专利名称：水泥混凝土改性的方法
技术领域：
本发明涉及一种水泥混凝土改性的方法。
混凝土外加剂是现代混凝土不可缺少的组分之一，是混凝土改性的一种重要的方法和技术。掺少量外加剂便可改变新拌混凝土的工作性能、提高硬化混凝土的物理力学性能和耐久性，因而有利于实现机械化施工，满足不同工程对水泥混凝土的需要，同时可以节约水泥，降低成本。国内外常见的混凝土聚合物外加剂主要有如下几类1)木质素磺酸盐及其改性物；2)萘磺酸盐甲醛缩合物；3)聚氧乙烯醚及其衍生物；4)多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物；5)三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物；6)聚羧酸系外加剂，包括a．聚羧酸酯系，b．含磺酸基的聚羧酸多元聚合物，c．顺丁烯二酸酐共聚物，d．含羧酸基、磺酸基的聚羧酸系。随着世界经济的迅速发展，现代建筑业对水泥混凝土材料的要求越来越高，混凝土技术发展又处在一个新的变革时期，研制新型高性能水泥混凝土外加剂一直是世界各国的热门研究课题。
木质素磺酸盐，特别是木质素磺酸钙是目前使用最广泛的普通减水剂，这在陈建奎所著《混凝土外加剂的原理与应用》及美国专利US4,373,956(1983)中都已披露过。
本发明的目的是提供一种用木质素磺酸季铵盐作外加剂使水泥混凝土改性的方法。
本发明采用木质素磺酸季铵盐，是以木质素磺酸钙为原料通过离子交换法制备的，分别是木质素磺酸CH3N+(CH2CH2OH)3盐、木质素磺酸CH3N+(CH2CH3)3盐、木质素磺酸(CH3)3N+CH2CH2N+(CH3)3盐、木质素磺酸C6H5CH2N+(CH2CH3)3盐、木质素磺酸CH3(CH2)15N+(CH3)3盐，以此作为混凝土外加剂，以占水泥重量比为0.15-0.25％的用量添加进水泥浆中。
所用木质素磺酸季铵盐以分子量范围为5000～15000为佳。
本发明提供的木质素磺酸季铵盐外加剂使用效果见表1和表2，水泥净浆流动度按照GB8077-87所示方法测定；水泥净浆和水泥砂浆抗压强度按照GB177-77所示方法测定，水泥砂浆中砂子符合GB178-77中规定的质量要求，水泥与标准砂的重量比为1∶2.5；凝结时间按GB1346-89所示方法测定。
从表1和表2数据可以看出，本发明提供的五种不同化学结构木质素磺酸季铵盐作表1五种木质素磺酸季铵盐对水泥性能的影响
表2五种木质素磺酸季铵盐对水泥净浆凝结时间的影响
<p>注1表中掺量为添加剂占水泥重量的百分比注2A-木质素磺酸CH3N+(CH2CH3)3盐B-木质素磺酸CH3N+(CH2CH2OH)3盐C-木质素磺酸C6H5CH2N+(CH2CH3)3盐D-木质素磺酸(CH3)3N+CH2CH2N+(CH3)3盐E-木质素磺酸CH3(CH2)15N+(CH3)3盐。
F-木质素磺酸Ca2+为水泥添加剂能明显提高新拌水泥净浆的流动度；从水泥净浆抗压强度值来看，当掺量均为0.25％、水灰比均为0.33的条件下，掺上述五种木质素磺酸季铵盐的水泥净浆28d抗压强度比掺木质素磺酸钙的水泥净浆28d抗压强度平均提高3.4Mpa；从水泥砂浆抗压强度值来看，当掺量均为0.25％、水灰比均为0.37的条件下，掺上述五种木质素磺酸季铵盐的水泥砂浆28d抗压强度比掺木质素磺酸钙的水泥砂浆28d抗压强度平均提高2.8Mpa；从凝结时间数据来看，掺上述五种木质素磺酸季铵盐的水泥净浆凝结时间比掺木质素磺酸钙的水泥净浆凝结时间平均缩短53.6min，从而显示出更优的应用性能。
实施例1掺入占水泥重量0.15％的木质素磺酸CH3N+(CH2CH3)3盐，水灰比为0.35的水泥净浆流动度为143mm、初凝时间为295min、终凝时间为376min，在与未掺外加剂基准水泥净浆或水泥砂浆相同流动度下，水泥净浆抗压强度达67.6MPa，水泥砂浆抗压强度达46.1MPa。
实施例2掺入占水泥重量0.25％的木质素磺酸CH3N+(CH2CH2OH)3盐，水灰比为0.33的水泥净浆流动度为155mm、初凝时间为367min、终凝时间为457min，在与未掺外加剂基准水泥净浆或水泥砂浆相同流动度下，水泥净浆抗压强度达66.8MPa，水泥砂浆抗压强度达46.0MPa。
实施例3掺入占水泥重量0.15％的木质素磺酸C6H5CH2N+(CH2CH3)3，水灰比为0.35的水泥净浆流动度为140mm、初凝时间为267min、终凝时间为352min，在与未掺外加剂基准水泥净浆或水泥砂浆相同流动度下，水泥净浆抗压强度达66.0MPa，水泥砂浆抗压强度达45.5MPa。
实施例4掺入占水泥重量0.25％的木质素磺酸(CH3)3N+CH2CH2N+(CH3)3盐，水灰比为0.33的水泥净浆流动度为160mm、初凝时间为387min、终凝时间为467min，在与未掺外加剂基准水泥净浆或水泥砂浆相同流动度下，水泥净浆抗压强度达65.9MPa，水泥砂浆抗压强度达45.9MPa。
实施例5掺入占水泥重量0.25％的木质素磺酸CH3(CH2)15N+(CH3)3盐，水灰比为0.33的水泥净浆流动度为155mm、初凝时间为391min、终凝时间为476min，在与未掺外加剂基准水泥净浆或水泥砂浆相同流动度下，水泥净浆抗压强度达71.1MPa，水泥砂浆抗压强度达47.0MPa。
权利要求
1.一种水泥混凝土改性的方法，其特征在于用木质素磺酸季铵盐作为水泥混凝土外加剂，以占水泥重量比为0.15-0.25％的用量添加进水泥浆之中。
2.按照权利要求书1所述的方法，其特征在于所用木质素磺酸季铵盐的化学结构中阳离子分别为CH3N+(CH2CH3)3、CH3N+(CH2CH2OH)3、C6H5CH2N+(CH2CH3)3、(CH3)3N+CH2CH2N+(CH3)3、CH3(CH2)15N+(CH3)3。
3.按照权利要求书1或2所述的方法，其特征在于木质素磺酸季铵盐的分子量范围为5000～15000。
全文摘要
本发明公开了一种用木质素磺酸季铵盐对水泥混凝土改性的方法,在水泥混凝土中掺入0.15—0.25%的木质素磺酸季铵盐作外加剂,能明显提高水泥的分散性能并具有良好的减水增强能力。
文档编号C04B24/18GK1235131SQ99116208
公开日1999年11月17日 申请日期1999年5月28日 优先权日1999年5月28日
发明者谢亦富, 刘伟区 申请人:中国科学院广州化学研究所