一种防腐保坍型聚羧酸减水剂、混凝土及其制备方法与流程

本发明属于混凝土外加剂，具体涉及一种防腐保坍型聚羧酸减水剂、混凝土及其制备方法。

背景技术：

1、在混凝土材料中，常会用到外加剂，如减水剂。目前随着建筑行业的发展，工程施工对混凝土性能的要求不断提高，其中，聚羧酸减水剂作为第三代高性能混凝土减水剂，具有掺量低、减水率高、保坍性好等优点，在混凝土工程中得到广泛应用。但聚羧酸减水剂作为一种有机减水剂，传统的工艺中复配后如果加入了葡萄糖酸钠、白糖、纤维等，极易受到微生物腐蚀发酵，导致减水剂变酸变臭，浑浊不清甚至有沉淀，严重的直接导致减水率严重下降；具有易遭受微生物发酵破坏，使用时间短，保质期短的缺点。由于大量有机质的存在使得聚羧酸减水剂在使用过程中常出现发霉、发臭的问题，同时在实际应用中，尤其是遇到复杂多变的水泥、砂、石等材料时，使用聚羧酸减水剂往往会出现混凝土坍落度损失过快的现象，严重影响工程施工与质量。现有技术中为解决聚羧酸减水剂易腐败的问题，通常做法是在聚羧酸减水剂中添加防腐剂，如苯甲酸钠、山梨酸钠、异噻唑啉酮、聚六亚甲基胍、季铵盐等。其中，苯甲酸钠和山梨酸钠的防腐作用与ph值有关，在酸性条件下防腐效果好，在聚羧酸减水剂产品(ph值6～7)中的防腐效果一般；异噻唑啉酮的防腐抗菌效果好，但它水溶性极差，不便于与聚羧酸减水剂复配，还具有腐蚀性、对皮肤和眼睛有刺激性。但是在添加了防腐剂后虽然解决了聚羧酸减水剂容易腐败的问题，但是仍然无法解决聚羧酸减水剂容易出现混凝土坍落度损失过快的现象。

技术实现思路

1、本发明目的之一在于提供一种防腐保坍型聚羧酸减水剂，以解决传统的聚羧酸减水剂容易腐败，保坍效果不好的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现，一种防腐保坍型聚羧酸减水剂，各组分以重量份计，可以包括以下成分：自制纳米防腐材料60~80份、自制功能型聚羧酸减水剂500~560份、35~45%氢氧化钠溶液20~25份、纯水100~160份；其中，所述自制纳米防腐材料包括，硝酸银10-20份、硝酸铜40-60份、聚乙烯吡咯烷酮50-70份、去离子水100-300份、硼氢化钠溶液100-260份、纳米氧化锌30-35份；所述硼氢化钠溶液浓度为0.5~1.5mol/l；所述自制功能型聚羧酸减水剂，按重量份数计包括，a料、b料、丁烯基甲氧基聚氧乙烯醚240-270份、二元酸10-15份、去离子水500-550份。

3、进一步地，防腐保坍型聚羧酸减水剂，按重量份数计包括：自制纳米防腐材料78份、自制功能型聚羧酸减水剂551份、42%氢氧化钠溶液24份、纯水152份。

4、进一步地，a料各组分以重量份计，包括以下成分：2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸20-25份、巯基乙醇0.8-1.0份、去离子水10-15份。

5、进一步地，b料各组分以重量份计，包括以下成分：吊白块0.3-0.5份、1%硫酸亚铁溶液1.2-1.5份、去离子水20-25份。

6、进一步地，二元酸为马来酸酐或富马酸中的一种。

7、进一步地，自制功能型聚羧酸减水剂，按重量份数计包括，a料、b料、丁烯基甲氧基聚氧乙烯醚266份、二元酸13份、去离子水510份；其中，a料各组分以重量份计，包括以下成分：2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸25份、巯基乙醇1份、去离子水14份；其中，b料各组分以重量份计，包括以下成分：吊白块0.4份、1%硫酸亚铁溶液1.5份、去离子水25份。

8、进一步地，自制纳米防腐材料包括，硝酸银20份、硝酸铜60份、聚乙烯吡咯烷酮70份、去离子水300份、硼氢化钠溶液260份、纳米氧化锌35份，其中硼氢化钠溶液浓度为1mol/l。

9、进一步地，自制纳米防腐材料制备方法包括：将20份硝酸银、60份硝酸铜和70份聚乙烯吡咯烷酮加入300份去离子水中，在避光条件下，将溶液以400转/分钟的速度磁力搅拌30分钟后，获得混合溶液；通过蠕动泵将260份浓度为1mol/l的硼氢化钠溶液均匀滴加所述混合溶液中，滴定结束后，将溶液继续搅拌2小时；最后加入33份纳米氧化锌继续搅拌1小时，制备得到纳米防腐材料。

10、进一步地，自制功能型聚羧酸减水剂制备方法可以包括：在反应容器中依次加入去离子水、丁烯基甲氧基聚氧乙烯醚和二元酸，开启搅拌，搅拌速度为400~600转/分钟，搅拌时间为30-45分钟，反应温度为25-45℃，a料滴加40-50分钟，b料滴加55-65分钟，保温45-60分钟，得到自制功能型聚羧酸减水剂；其中，a料由2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸、巯基乙醇和去离子水搅拌均匀后组成：其中，b料由吊白块、1%硫酸亚铁溶液和去离子水搅拌均匀后组成。

11、进一步地，所述聚羧酸减水剂可掺入低标、高标混凝土、常态混凝土、泵送混凝土中，满足长距离运输、长时间浇筑以及大体积混凝土的浇筑施工，并应用于工程、民用以及公共设施建设工程中。

12、本发明另一方面还提供了一种防腐保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，所述制备方法根据如上所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂的组份，先分别制得纳米防腐材料和功能型聚羧酸减水剂，在反应容器中加入去离子水，开启电动机械搅拌，充分搅拌均匀后，依次加入功能型聚羧酸减水剂和35~45%氢氧化钠溶液，搅拌20-35分钟，反应50-55分钟，搅拌完成后，滴加纳米防腐材料，滴加时间为50-75分钟，继续搅拌30-35分钟，得到如上所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂。

13、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

14、1、本发明相对于传统的带有防腐效果的聚羧酸减水剂而言，摈弃了原有技术中的通过添加防腐剂从而达到防腐的目的，采用了在聚羧酸减水剂中添加纳米防腐金属离子从而实现防腐效果，本发明中含有纳米防腐材料的铜-银纳米合金用于起到防腐的作用，与传统技术相比更加环保，对人体无刺激性；

15、2、本发明能够在实现防腐效果的同时能够实现良好的保坍效果，引入的纳米防腐材料中的铜-银纳米合金能够有效连接聚羧酸分子之间的空间，使得聚羧酸分子链之间的相互作用力增强，从而提高了减水剂的稳定性；

16、3、本发明中添加的纳米防腐材料具有亲水的特性，能够与混凝土颗粒表面的水分形成氢键相互作用，并且铜-银纳米合金还能通过与水泥颗粒表面的游离钙离子发生化学吸附，形成稳定的螯合物，从而使减水剂吸附层厚度提高，对降低黏土敏感性的效果更显著，进一步提升混凝土的分散性。

技术特征：

1.一种防腐保坍型聚羧酸减水剂，各组分以重量份计，包括以下成分：

2.根据权利要求1所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述防腐保坍型聚羧酸减水剂，按重量份包括：

3.根据权利要求1所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述，a料各组分以重量份计，包括以下成分：2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸20-25份、巯基乙醇0.8-1.0份、去离子水10-15份；

4.根据权利要求1所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述自制功能型聚羧酸减水剂，按重量份数计包括，a料、b料、丁烯基甲氧基聚氧乙烯醚270份、二元酸15份、去离子水550份；

5.根据权利要求1所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述自制纳米防腐材料包括，硝酸银20份、硝酸铜60份、聚乙烯吡咯烷酮70份、去离子水300份、硼氢化钠溶液260份、纳米氧化锌35份，其中硼氢化钠溶液浓度为1mol/l。

6.根据权利要求5中所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述自制纳米防腐材料制备方法包括：将20份硝酸银、60份硝酸铜和70份聚乙烯吡咯烷酮加入300份去离子水中，在避光条件下，将溶液以400转/分钟的速度磁力搅拌30分钟后，获得混合溶液；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂，其特征在于，所述自制功能型聚羧酸减水剂制备方法：在反应容器中依次加入去离子水、丁烯基甲氧基聚氧乙烯醚和二元酸，开启搅拌，搅拌速度为400~600转/分钟，搅拌时间为30-45分钟，反应温度为25-45℃，a料滴加40-50分钟，b料滴加55-65分钟，保温45-60分钟，得到自制功能型聚羧酸减水剂；

8.一种防腐保坍型聚羧酸减水剂在混凝土中的应用，其特征在于，根据权利要求1-7中任意一项所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂，所述聚羧酸减水剂可掺入低标、高标混凝土、常态混凝土、泵送混凝土中，满足长距离运输、长时间浇筑以及大体积混凝土的浇筑施工，并应用于工程、民用以及公共设施建设工程中。

9.一种防腐保坍型聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：根据权利要求1-7中任意一项所述的防腐保坍型聚羧酸减水剂；

技术总结
本发明公开了一种防腐保坍型聚羧酸减水剂、混凝土及其制备方法，属于混凝土外加剂技术领域，各组分以重量份计包括以下成分：自制纳米防腐材料60~80份、自制功能型聚羧酸减水剂500~560份、35~45%氢氧化钠溶液20~25份、纯水100~160份。本发明的防腐保坍型聚羧酸减水剂，具有环保对人体无刺激的特点，同时还能避免出现混凝土坍落度损失过快的现象。

技术研发人员：陈洪宇,周雨,杨奉源,陈嘉琨
受保护的技术使用者：四川蜀道建筑科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17