一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂，包括以下按重量份数配比的原料：不饱和酰胺类单体80份

【技术实现步骤摘要】
一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土缓凝剂领域，具体涉及到一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥混凝土如今已成为世界上用量最大的建筑材料，其用量随建筑行业的高速发展而逐年递增。不同的施工环境和条件对混凝土的要求也在不断提高。夏季高温时，水泥水化进程迅速，混凝土凝结时间大幅度缩短，明显影响混凝土的工作性能和施工质量，造成经济损失。因此，需要通过引入外加剂来延长混凝土的凝结时间，使其满足工程需要和实现远距离运输。缓凝剂是通过降低水泥或石膏水化速度和水化热来延长混凝土的凝结时间，且其对混凝土的各项力学性能无明显影响，目前已广泛应用于建筑工程。
[0003]常见的缓凝剂有磷酸盐、偏磷酸盐、硼砂、羟基羧酸及其盐、糖类、木质素磺酸盐、多元醇及其衍生物等，其中，葡萄糖酸钠的缓凝效果较好，是当前使用最多的缓凝剂，但其对掺量和温度的敏感性较高。而单一的以上这些物质作为缓凝剂的缓凝效果不佳，且与水泥、砂石等原材料的相容性较差，无法满足工程要求。
[0004]为解决上述问题，本专利技术根据水泥的水化硬化原理，在聚合物分子结构中引入具有大量羟基和羧基的多糖单体，制备了一种工艺简洁、生产成本低、缓凝性能优、相容性好、敏感性低、对混凝土力学性能无不良影响的新型酸糖改性共聚型水泥缓凝剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂及其制备方法，用于解决现有技术中混凝土缓凝剂缓凝效果不佳以及与水泥、砂石等原材料相容性较差的技术问题。
[0006]为达上述目的，本专利技术的一个实施例中提供了一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂，包括以下按重量份数配比的原料：
[0007]不饱和酰胺类单体80份
‑
120份，不饱和酸类单体100份
‑
200份，
[0008]多糖单体100份，液碱5份
‑
50份，阻聚剂0.5份
‑
3份，
[0009]催化剂0.5份
‑
3份，氧化剂1份
‑
4份，还原剂1份
‑
3份，
[0010]链转移剂0.5份
‑
2.5份。
[0011]本专利技术优选的方案之一，不饱和酰胺类单体为甲基丙烯酰胺、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N
‑
羟乙基丙烯酰胺、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺和N,N
‑
二乙基丙烯酰胺中的至少一种。
[0012]本专利技术优选的方案之一，不饱和酸类单体为丙烯酸、2
‑
乙基丙烯酸、2
‑
丙基丙烯酸、2
‑
甲基丙烯酸酐、3,3
‑
二甲基丙烯酸、2
‑
甲基
‑2‑
丁烯酸、顺丁烯二酸、丁烯二酸酐、马来酸酯、富马酸、衣康酸、丁烯酸、戊烯二酸、戊烯二酸酐和2
‑
甲基
‑2‑
戊烯酸中的至少一种。
[0013]本专利技术优选的方案之一，多糖单体为麦芽糖、蔗糖、乳糖、红糖、黄糖、白糖、绵白糖、麦芽糖醇、海藻糖、异麦芽糖、纤维二糖、壳二糖、N
‑
乙酰
‑
D
‑
葡萄糖胺、多聚果糖、多聚半乳糖、葡聚糖和阿拉伯胶中的至少一种。
[0014]本专利技术优选的方案之一，阻聚剂为对苯二酚、2,5
‑
二叔丁基对苯二酚、2,6
‑
二叔丁基对甲苯酚、2
‑
叔丁基对苯二酚、对羟基苯甲醚、甲基氢醌、对苯醌和硫化二苯胺中的至少一种；催化剂为对苯甲磺酸和浓硫酸中的至少一种。
[0015]本专利技术优选的方案之一，液碱为氢氧化钠；氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾和过氧化氢中的至少一种；还原剂为L
‑
抗坏血酸、异抗坏血酸、E51和亚硫酸氢钠中的至少一种；链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸和巯基乙醇中的至少一种。
[0016]基于本专利技术公开的一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂，本专利技术还公开了一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：
[0017]步骤(1)：将多糖单体、不饱和酸类单体以及阻聚剂混合放入烧瓶中，搅拌，再加入催化剂，升温反应，降至室温后加入液碱得到产物A；
[0018]步骤(2)：将产物A、链转移剂与水混合，得到混合溶液一，将还原剂与水混合，得到混合溶液二；
[0019]步骤(3)：将不饱和酰胺单体溶解于水，加入氧化剂，然后再分别滴加混合溶液一和混合溶液二，滴加结束后加水稀释，并使用液碱调pH，得到酸糖改性共聚型水泥缓凝剂。
[0020]本专利技术优选的方案之一，步骤(3)中混合溶液一的滴加时间为2h
‑
3h，混合溶液二的滴加时间为2.5h
‑
3.5h，pH调至6
‑
7。
[0021]本专利技术优选的方案之一，步骤(3)中混合溶液一和混合溶液二滴加的同时需进行搅拌，并且滴加完成后需继续搅拌。
[0022]本专利技术优选的方案之一，继续搅拌的时间为0.5h
‑
1h。
[0023]综上所述，本专利技术的有益效果为：
[0024]1、本专利技术多糖单体结构中具有大量的羧基和羟基，其本身具有一定的缓凝作用和保水作用，而羟基通过与不饱和酸类单体的羧基酯化而将其引入到不饱和酸类单体结构中，改善了多糖单体单一使用对温度和掺量的敏感性。多糖单体中的羟基与游离Ca
2+
生成络合物及和水分子通过氢键缔合形成溶剂化水膜，从而抑制水泥的水化进程，表现出较佳的缓凝作用。
[0025]2、本专利技术中多糖单体、不饱和酸类单体酯化后在氧化还原体系下与不饱和酰胺类单体通过自由基聚合形成的高分子缓凝剂，结构中的羧基保证了其在水泥颗粒表面的吸附和锚固，提供静电斥力作用阻碍颗粒聚集；酰胺基和酯基在水泥浆体的碱性环境中构成水解梯度，持续提供后续的吸附分散作用，从而改善混凝土和易性、降低混凝土坍损。
[0026]3、本专利技术中的酸糖改性共聚型水泥缓凝剂原材料广泛易得，工艺简便，一方面，结构中大量的羟基、羧基和酰胺基等亲水性基团能大幅度降低水的表面张力，保水能力强，有效改善了浆体的坍损和泌水情况；另一方面，该缓凝剂分子因具有类似聚羧酸减水剂的结构，从而表现出较佳的外加剂适应性，且能明显降低外加剂的用量，降低对原材料的敏感性和使用成本。
具体实施方式
[0027]本专利技术公开了一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂，包括以下按重量份数配比的原料：不饱和酰胺类单体80份
‑
120份，不饱和酸类单体100份
‑
200份，多糖单体100份，液碱5份
‑
50份，阻聚剂0.5份
‑
3份，催化剂0.5份
‑
3份，氧化剂1份
‑
4份，还原剂1份
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂，其特征在于，包括以下按重量份数配比的原料：不饱和酰胺类单体80份
‑
120份，不饱和酸类单体100份
‑
200份，多糖单体100份，液碱5份
‑
50份，阻聚剂0.5份
‑
3份，催化剂0.5份
‑
3份，氧化剂1份
‑
4份，还原剂1份
‑
3份，链转移剂0.5份
‑
2.5份。2.如权利要求1所述的一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂，其特征在于：所述不饱和酰胺类单体为甲基丙烯酰胺、N
‑
羟甲基丙烯酰胺、N
‑
羟乙基丙烯酰胺、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺和N,N
‑
二乙基丙烯酰胺中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂，其特征在于：所述不饱和酸类单体为丙烯酸、2
‑
乙基丙烯酸、2
‑
丙基丙烯酸、2
‑
甲基丙烯酸酐、3,3
‑
二甲基丙烯酸、2
‑
甲基
‑2‑
丁烯酸、顺丁烯二酸、丁烯二酸酐、马来酸酯、富马酸、衣康酸、丁烯酸、戊烯二酸、戊烯二酸酐和2
‑
甲基
‑2‑
戊烯酸中的至少一种。4.如权利要求1所述的一种酸糖改性共聚型水泥缓凝剂，其特征在于：所述多糖单体为麦芽糖、蔗糖、乳糖、红糖、黄糖、白糖、绵白糖、麦芽糖醇、海藻糖、异麦芽糖、纤维二糖、壳二糖、N
‑
乙酰
‑
D
‑
葡萄糖胺、多聚果糖、多聚半乳糖、葡聚糖和阿拉伯胶中的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈景，单海林，刘其彬，王少峰，毕耀，周辉，刘文康，严圣东，蔡鑫，
申请(专利权)人：湖北西建新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：