高强度混凝土高效减水剂及其制造方法和用途

摘要

高强度混凝土高效减水剂,其特点是在酚醛树脂合成中引入磺化物和粘度调节剂,制得的缩聚物在混凝土、砂浆、水泥浆及含水泥浆组合物中作减水剂、掺入本减水剂的水泥净浆流动性良好,混凝土坍落度增大、坍落度随时间的变化下降很少,达到泵送混凝土的要求。它是目前高强度混凝土中较为理想的减水剂,很有推广应用价值。

说明书

本发明涉及一种高强度混凝土高效减水剂，它适用于混凝土，砂浆，水泥浆及含水泥浆制品的加工制造。

中国专利CN1032445A，1989年4月19日公开的《氨基苯基磺酸-苯酚-甲醛缩含物及含此缩合物的混凝土掺合剂》，该专利将此缩合物掺合到水泥灌浆组合物中，无需增加水量就可以增加水泥灌浆组合物的坍落度，降低坍落度损失，并可用泵将水泥灌浆组合物输送到指定地点。但该专利的不足之处是在制造氨基苯基磺酸-苯酚-甲醛缩合物的整个反应过程中有三次需要加入氢氧化钠水溶液，其中两次为20％氢氧化钠水溶液，一次为0.1N氢氧化钠水溶液，这无疑增加了工艺的复杂性，操作烦锁；其次是缩合反应分两步进行，第一步反应完成后，必须降至室温，调节pH值后，再升温至回流温度反应，延长了反应周期，造成能源浪费；从多次实施例中观察到，有的工艺过程相似，但反应产物的粘度相差甚远，这无疑是分子量大小所致，但该专利并没有什么措施对分子量进行调节和控制，从而达到所需分子量的范围；该专利曾提到掺入此缩合物可以提高混凝土的抗压强度，只是定性的推测，但能提高到什么程度，未见有实验数据说明。

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高强度混凝土高效减水剂及其制造方法和用途，其特点是在磺化酚醛树脂合成中引入粘度调节剂，制得的缩聚物在混凝土、砂浆、水泥浆及含水泥浆组合物中作减水剂，掺入本减水剂的水泥净浆流动性良好，混凝土坍落度增大，坍落度随时间的变化降低很少，达到泵送混凝土的要求。它是目前高强度混凝土中较为理想的减水剂。

本发明的目的由以下技术措施实现的

高强度混凝土高效减水剂的配方组分(按重量计)为：

酚类物(可用苯酚、苯二酚、甲酚和/或萘酚至少一种)                  10-70份

醛类物(可用甲醛、乙醛、乙二醛、丙醛、丙二醛，丁醛、异丁醛、戊二醛和/或糠

      醛至少一种)                                                15-95份 

磺化物(可用亚硫酸盐，过硫酸盐、氨基磺酸、氨基磺酸盐、氨基苯基磺酸和/或氨

      基苯基磺酸盐至少一种)                                      10-80份

粘度调节剂(可用乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，四甲基氢氧化铵，六次甲基

四胺，乙酰胺和/或丙烯酰胺至少一种)                      1～40份

高强度混凝土高效减水剂的制造方法，是将酚类物10～70份，醛类物15～95份和粘度调节剂1～40份加入带有回流冷凝器，搅拌器和温度计的反应釜中，在搅拌下加入氢氧化钠调节pH值为7～11，然后加热升温至回流温度下反应2～3小时，再加入磺化物10～80份，继续于回流温度下反应1-3小时，获得溶渡为30％左右的减水剂，测得粘度25～35秒(4#杯)。

高强度混凝土高效减水剂用于混凝土，砂浆、水泥浆及含水泥制品及材料的加工制造。用量为水泥用量的0.3～1.5％，达到泵送混凝土的要求。其净浆流动度和混凝土性能详见表1和表2数据。

表1为净浆流动度测试数据。

表2为混凝土性能测试数据。

试验结果表明，掺入高效减水剂的水泥净浆流动性好，尽管水灰比(W/C)为0.29，仍然有良好的流动性，混凝土坍落度增大，而且随时间的变化坍落度下降很小，这是以往外加剂所不及的。对比试验表明，不加该减水剂的水泥浆根本无法流动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.采用固体氢氧化钠、从三次减少为一次调节pH值，简化了工艺，减轻了劳动强度。

2.在整个反应过程中无降温过程，节约能源、缩短了生产周期。

3.采用胺类物质作为粘度调节剂，能很好的控制产品的分子量，达到工艺要求的粘度范围。

4.本发明减水剂的制造方法简单，操作方便，重复性好，易于掌握，适用面广、有显著的经济效益和社会效益。

实施例

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

1.将苯酚10克，36.8％的甲醛水溶液18克和丙烯酰胺1.5克加入到带有回流冷凝器、搅拌器和温度计的反应釜中，在搅拌下加入氢氧化钠调节pH值为7，然后加热升温至回流温度下反应2～3小时，加入氨基苯磺酸盐17.9克，水100克，继续于回流温度下反应3小时，冷却至室温，获得浓度约为30％的减水剂水溶液，测得粘度为28秒(4#杯)。

2.将甲酚11克，40％的乙二醛水溶液15克和六次甲基四胺1.5克加入到带有搅拌器，回流冷凝器和温度计的反应釜中，在搅拌下加入氢氧化钠调节pH值为7，然后加热升温至回流温度下反应2～3小时，加入无水亚硫酸钠12.6克，水59.4克，继续于回流温度下反应3小时，冷却至室温，获得浓度约为30％的减水剂水溶液测得粘度为30秒(4#杯)。

3.将苯二酚11.0克，36.8％甲醛水溶液16.3克和乙二胺1.6克加入到带有搅拌器，回流冷凝器和温度计的反应釜中，在搅拌下加入氢氧化钠调节pH值为7.6，然后加热升温至回流温度下反应2～3小时，加入氨基磺酸钠10.4克，水54克，继续于回流温度下反应3小时，冷却至室温，获得浓度约30％的减水剂水溶液，测得粘度为25秒(4#秒)。

表1  净浆流动度测试数据^*

试样序号   掺入量 (水泥重％)                     坍落度(毫米)    初始  30分  60分  90分  120分    0    1    2    3    4     0    0.5    0.5    0.5    0.5   不流动    245    245    236    235   250   250   240   240   255   255   245   245   265   262   250   252 I组    5    6    7    8    9   10    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    230    220    227    223    221    220   238   232   242   241   227   230  240  232  245  256  250  240 II组^* 测试水泥为渠江水泥厂4～5#水泥，水灰比0.29，测试室温I组12℃，II组22℃。

流动度按中华人民共和国国家标准GB/T8077-87水泥净浆流动度试验方法测定。

表2  混凝土性能测试数据^*

  编号 掺量(％)  水胶比      坍落度(cm)           抗压强度MPa    初始 90(分钟)    3天    7天    28天    1    0.6   0.32    22.8   21.4    43.5    71.3    85.5    2    0.6   0.31    22.0   18.8    44.7    71.4    85.2    3    0.8   0.30    24.0   24.0    46.3    73.1    84.1    4    0.6   0.31    22.4   23.5    48.5    73.8    86.6    5    0.6   0.30    21.5   20.4    45.7    67.6    84.8^*  混凝土性能测试按GB8076-1997规定方法测定。