本发明属于减水剂,具体是指一种新型高效环保减水剂及其制备方法。
背景技术:
1、减水剂是混凝土的一种外加剂,可以改善混凝土的和易性,降低施工耗能,提高施工效率,在混凝土拌合物中添加减水剂,对水泥微颗粒有分散效果,优化水泥的工作性能,在保持混凝土塌落度不变的条件下,通过掺加减水剂可以大大减少混凝土拌合物的单位用水量,降低混凝土的水灰比,增强混凝土的强度和稳定性;或者在混凝土的和易性及强度不变的条件下,通过掺加减水剂可以减少单位水泥用量,节约水泥。
2、随着高性能混凝土和泵送混凝土的快速发展,高效减水剂的使用量也越来越大,因此,研发一种新型高效环保减水剂及其制备方法具有重要意义,而现有减水剂及其制备方法存在以下缺陷:
3、国内减水剂的使用起步较晚,与欧美发达国家相比仍有不小的差距;目前使用的减水剂存在高能耗高污染的问题,且生产成本较高,使得减水剂的制备要求受到很多限制;现有技术制备的减水剂会使混凝土流动度保持率较低,从而降低混凝土的利用率;对于利用不同生物基对减水剂进行改性的研究国内关注较少,亟待完善研究体系;目前制备的减水剂还存在耐久性差,抗渗性差,减水作用有限的问题,制备方法复杂,市场价值低。
技术实现思路
1、针对上述情况,为克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种新型高效环保减水剂及其制备方法,为了解决现有减水剂会使混凝土流动度保持率较低、抗渗性、力学性能和耐久性差的问题,本发明通过制备改性植物纤维,将棉麻纤维中加入石墨烯化合物,使得棉麻纤维具有一定的亲水性、透气性以及吸附性,其表面粘附接枝了果酸钙,形成钙膜层,进一步提升了棉麻纤维的抗氧化性,同时提高了韧性,使力学性能提高;制备了改性磺化淀粉,减水率与磺酸基取代度在一定范围内呈正的对应关系,同时对水泥具有缓凝作用,而磺化淀粉的空间阻力占主要作用,导致分子量对性能产生影响,进一步改性处理,使淀粉降解,从而使分子链变短,粘度变低,减水效果表现为较好的流动性;加入了1-乙烯基-2-吡咯烷酮,可以改善流动性,其次,提高韧性与耐久性,进而促进减水剂的使用效果。
2、为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:本发明提供了一种新型高效环保减水剂,所述减水剂包括下述重量份配比的原料:
3、改性植物纤维:20~50份;
4、改性磺化淀粉:10~20份;
5、甲基丙烯磺酸钠:1~20份;
6、n-甲基顺丁烯二酸单酰胺:1~10份;
7、氨基苯磺酸:1~10份;
8、1-乙烯基-2-吡咯烷酮:1~10份;
9、甲基烯丙基聚氧乙烯醚:30~50份;
10、引发剂:1~5份;
11、消泡剂:1~5份。
12、优选地,所述减水剂包括下述重量份配比的原料:
13、改性植物纤维:30~40份;
14、改性磺化淀粉:12~16份;
15、甲基丙烯磺酸钠:5~15份;
16、n-甲基顺丁烯二酸单酰胺:3~7份;
17、氨基苯磺酸:4~8份;
18、1-乙烯基-2-吡咯烷酮:2~8份;
19、甲基烯丙基聚氧乙烯醚:36~45份;
20、引发剂:2~4份;
21、消泡剂:2~4份。
22、进一步地,所述改性植物纤维主要由下述重量份配比的原料制成:
23、石墨烯化合物:2~5份;
24、棉麻纤维:1~10份;
25、果酸钙:3~6份。
26、进一步地,所述石墨烯化合物为氧化石墨烯或石墨烷,所述棉麻纤维的成分为棉花和蓖麻。
27、进一步地,所述改性磺化淀粉是以可溶性淀粉为原料,二氯甲烷为溶剂,氯磺酸为磺化剂,按照质量比2:1:1制备,然后加入2g氧化锌进行接枝反应,所述接枝反应的温度为50℃,接枝反应时间为2h。
28、进一步地,所述引发剂为过硫酸铵,所述消泡剂为乳化硅油。
29、本发明还提出了一种新型高效环保减水剂的制备方法,包括如下步骤:
30、步骤一:制备改性植物纤维和改性磺化淀粉;
31、步骤二:将所述步骤一的产物与其他原材料搅拌均匀,然后放入反应釜中加热,加热温度为100℃,反应2小时;
32、步骤三:向步骤二的产物中加碱中和,控制ph为7~9,得到新型高效环保减水剂。
33、采用上述方法本发明取得的有益效果如下:
34、(1)本发明通过制备改性植物纤维,将棉麻纤维中加入石墨烯化合物,使得棉麻纤维具有一定的亲水性、透气性以及吸附性,其表面粘附接枝了果酸钙,形成钙膜层,进一步提升了棉麻纤维的抗氧化性,同时提高了韧性,使力学性能提高;
35、(2)制备了改性磺化淀粉,减水率与磺酸基取代度在一定范围内呈正的对应关系,同时对水泥具有缓凝作用,而磺化淀粉的空间阻力占主要作用,导致分子量对性能产生影响,进一步改性处理,使淀粉降解,从而使分子链变短,粘度变低,减水效果表现为较好的流动性;
36、(3)加入了1-乙烯基-2-吡咯烷酮,可以改善流动性,其次,提高韧性与耐久性,进而促进减水剂的使用效果;
37、(4)此外,新型高效环保减水剂放入制备方法简单,成本低廉,可大量投产使用。
1.一种新型高效环保减水剂,其特征在于,所述减水剂包括下述重量份配比的原料:
2.根据权利要求1所述的一种新型高效环保减水剂,其特征在于所述减水剂包括下述重量份配比的原料:
3.根据权利要求2所述的一种新型高效环保减水剂,其特征在于:所述改性植物纤维主要由下述重量份配比的原料制成:
4.根据权利要求3所述的一种新型高效环保减水剂,其特征在于:所述石墨烯化合物为氧化石墨烯或石墨烷。
5.根据权利要求4所述的一种新型高效环保减水剂,其特征在于:所述棉麻纤维的成分为棉花和蓖麻。
6.根据权利要求2所述的一种新型高效环保减水剂,其特征在于:所述改性磺化淀粉是以可溶性淀粉为原料,二氯甲烷为溶剂,氯磺酸为磺化剂,按照质量比2:1:1制备,然后加入2g氧化锌进行接枝反应。
7.根据权利要求6所述的一种新型高效环保减水剂,其特征在于:所述接枝反应的温度为50℃,接枝反应时间为2h。
8.根据权利要求7所述的一种新型高效环保减水剂,其特征在于:所述引发剂为过硫酸铵。
9.根据权利要求8所述的一种新型高效环保减水剂,其特征在于:所述消泡剂为乳化硅油。
10.根据权利要求1所述的一种新型高效环保减水剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: