建筑减水剂的制作方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种减水剂，属于建筑材料外加剂领域。
【背景技术】
[0003] 减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混 凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的外加剂。
[0004] 减水剂的外形分为水剂和粉剂，其中水剂含固量为20%、40%、60%，粉剂的固含量为 98%。根据减水剂的增强能力分为普通减水剂（塑化剂，减水率不小于8%)、高效减水剂（超 塑化剂，减水率不小于14%)和高性能（减水率不小于25%)，也可以分为早强型、标准型和缓 凝型。减水剂按组成材料分为木质素磺酸盐、多环芳香族盐类、水溶性树脂磺酸盐类。普通 减水剂宜用于日最低气温5°C以上施工的混凝土。高效减水剂宜用于日最低气温0°C以上 施工的混凝土，并适用于制备大流动性混凝土、高强混凝土以及蒸养混凝土。
[0005] 减水剂一般分为萘系高效减水剂，脂肪族高效减水剂，氨基高效减水剂，聚羧酸高 性能减水剂等 木质素磺酸盐属于普通的减水剂，其原料为木质素，一般从针叶树材中提取，木质素是 由对亘香醇、松柏醇、芥子醇三种木质素单体聚合而成的。一般在应用于砂浆中可改进施工 性、流动性，提高强度；其减水率为5% - 10%。
[0006] 萘磺酸盐减水剂是我国最早使用的一种减水剂，是萘通过硫酸磺化，再和甲醛进 行缩合的产物，属于阴离子型表面活性剂。该类减水剂外观视产品的不同可呈浅黄色到深 褐色的粉末，易溶于水，对水泥等许多粉体材料分散作用良好，减水率达25%。
[0007] 密胺系减水剂是三聚氰胺通过硫酸磺化，再和甲醛进行缩合的产物，因而化学名 称为磺化三聚氰胺甲醛树脂，属于阴离子表面活性剂。该类减水剂外观为白色粉末，易溶于 水，对粉体材料分散好，减水率高，其流动性和自修补性良好。
[0008] 粉末聚羧酸酯：它是研制开发的新型高性能减水剂，它具有优异的减水率、流动 性、渗透性。明显增强水泥砂浆的强度，但制作工艺复杂，一般价格较高。
[0009] 聚羧酸系高性能减水剂是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合 性能最优的一种混凝土超塑化剂（减水剂）。聚羧酸系高性能减水剂是羧酸类接枝多元 共聚物与其它有效助剂的复配产品。其具有以下优点：a、掺量低、减水率高，减水率可高达 45% ;b、坍落度轻时损失小，预拌混凝土坍落度损失率Ih小于5%，2h小于10% ;c、增强效果 显著，砼3d抗压强度提高50?110%，28d抗压强度提高40?80%，90d抗压强度提高30? 60% ;d、混凝土和易性优良，无离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一。用于配制高标号混凝 土时，混凝土粘聚性好且易于搅拌；e、含气量适中，对混凝土弹性模量无不利影响，抗冻 耐久性好；f、能降低水泥早期水化热，有利于大体积混凝土和夏季施工；g、适应性优良，水 泥、掺合料相容性好，温度适应性好，与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性，解决了 采用其它类减水剂与胶凝材料相容性差的问题；h、低收缩，可明显降低混凝土收缩，抗冻融 能力和抗碳化能力明显优于普通混凝土；显著提高混凝土体积稳定性和长期耐久性；i、碱 含量极低，碱含量< 0. 2%，可有效地防止碱骨料反应的发生j、产品稳定性好，长期储存无 分层、沉淀现象发生，低温时无结晶析出；k、产品绿色环保，不含甲醛，为环境友好型产品。 [0010] 减水剂的作用原理是水泥加水拌合后，由于水泥颗粒分子引力的作用，使水泥浆 形成絮凝结构，使10%?30%的拌合水被包裹在水泥颗粒之中，不能参与自由流动和润滑作 用，从而影响了混凝土拌合物的流动性。当加入减水剂后，由于减水剂分子能定向吸附于水 泥颗粒表面，使水泥颗粒表面带有同一种电荷(通常为负电荷)，形成静电排斥作用，促使水 泥颗粒相互分散，絮凝结构破坏，释放出被包裹的部分水，参与流动，从而有效地增加混凝 土拌合物的流动性。
[0011] 减水剂的润滑效果是由于减水剂中的亲水基极性很强，因此水泥颗粒表面的减水 剂吸附膜能与水分子形成一层稳定的溶剂化水膜，这层水膜具有很好的润滑作用，能有效 降低水泥颗粒间的滑动阻力，从而使混凝土流动性进一步提高。
[0012] 减水剂具有空间位阻自阻效应：减水剂结构中具有亲水性的支链，伸展于水溶液 中，从而在所吸附的水泥颗粒表面形成有一定厚度的亲水性立体吸附层。当水泥颗粒靠近 时，吸附层开始重叠，即在水泥颗粒间产生空间位阻作用，重叠越多，空间位阻斥力越大，对 水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大，使得混凝土的坍落度保持良好。
[0013] 高效减水剂又称为超塑化剂，是一类显著减少新伴混凝土用水量、提高混凝土性 能、延长混凝土使用寿命或在保持混凝土性能和使用寿命基本不变的基础上较大幅度减少 水泥用量的化学添加剂，且减水率不低于12%。
[0014] 发明人通过试验得出一种成本低、制备方法简单、减水效果好的减水剂。
【发明内容】
[0015] 本发明提供一种成本低、减水效果好的减水剂，其主要是通过以下技术方案加以 实现的： 本发明的减水剂由以下重量份的组分组成：丙酮4~20份、木钙10~15份、尿素10~14 份、甲醛4~7份、氢氧化钠1~2份、三聚氰胺2~5份，苯酚1~5份。
[0016] 本发明的减水剂由以下重量份的组分组成：丙酮10~15份、木钙12~15份、尿素 12~14份、甲醛5份、氢氧化钠1~2份、三聚氰胺2~5份，苯酚3份。
[0017] 本发明的减水剂由以下重量份的组分组成：丙酮12份、木钙12份、尿素 12份、甲 醛5份、氢氧化钠1份、三聚氰胺4份，苯酚3份。
[0018] 本发明还提供了减水剂的制备方法：具体是将上述木钙、尿素和丙酮混合加热至 55~65°C后，再投入丙酮、甲醛、氢氧化钠、三聚氰胺和苯酚继续搅拌均匀。
[0019] 上述木钙即木质素磺酸钙，是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，具有 很强的分散性、粘结性、螯合性。本发明中采用的木钙中木质素含量为50~55%、水不溶物 彡 0· 5%~1· 0%、PH 为 4?8、水份彡 10%。
[0020] 本发明的1. 5吨20%固含量的减水剂相当于1吨粉剂萘磺酸甲醛缩合物高效减水 剂，在相同掺量下减水率比萘磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂高达30%以上。减水剂的表 面张力几乎与纯水接近，因而所配制的混凝土的含气量特别低，甚至不到5%，特别适合于高 强、超高强混凝土。
[0021] 本发明的减水剂适用于强度等级为C15~C60及以上的泵送或常态混凝土工程。特 别适用于配置高耐久、高流态、高保坍、高强以及对外观质量要求高的混凝土工程。对于配 置高流动性混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。
[0022] 本发明减水剂对混凝土增强效果明显、坍落度损失小，低温无硫酸钠结晶现象，不 损失人体健康。并且对水泥实用性广，广泛用于配制泵送剂、缓凝、早强、防冻、引气等类个 性化减水剂，也可以与萘系减水剂、氨基减水剂、聚羧酸减水剂符合使用。本发明的减水剂 具有生产成本低、减水效果好，减水效率不低于39%，减水效果高于普通氨基磺酸系减水剂、 对水泥的实用性广泛，其和易性、粘聚性好，与其他各类外加剂配伍良好。本发明的减水剂 无毒、不燃，不腐蚀钢筋，冬季无硫酸钠结晶。并且本发明的减水剂具有很好的相容性，与不 同功能的多种外加剂复合使用时，外加剂之间以及外加剂和水泥之间有良好的适应性。
[0023] 发明人从实际工厂操作出发，其中涉及的设备和条件不应理解为本发明的限定。 本领域普通技术人员根据上述方案，还可以做出各种形式的修改、替换、变更。凡是基于上 述技术思想所作的修改、替换和变更都属于本发明的保护范围。
【具体实施方式】
[0024] 减水剂原料组成
【主权项】
1. 一种减水剂，其特征在于：由以下重量份的组分组成，丙酮4~20份、木钙10~15份、 尿素1〇~14份、甲醛4~7份、氢氧化钠1~2份、三聚氰胺2~5份，苯酚1~5份。
2. 根据权利要求1所述的减水剂，其特征在于：由以下重量份的组分组成，丙酮10~15 份、木钙12~15份、尿素12~14份、甲醛5份、氢氧化钠1~2份、三聚氰胺2~5份，苯酚3份。
3. 根据权利要求1所述的减水剂，其特征在于：由以下重量份的组分组成，丙酮12份、 木钙12份、尿素12份、甲醛5份、氢氧化钠1份、三聚氰胺4份，苯酚3份。
4. 根据权利要求1~3所述的减水剂，其特征在于：所述木钙中木质素含量为50~55%、水 不溶物彡〇? 5%~L 0%、PH为4~8、水份彡10%。
5. 权利要求1~3所述减水剂的制备方法，其特征在于：将上述木钙、尿素和丙酮混合加 热至55~65°C后，再投入丙酮、甲醛、氢氧化钠、三聚氰胺和苯酚继续搅拌均匀即可。
【专利摘要】本发明提供一种减水剂，属于建筑材料外加剂领域。本发明的减水剂由以下重量份的组分组成：丙酮4~20份、木钙10~15份、尿素10~14份、甲醛4~7份、氢氧化钠1~2份、三聚氰胺2~5份，苯酚1~5份。本发明的技术方案还提供了减水剂的制备方法，将上述组分中木钙、尿素和丙酮混合加热至55~65℃后，再投入丙酮、甲醛、氢氧化钠、三聚氰胺和苯酚继续搅拌均匀即得产品，其中可以根据实际需要制备成不同要求的固含量。本发明的减水剂原料来源广泛、制备方法简单，无毒、无污染、能耗低。
【IPC分类】C04B103-30, C04B24-12
【公开号】CN104529220
【申请号】CN201410754128
【发明人】张明
【申请人】青岛佰众化工技术有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月11日