本发明涉及到建筑材料领域,具体涉及到一种用于水泥基胶凝材料的保塑稳定剂。
背景技术:
::近些年来,中国混凝土的商品化、预拌化生产取得了迅猛的发展。就目前的混凝土技术和市场状况而言,依旧面临许多挑战:如混凝土需更高的流动性,以满足复杂建筑结构的建设要求;优良的稳定性和泵送性,以加快工程建设速度;高耐久性,以延长建筑结构的使用寿命;原材料的广泛适应性.以降低混凝土生产质量控制压力;减少污染,以满足愈发严格的环保要求;产品的同质化低价竞争,无法实现差异化的市场定位;混凝土生产和应用企业管理水平参差不齐,质量问题频发,建筑质量存在很大的潜在风险,等等。目前,过硫化水泥中SO3含量过高,C3A水化形成过多的硫铝酸钙针状晶体,使水泥体积膨胀,安定性不良,易出现初始流动度过小后期反大或初始完全打不出来的状态;欠硫化水泥中SO3含量不足,水泥水化过快,出现闪凝现象,即使几倍甚至几十倍的添加缓凝剂也解决不了其坍落度操作损失太快的问题。外加剂与水泥的适应性问题对于工程质量显得更加突出,单纯依靠调整外加剂的配方来适应某个特定水泥,技术上是很难实现的。国内外为此提出“双向适应”的概念问题。也就是说不仅要求外加剂适应水泥,同时也要求水泥通过调整其熟料矿物组成、细度及颗粒级配等来适应外加剂,使水泥与外加剂双向适应。塑化度SD=SO3/(1.29Na2O+0.85K2O),SD值在0.4-2.0之间,1左右最好。欠/过硫化主要集中在水泥方面,影响因素主要包括:水泥矿物成份、石膏种类及掺量、碱含量、游离氧化钙含量、混合材料种类及掺量、细度及颗粒组成、制成时间(新鲜程度)和温度等。但单一的要求水泥适应减水剂是不合适。国内外学者就保塑稳定剂发明进行了大量的卓有成效的研究,但由于受到实际混凝土生产原材料质量、生产管理与控制水平、外加剂敏感性等诸多因素的限制,保塑稳定剂的应用一直没有实现广泛推广。如专利CN104177556A公开一种稳塑剂及其制备方法,其具体配方为:由四组分单体在引发剂存在下进行共聚反应而得,其中组分A是烯基聚醚丙烯酸酯,组分B是烯基聚醚,组份C为甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸、马来酸酐及其相应的盐中的一种或两种的混合物;组份D丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺中的一种;组分A的质量占单体的1-10%;共聚反应温度为60-95℃,时间4-8小时:采用氧化还原体系引发,引发剂的总质量为单体总质量的0.1-8%;共聚反应完成后,向共聚产物中加入氢氧化钠中和,调节pH值至7-8。专利CN104592445A公开一种有机膦酸盐混凝土保塑剂及其制备方法,其配方采用次磷酸钠12-20%、苯乙烯3-8%、不饱和二元羧酸12-18%、(甲基)丙烯酸羟烷基酯18-26%和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)28-45%作为合成单体,在引发剂作用下进行水溶液聚合,合成一种有机膦酸盐共聚物。专利CN102584074A公开一种高强高保塑性混凝土保塑剂及其使用方法,该保塑剂是由硼酸1-5份、内酯7-15份、冰糖10-30份、蜂蜜7-15份、乙酸乙酯2-6份和硫酸亚铁1-6份复配而成的保塑剂。该保塑剂具有高强度、高保塑性,特别适于应用在高强混凝土、商品混凝土和泵送混凝土中。本申请试图通过外掺组分复掺思路来改善减水剂和欠过硫化水泥的适应性。技术实现要素::本发明目的在于提供一种用于水泥基胶凝材料的保塑稳定剂。有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种保塑稳定剂组合物用来辅助单一常规的聚羧酸减水剂组分无法解决使用欠/过硫化水泥的拌合物的正常流动性和保坍性的应用现状,构建以塑化度SD平衡剂和润滑引气稳泡的多元作用组分,是保塑稳定剂设计的难点和关键所在。为实现上述目的,本发明的技术方案为:一种用于水泥基胶凝材料的保塑稳定剂,其特征在于:所述的保塑稳定剂为固液/固固组合物的水溶液,固液/固固组合物总质量为100份,所述固液/固固组合物含有下述重量份组分的原料:塑性膨胀剂:5-15份;稳泡剂:10-25份;皂类引气剂:5-10份;金属皂类润滑剂:35-40份:塑化度SD平衡剂:35-45份。所述的塑性膨胀剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、N,N’-二亚硝基五次甲基四胺、N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺中的一种或任意几种组合物;所述塑性膨胀剂优选为偶氮二甲酰胺、N,N’-二亚硝基五次甲基四胺中的一种或两种组合物。所述的稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺、烷基醇酰胺、脂肪酰胺、脂肪酸乙醇酰胺、N-烷基亚氨二乙酸钠盐、烷基甜菜碱磺酸中的一种或任意几种组合物。所述的皂类引气剂为三萜皂苷、油酸钠中的一种或两种组合。所述的金属皂类润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铅、硬脂酸铝中的一种或任意几种组合物,优选为金属离子对水化无明显促进或缓凝作用的物质,即硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铅中的一种或几种组合物。所述的塑化度SD平衡剂为两类,其一为硫酸根平衡剂,其二为钠钾离子平衡剂;使用标准根据水泥基胶凝材料拌合物体系中塑化度SD值进行判断:SD值偏小,则选择硫酸根平衡剂;SD值偏大,则选择钠钾离子平衡剂,所述硫酸根平衡剂为二水硫酸钙、半水硫酸钙、尿素、乙酸胺、甲酰胺、N-甲基酰胺中的一种或任意几种组合物;所述钠钾离子平衡剂为硝酸钙、硝酸钡、草酸钙、醋酸钙中的一种或任意几种组合物。一种用于水泥基胶凝材料的保塑稳定剂,其特征在于:所述的保塑稳定剂为固液组合物或固固混合物,优选为固固粉末状混合物;所述保塑稳定剂在水泥基胶凝材中的掺量为占胶凝材料质量总和的0.1~0.3%。本发明的积极效果为1、该保塑稳定剂的组分设计中采用塑化度SD平衡剂调整塑化度SD值,从源头上解决了过硫化对水泥基胶凝材料拌合物流动性和保坍性的影响;2、该保塑稳定剂区别于通过添加缓凝剂和减水剂解决方法,杜绝外加剂过量导致拌合物离析泌水或缓凝时间过长等缺陷;3、该保塑稳定剂中的塑性膨胀剂、皂类引气剂、稳泡剂的复合匹配使用,其滚珠效应提高流动性,气壁的形成吸收一部分自由水,对保水性有所帮助,均质稳定性气孔确保拌合物较长时间内处于微膨胀的塑化阶段;4、而保塑稳定剂中所使用的金属皂类润滑剂作为润滑介质附着于不规则水泥基胶凝材料颗粒表面,辅助减水剂提供流动性效果。具体的实施方式下面结合实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1:塑性膨胀剂选用偶氮二甲酰胺,具体用量为:偶氮二甲酰胺:5份;稳泡剂选用十二烷基二甲基氧化胺和烷基甜菜碱磺酸,具体用量为:十二烷基二甲基氧化胺:10份,烷基甜菜碱磺酸:5份;皂类引气剂选用三萜皂苷,具体用量为:三萜皂苷:5份;金属皂类润滑剂选用硬脂酸钡和硬脂酸铅,具体用量为:硬脂酸钡:20份;硬脂酸铅:15份;根据对水泥基胶凝体系中SD值测定,SD值偏大,故选用硫酸根平衡剂;塑化度SD平衡剂选用二水硫酸钙和半水硫酸钙,具体用量为:二水硫酸钙:25份,半水硫酸钙:15份。按上述比例配置出保塑稳定剂,该保塑稳定剂掺量为0.1%。实施例2塑性膨胀剂选用N,N’-二亚硝基五次甲基四胺,具体用量为:N,N’-二亚硝基五次甲基四胺:10份;稳泡剂选用脂肪酸乙醇酰胺,具体用量为:脂肪酸乙醇酰胺:10份;皂类引气剂选用油酸钠,具体用量为:油酸钠:10份;金属皂类润滑剂选用硬脂酸钙,具体用量为:硬脂酸钙:35份。根据对水泥基胶凝体系中SD值测定,SD值偏小,故选用钠钾离子平衡剂;塑化度SD平衡剂选用硝酸钙,具体用量为:硝酸钙:35份。按上述比例配置出保塑稳定剂,该保塑稳定剂掺量为0.2%。实施例3塑性膨胀剂选用偶氮二甲酸二异丙酯和N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺,具体用量为:偶氮二甲酸二异丙酯:10份,N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺:5份;稳泡剂选用N-烷基亚氨二乙酸钠盐,具体用量为:N-烷基亚氨二乙酸钠盐:10份;皂类引气剂选用三萜皂苷和油酸钠,具体用量为:三萜皂苷:2.5份,油酸钠:2.5份;金属皂类润滑剂选用硬脂酸钡,具体用量为:硬脂酸钡:35份。根据对水泥基胶凝体系中SD值测定,SD值偏小,故选用钠钾离子平衡剂;塑化度SD平衡剂选用草酸钙和醋酸钙,具体用量为:草酸钙:15份,醋酸钙:20份。按上述比例配置出保塑稳定剂,该保塑稳定剂掺量为0.3%。实施例4塑性膨胀剂选用偶氮二甲酸二异丙酯和N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺,具体用量为:偶氮二甲酸二异丙酯:10份,N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺:5份;稳泡剂选用N-烷基亚氨二乙酸钠盐,具体用量为:N-烷基亚氨二乙酸钠盐:25份;皂类引气剂选用三萜皂苷和油酸钠,具体用量为:三萜皂苷:2.5份,油酸钠:2.5份;金属皂类润滑剂选用硬脂酸钡,具体用量为:硬脂酸钡:40份。根据对水泥基胶凝体系中SD值测定,SD值偏大,故选用硫酸根平衡剂;塑化度SD平衡剂选用半水硫酸钙和尿素,具体用量为:半水硫酸钙:20份,尿素:25份。按上述比例配置出保塑稳定剂,该保塑稳定剂掺量为0.3%。实例检测结果分别测试上述实例采用水泥基胶凝材料的保塑稳定剂与普通聚羧酸减水剂母液进行复配,考察采用同等用量的常用复配小料葡萄糖酸钠下的混凝土初始坍落度/扩展度和经时坍落度/扩展度。实验所用水泥为欠硫化的葛洲坝42.5水泥和过硫化的京兰42.5水泥,实例1,4的采用的是硫酸根平衡剂;实例2,3的采用的是钠钾离子平衡剂;采用欠硫化的葛洲坝42.5水泥对比普通复配小料和实例1,4作用效果区别,采用过硫化的京兰42.5水泥对比普通复配小料和实例1,4作用效果区别,参考GB/8076-2008《混凝土外加剂》测试标准。不同保塑剂和葡萄糖酸钠对葛洲坝水泥混凝土流动性影响减水剂种类初始坍落度/扩展度mm经时坍落度/扩展度mm普通减水剂+葡萄糖酸钠190/570165/475普通减水剂+实施例1200/560185/525普通减水剂+实施例4210/575190/545不同保塑剂和葡萄糖酸钠对京兰水泥混凝土流动性影响减水剂种类初始坍落度/扩展度mm经时坍落度/扩展度mm普通减水剂+葡萄糖酸钠185/510155/420普通减水剂+实施例2190/560170/480普通减水剂+实施例3195/555180/495根据上述混凝土初始及经时流动性比较,针对欠硫化或过硫化水泥,该类型水泥使用后初始流动性差或损失加快无法控制的情况,普通小料不能解决初始流动性或流动性保持性问题,实例1、2、3、4针对不同的水泥,针对性的选取塑化度SD平衡剂,匹配组成体系中其他类型作用机制小料,可确保混凝土流动性能满足于工作性能需求。本说明书中公开的所有特征,或公开的所有配方和掺量,除了互相排斥的特征和/或配方、掺量以外,均可以以任何方式组合。本说明书(包括权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。以上所述仅是发明的非限定实施方式,还可以衍生出大量的实施例,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下,还可以做出若干变形和改进的实施例,这些都属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3