混凝土划分为十四个等级，即:C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50, C55, C60, C65, C70, C75, C80。例如 C30 的混凝土是指 30MPa ( fcu, k < 35MPa。此处的 C15 ~C60 包括 C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45,C50，C55，C60这十个强度标号的混凝土。
[0040]作为优选，本发明复合早强型聚羧酸减水剂的掺加量为混凝土中胶凝材料的
1.0 ~2.0wt % ο
[0041]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0042]实施例1本发明复合减水剂的制备
[0043]取LonS-Mw减水型聚羧酸母液(醚类，40 %固含量，生产厂家四川吉龙化学建材有限公司，生产批号20131207-0) 21kg，水79kg混合均匀后，依次加入葡萄糖酸钠3kg、硫代硫酸钠30kg、三异丙醇胺4kg搅拌lOmin，充分溶解，，即得复合早强型聚羧酸减水剂。
[0044]实施例2本发明复合减水剂的制备
[0045]取LonS-Mw减水型聚羧酸母液(醚类，40 %固含量，生产厂家四川吉龙化学建材有限公司，生产批号20131207-0) 30kg,水70kg混合均匀后，依次加入葡萄糖酸钠4kg、硫代硫酸钠45kg、三异丙醇胺6kg搅拌20min，充分溶解，，即得复合早强型聚羧酸减水剂。
[0046]实施例3本发明复合减水剂的制备
[0047]取LonS-Mw减水型聚羧酸母液(醚类，40 %固含量，生产厂家四川吉龙化学建材有限公司，生产批号20131207-0) 40kg,水60kg混合均匀后，依次加入葡萄糖酸钠4.5kg、硫代硫酸钠50kg、三异丙醇胺7kg搅拌均匀，充分溶解，即得复合早强型聚羧酸减水剂。
[0048]对比例I[0049]取LonS-Mw减水型聚羧酸母液(醚类，40%固含量，生产厂家四川吉龙化学建材有限公司，生产批号20131207-0) 21kg，水79kg混合均匀后，加入葡萄糖酸钠3kg搅拌均匀，充分溶解，即得复合减水剂。
[0050]对比例2
[0051]取萘系高效减水剂1kg,水90kg混合均匀后,加入三乙醇胺3kg、硫酸钠30kg搅拌均匀，充分溶解，即得复合减水剂。
[0052]将以上实施例及对比例所制得的复合减水剂应用于C30混凝土中进行效果对比试验，试验结果见表1和表2。其中，C30混凝土配比为:水泥270，粉煤灰80，砂880，碎石1020，外加剂6.0，水175。其中，实施例1复合减水剂的掺量为混凝土中胶凝材料用量的
2.0wt% ;实施例2复合减水剂的掺量为混凝土中胶凝材料用量的1.4wt% ;实施例3复合减水剂的掺量为混凝土中胶凝材料用量的1.0wt% ;对比例I中复合减水剂的掺量为混凝土中胶凝材料用量的2.0wt% ;对比例2中复合减水剂的掺量为混凝土中胶凝材料用量的
5.0wt %。
[0053]需要说明的是，为增加可比性，混凝土试验时的环境温度严格控制在3_8°C，混凝土养护温度严格控制在3-5°C,且试块均放置在同一环境。
[0054]表1复配早强型聚羧酸减水剂对C30混凝土施工性能的影响
[0055]
【权利要求】
1.复合早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂20~50份，缓凝剂2~5份，硫代硫酸钠30~75份，三异丙醇胺3~10份，
水50~80份； 其中，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、葡萄糖、柠檬酸钠、酒石酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的复合早强型聚羧酸减水剂，其特征在于由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂20~40份，缓凝剂3~4.5 fav硫代硫酸钠30~50份，三异丙醇胺4~7份，
水60~80份
3.根据权利要求1或2所述的复合早强型聚羧酸减水剂，其特征在于:所述聚羧酸系减水剂为醚类聚羧酸减水剂；所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
4.根据权利要求1~3任一项所述的复合早强型聚羧酸减水剂，其特征在于:所述聚竣Ife系减水剂固含量为40%。
5.根据权利要求1~4任一项所述的复合早强型聚羧酸减水剂，其特征在于:所述组分中，聚羧酸系减水剂+水=100重量份。
6.根据权利要求5所述的复合早强型聚羧酸减水剂，其特征在于，由以下重量份组分制备而成:聚羧酸系减水剂40份，葡萄糖酸钠4.5份，硫代硫酸钠50份，三异丙醇胺7份，
水60份。
7.权利要求1~6任一项所述的复合早强型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤: a、将聚羧酸系减水剂与水混合； b、再加入缓凝剂、硫代硫酸钠、三异丙醇胺，搅拌，即得。
8.根据权利要求7所述的复合早强型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于:所述搅拌时间为10~20min。
9.权利要求1~6任一项所述的复合早强型聚羧酸减水剂在C15~C60混凝土中的用途。
10.根据权利要求9所述的复合早强型聚羧酸减水剂在C15~C60混凝土中的用途，其特征在于:其掺加量为混 凝土中胶凝材料的1.0~2.0wt%。
【文档编号】C04B24/24GK104030600SQ201410284154
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】李萍, 杨钊 申请人:十九冶成都建设有限公司, 中国十九冶集团有限公司