用三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物对水泥混凝土改性的方法技术

本发明专利技术涉及一种一种用三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩合物对水泥混凝土改性的方法，以三聚氰胺磺酸（三羟乙基甲基季铵）盐甲醛缩聚物为外加剂，以占水泥重量０．７５～１．００％的比例添加进水泥浆中，能明显提高水泥净浆的流动性，有良好的减水效能，明显提高水泥净浆固结体的抗压强度，且具有早强功能，另外，它还具有一定的缓凝作用，有着良好的应用前景。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其是用三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩合物对水泥混凝土改性的方法。混凝土外加剂是现代混凝土不可缺少的组分之一，是混凝土改性的一种重要方法和技术。掺少量外加剂便可改变新拌混凝土的工作性能、提高硬化混凝土的物理力学性能和耐久性，因而有利于实现机械化施工，满足不同工程对水泥混凝土的需要，同时可以节约水泥，降低成本。国内外常见的混凝土聚合物外加剂主要有如下几类1)木质素磺酸盐及其改性物；2)萘磺酸盐甲醛缩合物；3)聚氧乙烯醚及其衍生物；4)多环芳烃磺酸盐甲醛缩聚物；5)三聚氰胺甲醛缩聚物；6)磺化聚苯乙烯、苯磺酸盐甲醛缩合物；7)聚羧酸系外加剂，包括不饱和羧酸及其衍生物的均聚物，含磺酸基的聚羧酸多元聚合物，马来酸酐与其它可共聚单体的共聚物，含羧基、磺酸基、聚氧烷烯基的聚羧酸系。随着世界经济的迅猛发展，现代建筑业对水泥混凝土材料的要求越来越高，混凝土技术发展又处在一个新的变革时期，研制新型高性能水泥混凝土外加剂一直是世界各国的热门研究课题。三聚氯胺磺酸盐甲醛缩聚物是一种极其重要的聚合物水泥添加剂，三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物的分子结构式为 其中M为阳离子阳离子可以为金属离子和季铵离子等。目前阳离子为金属离子、能有效用作水泥添加剂的三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物的主要品种是三聚氰胺磺酸钠甲醛缩聚物，而能有效用作水泥添加剂的三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩聚物却未见报道。本专利技术的目的是提供一种用三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩合物对水泥混凝土改性的方法。本专利技术以三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物为外加剂，即三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物分子结构中阳离子为CH3N+(C2H4OH)3，以占水泥重量0.75～1.00％的比例添加进水泥浆中混合均匀。所用三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物的分子量范围以4400～44000为佳。本专利技术通过氮烷基化反应合成季铵盐，合成的产物经元素分析确认；再以所合成的季铵盐与三聚氰胺磺酸钠甲醛缩聚物为原料通过离子交换法制备三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩合物，交换的产物用原子发射光谱法检测确认。这些制备方法都是化学领域中常用的方法。将三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物在掺量范围内按常规方法加入水泥浆中即可。本专利技术测定了三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物对水泥各项性能的影响，并与同类型的三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩聚物进行了比较，测定结果见表1～4。表1三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩聚物的分散性能水 流动度/mm三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛灰 掺量/％缩聚物的阳离子M比 00.50 0.751.00CH3N+(C2H4OH)30.29 /90151 182CH3N+(C2H5)30.29 /8284 87C6H5CH2N+(C2H5)30.29 /7377 83空白 0 74 / / /表2三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩聚物对水泥净浆凝结时间的影响掺量/％ 0.50 0.75 1.00水灰比 0.35 0.34 0.33三聚氰胺磺酸季铵初凝终凝 初凝 终凝 初凝 终凝盐甲醛缩聚物中M /min/min /min /min /min /minCH3N+(C2H4OH)3240 299 285 340 415 475CH3N+(C2H5)3249 315 296 366 327 392C6H5CH2N+(C2H5)3229 289 271 336 297 352空白 水灰比＝0.4，初凝时间＝185min，终凝时间＝250min表3不同三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩聚物的减水效果比较三聚氰胺磺酸季铵盐掺量/％ 水灰比 减水率甲醛缩聚物中MCH3N+(C2H4OH)30.50 0.3122.5％0.75 0.2927.2％1.00 0.2830.0％CH3N+(C2H5)30.50 0.3317.5％0.75 0.3122.5％1.00 0.305 23.8％C6H5CH2N+(C2H5)30.50 0.345 13.8％0.75 0.3317.5％1.00 0.3415.0％表4不同三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩物的减水增强能力三聚氰胺磺酸季铵 抗压强度/MPa掺量/％ 水灰比盐甲醛缩聚物中M 3d 7d 28dCH3N+(C2H4OH)30.50 0.31 47.25 53.31 63.940.75 0.29 62.54 65.36 72.231.00 0.28 63.40 66.89 84.50CH3N+(C2H5)30.50 0.33 48.70 54.27 69.920.75 0.31 59.56 63.04 71.891.00 0.305 57.29 59.99 81.22C6H5CH2N+(C2H5)30.50 0.345 50.25 56.06 71.730.75 0.33 52.34 64.77 68.051.00 0.335 49.18 56.51 69.21空白 00.40 35.47 46.13 56.46注1各表中掺量为占水泥重量的百分比注2表3中减水率＝/0.40×100％注3水泥净浆流动度按照GB8077-87所示方法测定；水泥净浆抗压强度按照GB177-77所示方法测定；水泥净浆凝结时间参照GB1346-89所示方法测定。从测定结果发现三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物的性能明显优于同类型的三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩聚物。从表中数据可以看出，本专利技术提供的三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物水泥添加剂能明显提高水泥净浆的流动性，有良好的减水效能；在掺量范围内能明显提高水泥净浆固结体的抗压强度，且具有早强功能；另外，它还具有一定的缓凝作用，作为水泥添加剂有着良好的应用前景。以下实施例中所用的三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物的分子量范围均为4400～44000。实施例1当掺入占水泥重量0.50％的三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物时，水灰比为0.29的水泥净浆流动度为90mm，水灰比为0.35的水泥净浆初凝时间为240min、终凝时间为299min，水灰比为0.31的水泥净浆固结体28d抗压强度为63.94MPa。实施例2当掺入占水泥重量0.75％的三聚氰胺(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物时，水灰比为0.29的水泥净浆流动度为151mm，水灰比为0.34的水泥净浆初凝时间为285min、终凝时间为340min，水灰比为0.29的水泥净浆固结体28d抗压强度为72.23MPa。实施例3当掺入占水泥重量1.00％的三聚氰胺(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物时，水灰比为029的水泥净浆流动度为182mm，水灰比为0.33的水泥净浆初凝时间为415min、终凝时间为475min，水灰比为0.28的水泥净浆固结体28d抗压强度为84.50MPa。权利要求1.一种用三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩合物对水泥混凝土改性的方法，其特征在于以三聚氰胺磺酸(三羟乙基甲基季铵)盐甲醛缩聚物为外加剂，其分子结构式为M＝CH3N+(CH2CH2OH)3以占水泥重量0.75～1.00％的比例添加进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用三聚氰胺磺酸季铵盐甲醛缩合物对水泥混凝土改性的方法，其特征在于：以三聚氰胺磺酸（三羟乙基甲基季铵）盐甲醛缩聚物为外加剂，其分子结构式为：ＨＯＣＨ↓［２］ＮＨ－＊－ＮＨＣＨ↓［２］－［－Ｏ－ＣＨ↓［２］ＮＨ－＊－ＮＨＣＨ↓［２］－］ ↓［ｎ－１］－ＯＨ Ｍ＝ＣＨ↓［３］Ｎ↑［＋］（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ）↓［３］以占水泥重量０．７５～１．００％的比例添加进水泥浆中混合均匀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗广建，谢亦富，刘伟区，
申请(专利权)人：中国科学院广州化学研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]