一种聚羧酸减水剂、制备方法及其用途
【专利摘要】本发明公开了一种聚羧酸减水剂、制备方法及其用途，该减水剂原料包括聚醚、丙烯酸、维生素C、乙酸、甲基丙烯磺酸钠、过硫酸铵、过氧化氢，该过程主要通过高聚物分子之间通过引发剂、链转移剂等发生的一系列分子间缩合或加聚的反应，将所有材料混合在一定条件下反应，最后调节pH，并且该配方的用途是只针对地方材料特性的减水剂，本发明产品改进了外加剂的地方材料适用性和应用范围，效果优良，成本优势明显。
【专利说明】一种聚羧酸减水剂、制备方法及其用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种混凝土外加剂【技术领域】，具体涉及一种聚羧酸减水剂及其制备方法，本发明还涉及该减水剂的用途。
【背景技术】
[0002]混凝土减水剂是用于混凝土拌合、施工时的一种外加剂，作用是增加混凝土的流动性和实现混凝土远距离运输和管道运输，减水剂是现代混凝土施工过程中必须使用的一种外加剂。
[0003]目前桥梁、道路、地铁等工程中都需要用到混凝土，为满足建筑业等其他工程的迅速发展，对混凝土的性能提出了更高的要求，高性能混凝土、绿色混凝土是商品混凝土的主流产品，外加剂是混凝土技术的第三次飞跃，是提高混凝土性能的重要技术途径。为了减少水泥用量和生产外加剂过程的环境污染，第三代减水剂聚羧酸盐类减水剂的研发被高度的重视，聚羧酸系高效减水剂是甲基丙烯酸与其他单体的共聚物，官能团为羧基(-C00H)，聚乙氧基(-OCH2CH2),具有超分散性，能阻止混凝土坍落度损失且不引起明显的缓凝，并具有高减水和绿色生产的特点，在全球得到了广泛的应用，进一步取代萘系、脂肪族类减水剂。目前，我国的减水剂尚处于发展阶段，今后随着城市基础设施的大规模建设和混凝土向集中搅拌的商品混凝土发展，许多聚羧酸减水剂在应用于不同地方水泥时起到效果相差甚远，对于不同的地方水泥和砂石材料、合成聚羧酸时采用不同种类的原材料等都将对其应用效果产生一定的影响，现有技术无法满足一些地方原材料的使用要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能针对地方材料特性的聚羧酸减水剂及其制备方法。
[0005]本发明的另一目的是提供该聚羧酸减水剂的用途。
[0006]本发明的解决方案是依据聚羧酸盐类减水剂的基本合成原理，针对地方材料特性，改进了外加剂的地方材料适用性和应用范围，适合本地区混凝土搅拌站的需求，给出了各种材料的配合比用量和合成时的关键技术要求。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
一种适合地方原材料的聚羧酸减水剂，各原料的摩尔组分组成如下:
聚醚36.5mol，丙烯酸131.2mol,过硫酸铵2.4mol,过氧化氢13.9mol,维生素Clmol,乙酸4mol,甲基丙烯磺酸钠lOmol。
[0008]所述聚醚的分子量为2000-2800,起大分子单体的作用；
所述丙烯酸作为分析纯，起小分子作用；
所述过氧化氢，起到氧化剂的作用；
所述过硫酸铵与过氧化氢，引起整个反应的发生，是两种不同的引发剂；
所述维生素C，起到减水的作用；
所述乙酸，起到链转移剂的作用；所述甲基丙烯磺酸钠，由于同时具有阴、阳两种离子的表面活性剂，起到活化作用。
[0009]本发明所述减水剂配方中反应的主要原理是:该过程主要是高聚物分子之间通过催化剂(引发剂、链转移剂等)发生的一系列分子间缩合或加聚的反应，生成具有疏水作用的末端或支链末端分子，对水泥有分散作用的小分子聚合物基团。
[0010]本发明所述减水剂配方中，各组合物的功能是:从微观上看，在混凝土中可以增加骨料之间的分子间作用，加快水泥的水化反应。从直观上分析，具有很强的减水作用，可以改善混凝土的和易性，流动性。同等条件下可以提高混凝土强度。
[0011]同时，本发明还提供一种上述适合地方原材料的聚羧酸减水剂的生产工艺，其工艺步骤是:
步骤一:称取聚醚大单体370kg，投入搅拌罐中，加水至搅拌均匀，溶解后的溶液作为底料；
步骤二:分别称取丙烯酸小单体40kg, Vc0.8 kg,乙酸0.95kg,甲基丙烯磺酸钠6.5kg与过硫酸铵2.36kg加水溶解，向搅拌罐内分别滴加2小时；
步骤三:称取过氧化氢2kg，直接加入搅拌罐中；
步骤四:保持高温60度，反应时间4小时；
步骤五:最后调节PH为6-7。
[0012]另外，本发明还提供上述适合地方原材料的聚羧酸减水剂的用途:
该减水剂所适应的原材料为:水泥型号P.042.5的山水水泥(山水水泥由山东山水水泥集团有限公司日照分公司生产)；砂子含泥量为2.5-3.0%的中砂，其细度模数在2.1-3.0区域，石子含泥量小于0.5%。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
1、该减水剂反应原理合理，生产工艺简单，对于水泥型号P.042.5的山水水泥；砂子含泥量为2.5^3.0%的中砂(细度模数在2.1~3.0区域)，石子含泥量不大于0.5%的地方原材料适应性好、掺量低、减水率高，该配合比最大减水率可达到35-40%，可用于配置高强度以及高性能的混凝土。
[0014]2、坍落度经时损失损失小，预拌混凝土 2h坍落度损失小于15%，这对于商品混凝土的长距离运输及泵送施工极为有利；混凝土收缩小，可明显降低混凝土收缩，显著提高混凝土体积稳定性及耐久性。
[0015]3、混凝土工作性好，即使在高坍落度情况下，也不会有明显的离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一，对于配制高流动性混凝土、自流平混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利；用于配制高标号混凝土时，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易于搅拌。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
步骤一:称取聚醚大单体370kg，投入搅拌罐中，加水至搅拌均匀，溶解后的溶液作为底料；
步骤二:分别称取丙烯酸小单体40kg, Vc0.8 kg,乙酸0.95kg,甲基丙烯磺酸钠6.5kg与过硫酸铵2.36kg加水溶解，向搅拌罐内分别滴加2小时；
步骤三:称取过氧化氢2kg，直接加入搅拌罐中；步骤四:保持高温60度，反应时间4小时；
步骤五:最后调节PH为6-7。
[0017]实施例2
步骤一:称取聚醚大单体463kg，投入搅拌罐中，加水至搅拌均匀，溶解后的溶液作为底料；
步骤二:分别称取丙烯酸小单体50kg, Vcl kg,乙酸1.189kg,甲基丙烯磺酸钠8.13kg与过硫酸铵2.95kg加水溶解，向搅拌罐内分别滴加2小时；
步骤三:称取过氧化氢2.5kg，直接加入搅拌罐中；
步骤四:保持高温60度，反应时间4小时；
步骤五:最后调节PH为6-7。
[0018]实施例3
步骤一:称取聚醚大单体874kg，投入搅拌罐中，加水至搅拌均匀，溶解后的溶液作为底料；
步骤二:分别称取丙烯酸小单体94.5kg, Vcl.89kg,乙酸2.24kg,甲基丙烯磺酸钠15.36kg与过硫酸铵5.57kg加水溶解，向搅拌罐内分别滴加2小时；
步骤三:称取过氧化氢4.73kg，直接加入搅拌罐中；
步骤四:保持高温60度，反应时间4小时；
步骤五:最后调节PH为6-7。
[0019]将本发明所述减水剂配方和其他减水剂做对比实验实验所用材料以及配比:
【权利要求】
1.一种聚羧酸减水剂，其特征在于:由各原料的摩尔组分组成:聚醚36.5mol，丙烯酸.131.2mol，过硫酸铵2.4mol，过氧化氢13.9mol，维生素Clmol，乙酸4mol，甲基丙烯磺酸钠.1mol ο
2.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂，其特征在于，所述聚醚的分子量为2000-2800。
3.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂的制备方法，其特征在于，该聚羧酸减水剂的制备方法是:步骤一:称取聚醚370kg，投入搅拌罐中，加水至搅拌均匀，溶解后的溶液作为底料；步骤二:分别称取丙烯酸小单体40kg, Vc0.8 kg,乙酸0.95kg,甲基丙烯磺酸钠.6.5kg与过硫酸铵2.36kg加水溶解，向搅拌罐内分别滴加2小时；步骤三:称取过氧化氢.2kg，直接加入搅拌罐中；步骤四:保持高温60度，反应时间4小时；步骤五:最后调节PH为 6-7。
4.根据权利要求1所述的一种聚羧酸减水剂的用途，其特征在于，该减水剂所适应的原材料为:水泥型号P.042.5的山水水泥，砂子含泥量为2.5-3.0%的中砂，其中细度模数在.2.1-3.0区域，石 子含泥量小于0.5%。
【文档编号】C08F283/06GK104176970SQ201410405779
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】赵春鹤, 魏义, 徐锡权, 杨志刚, 张华洁 申请人:日照海景建材有限公司, 日照职业技术学院