混凝土增強(qiáng)劑及其制備和使用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種混凝土增強(qiáng)劑，其組份包括：丙烯酸類(lèi)單體聚合而成的有機(jī)聚合物I、葡萄糖酸鹽II、硫酸鹽III、木質(zhì)素磺酸鹽IV和水。其使用方法，包括以下步驟：1)檢測(cè)混凝土的膠凝材料的重量比含量；2)添加膠凝材料重量的0.2％?0.8％的混凝土增強(qiáng)劑。本發(fā)明通過(guò)化學(xué)手段，將丙烯酸類(lèi)單體聚合成具有一定分子量分布的共聚有機(jī)聚合物，再通過(guò)適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量比，將有機(jī)聚合物與葡萄糖酸鈣、硫酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣及水混合在一起，在室溫下攪拌一定的時(shí)間，便得到具有一定濃度的增強(qiáng)劑母液，將此母液與水以一定量的配比稀釋?zhuān)涂傻玫街苯邮褂玫幕炷猎鰪?qiáng)劑，該發(fā)明所生產(chǎn)的混凝土增強(qiáng)劑無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)揮發(fā)性，具備廣泛的應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
混凝土增強(qiáng)劑及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及混凝土外加劑的制備及使用，尤其涉及到以提高混凝土強(qiáng)度為目的的 混凝土增強(qiáng)劑及其制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土是一種最為重要并廣泛使用的人工石材，被廣泛應(yīng)用在橋梁、隧道、高鐵、 機(jī)場(chǎng)及各種軍事、民用建筑等土木工程上，它是人類(lèi)文明進(jìn)步的重要標(biāo)志。混凝土主要由膠 凝材料（如水泥）、水、骨料（石子）等材料，根據(jù)實(shí)際使用條件的需要，將上述各材料按適 當(dāng)?shù)?配合比"混合在一起并攪拌均勻，最終通過(guò)水化反應(yīng)將個(gè)組分連接在一起而形成的一 種連續(xù)、堅(jiān)固的重要石材。
[0003] 混凝土的研制生產(chǎn)使用經(jīng)歷了將近200多年的發(fā)展史，現(xiàn)今的混凝土已摒棄現(xiàn)場(chǎng) 攪拌，主要采用集中攪拌，這是混凝土生產(chǎn)由粗放型生產(chǎn)向集約化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，它實(shí)現(xiàn)了 混凝土生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化、商品化和社會(huì)化，是建筑依靠技術(shù)進(jìn)步改變小生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)建筑工 業(yè)化的一項(xiàng)重要改革，從而帶來(lái)顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。
[0004] 抗壓強(qiáng)度及耐久性是混凝土最為重要的性能指標(biāo)。在商品混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中， 為了改善混凝土的工作性能及提高混凝土的強(qiáng)度，常常需要向混凝土中加入配比很小的各 種混凝土外加劑（如減水劑、引氣劑等），這些外加劑的加入通常對(duì)混凝土的工作性能改善 較好，而對(duì)混凝土強(qiáng)度的改善很有限，并且一些外加劑比較敏感，對(duì)混凝土的適應(yīng)性不是很 好，這也使得這些外加劑在具體應(yīng)用中受到了較大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種混凝土新型外加劑的制備方法，它的主要 特點(diǎn)是彌補(bǔ)了現(xiàn)有市場(chǎng)上混凝土外加劑的不足，它是一種混凝土的增強(qiáng)劑，能節(jié)約水泥、減 小混凝土的生產(chǎn)成本，即它能顯著提高混凝土的強(qiáng)度并能優(yōu)化其它混凝土外加劑與混凝土 的適應(yīng)性，同時(shí)提高混凝土的耐久性。
[0006] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種混凝土增強(qiáng)劑，其組份 包括：丙烯酸類(lèi)單體聚合而成的有機(jī)聚合物I、葡萄糖酸鹽II、硫酸鹽III、木質(zhì)素磺酸鹽IV 和水。
[0007] 所述有機(jī)聚合物I由丙烯酸類(lèi)單體共聚而成，丙烯酸類(lèi)單體包括：丙烯酸、甲基丙 烯酸、甲基丙烯酸甲酯。
[0008] 在合成有機(jī)聚合物I時(shí)，丙烯酸與甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯的用量重量比為 8 : 1-3 : 1。
[0009] 在合成有機(jī)聚合物I時(shí)，反應(yīng)體系所用水的重量是兩種聚合單體總用量的10-12 倍。
[0010] 在合成有機(jī)聚合物I時(shí)，聚合反應(yīng)時(shí)間為4-6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用NaOH調(diào)節(jié)體系 Ph值為7-9。
[0011] 所述葡萄糖酸鹽II為葡萄糖酸鈣或葡萄糖酸鈉，葡萄糖酸鹽II與丙烯酸的重量 比為 0. 1-0. 5。
[0012] 所述硫酸鹽III為硫酸鈉或硫酸鈣，硫酸鹽III與丙烯酸的重量比為0.01-0.05。
[0013] 所述木質(zhì)素磺酸鹽IV為木質(zhì)素磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉，木質(zhì)素磺酸鹽IV與丙烯 酸的重量比為2-0. 5。
[0014] 一種混凝土增強(qiáng)劑的制備方法，包括以下步驟：1)按配比將丙烯酸溶解于水中， 將甲基丙烯酸溶于60°c的熱水中，在三口燒瓶中加入水并加入少量的引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉 (Na 2S40s)，在攪拌的情況下緩慢地向三口燒瓶中滴加丙烯酸水溶液和甲基丙烯酸水溶液， 在60°C的溫度下保持聚合反應(yīng)4-6小時(shí)左右，反應(yīng)完成后，向體系中加入NaOH調(diào)節(jié)Ph值為 7-9左右。
[0015] 2)按配比將葡萄酸鈣加入到上述反應(yīng)后的體系，常溫?cái)嚢钄?shù)分鐘，使之充分溶解。
[0016] 3)按配比將硫酸鈉加入到上述反應(yīng)后的體系，常溫?cái)嚢钄?shù)分鐘，使之充分溶解。
[0017] 4)按配比將葡萄酸鹽鈣加入到上述反應(yīng)后的體系，常溫?cái)嚢钄?shù)分鐘，使之充分溶 解，得到混凝土增強(qiáng)劑的母液。
[0018] 5)用一定量的水稀釋母液，最終制得本發(fā)明的可直接使用的成品混凝土增強(qiáng)劑， 稀釋水的重量為母液質(zhì)量的7-10倍。
[0019] 一種混凝土增強(qiáng)劑的使用方法，包括以下步驟：1)檢測(cè)混凝土的膠凝材料的重量 比含量；
[0020] 2)添加膠凝材料重量的0. 2% -0. 8%的混凝土增強(qiáng)劑，其中添加量以膠凝材料的 0.5%為最優(yōu)，添加量過(guò)少或過(guò)多都不能充分體現(xiàn)本發(fā)明混凝土增強(qiáng)劑的功效，若添加量過(guò) 多，甚至有可能會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的下降。
[0021] 與已公開(kāi)技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過(guò)化學(xué)手段，將丙烯酸類(lèi)單體 聚合成具有一定分子量分布的共聚有機(jī)聚合物，再通過(guò)適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量比，將有機(jī)聚合物與葡 萄糖酸鈣、硫酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣及水混合在一起，在室溫下攪拌一定的時(shí)間，便得到具有 一定濃度的增強(qiáng)劑母液，將此母液與水以一定量的配比稀釋?zhuān)涂傻玫街苯邮褂玫幕炷?增強(qiáng)劑，該發(fā)明所生產(chǎn)的混凝土增強(qiáng)劑無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)揮發(fā)性，是一種綠色化工建筑材料，隨 著國(guó)家節(jié)能、降耗產(chǎn)業(yè)政策的落實(shí)和深入，本發(fā)明的增強(qiáng)劑必將在未來(lái)混凝土市場(chǎng)得到廣 泛的應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工作流程、使用方法達(dá)成目的與功效易于明 白了解，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 取丙烯酸20. 0g溶于80ml的水中，取甲基丙烯酸5. 7g溶于100ml溫度為60°C的 熱水中，在500ml的三口燒瓶中加入100ml的水同時(shí)加入0. 05g過(guò)硫酸鈉（Na2S40s)，攪拌并 升溫至60°C，然后同時(shí)向三口燒瓶中緩慢滴加丙烯酸溶液和甲基丙烯酸溶液，在60°C下保 溫反應(yīng)5小時(shí)，在體系冷卻至室溫時(shí)，向體系加入NaOHO. 5g，使體系的Ph值調(diào)節(jié)至7. 5,向 體系中加入4. Og葡萄糖酸媽、0. 4g硫酸鈉和20.0 g木質(zhì)素磺酸媽?zhuān)瑪嚢?分鐘得150. 3g混 凝土增強(qiáng)劑母液。實(shí)施例2
[0025] 取丙烯酸20. 0g溶于80ml的水中，取甲基丙烯酸5. 7g溶于100ml溫度為60°C的 熱水中，在500ml的三口燒瓶中加入100ml的水同時(shí)加入0. 05g過(guò)硫酸鈉（Na2S40s)攪拌并 升溫至60°C，然后同時(shí)向三口燒瓶中緩慢滴加丙烯酸溶液和甲基丙烯酸溶液，在60°C下保 溫反應(yīng)5小時(shí)，在體系冷卻至室溫時(shí)，向體系加入NaOHO. 5g，使體系的Ph值調(diào)節(jié)至7. 5,向 體系中加入4. 0g葡萄糖酸媽、0. 4g硫酸鈉和20. 0g木質(zhì)素磺酸媽?zhuān)瑪嚢?分鐘得150. 3g混 凝土增強(qiáng)劑母液，取母液30g，加入240g水稀釋?zhuān)?70g成品混凝土增強(qiáng)劑。
[0026] 取適量實(shí)施例2的成品混凝土增強(qiáng)劑，按下表混凝土配比做試塊實(shí)驗(yàn)：
[0027] 15 (L) C30混凝土的試塊實(shí)驗(yàn)混凝土
[0028]
[0029] 比較樣相對(duì)于基準(zhǔn)樣是lm3混凝土減少30kg水泥的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在使用 本發(fā)明的成品增強(qiáng)劑的情況下，可適當(dāng)減少混凝土的水泥用量并能保證原混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng) 度。
[0030] 取適量實(shí)施例2的成品混凝土增強(qiáng)劑，按下表混凝土配比做試塊實(shí)驗(yàn)：
[0031] 15 (L) C30混凝土的試塊實(shí)驗(yàn)混凝土
[0032]
[0033]
[0034] 比較樣相對(duì)于基準(zhǔn)樣是加了少量本發(fā)明混凝土增強(qiáng)劑的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在 使用本發(fā)明的成品增強(qiáng)劑的情況下，混凝土的強(qiáng)度得到了較為顯著的提高。
[0035] 取適量實(shí)施例2的成品混凝土增強(qiáng)劑，按下表混凝土配比做試塊實(shí)驗(yàn)：
[0036] 15 (L) C30混凝土的試塊實(shí)驗(yàn)混凝土
[0037]
[0038] 比較樣相對(duì)于基準(zhǔn)樣是加了少量本發(fā)明混凝土增強(qiáng)劑的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在 使用本發(fā)明的成品增強(qiáng)劑的情況下，混凝土的強(qiáng)度得到了較為顯著的提高。
[0039] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及 其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種混凝土增強(qiáng)劑，其特征在于：其組份包括：丙烯酸類(lèi)單體聚合而成的有機(jī)聚合 物I、葡萄糖酸鹽II、硫酸鹽III、木質(zhì)素磺酸鹽IV和水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土增強(qiáng)劑，其特征在于：所述有機(jī)聚合物I由丙烯酸類(lèi) 單體共聚而成，丙烯酸類(lèi)單體包括：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土增強(qiáng)劑，其特征在于：在合成有機(jī)聚合物I時(shí)，丙烯酸 與甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯的用量重量比為8 : 1-3 : 1;在合成有機(jī)聚合物I時(shí)，反 應(yīng)體系所用水的重量是兩種聚合單體總用量的10-12倍；在合成有機(jī)聚合物I時(shí)，聚合反應(yīng) 時(shí)間為4-6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后用NaOH調(diào)節(jié)體系Ph值為7-9。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土增強(qiáng)劑，其特征在于：所述葡萄糖酸鹽II為葡萄糖酸 鈣或葡萄糖酸鈉，葡萄糖酸鹽Π 與丙烯酸的重量比為0. 1-0. 5。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土增強(qiáng)劑，其特征在于：所述硫酸鹽III為硫酸鈉或硫 酸鈣，硫酸鹽III與丙烯酸的重量比為0. 01-0. 05。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土增強(qiáng)劑，其特征在于：所述木質(zhì)素磺酸鹽IV為木質(zhì)素 磺酸鈣或木質(zhì)素磺酸鈉，木質(zhì)素磺酸鹽IV與丙烯酸的重量比為2-0. 5。7. -種混凝土增強(qiáng)劑的制備方法，包括以下步驟：1)按配比將丙烯酸溶解于水中， 將甲基丙烯酸溶于60°C的熱水中，在三口燒瓶中加入水并加入少量的引發(fā)劑過(guò)硫酸鈉 (Na 2S4O8)，在攪拌的情況下緩慢地向三口燒瓶中滴加丙烯酸水溶液和甲基丙烯酸水溶液， 在60°C的溫度下保持聚合反應(yīng)4-6小時(shí)，反應(yīng)完成后，向體系中加入NaOH調(diào)節(jié)Ph值為 7-9 ； 2) 按配比將葡萄酸鈣加入到上述反應(yīng)后的體系，常溫?cái)嚢钄?shù)分鐘，使之充分溶解； 3) 按配比將硫酸鈉加入到上述反應(yīng)后的體系，常溫?cái)嚢钄?shù)分鐘，使之充分溶解； 4) 按配比將葡萄酸鹽鈣加入到上述反應(yīng)后的體系，常溫?cái)嚢钄?shù)分鐘，使之充分溶解，得 到混凝土增強(qiáng)劑的母液； 5) 用一定量的水稀釋母液，最終制得本發(fā)明的可直接使用的成品混凝土增強(qiáng)劑，稀釋 水的重量為母液質(zhì)量的7-10倍。8. -種混凝土增強(qiáng)劑的使用方法，包括以下步驟：1)檢測(cè)混凝土的膠凝材料的重量比 含量； 2)添加膠凝材料重量的0. 2% -0. 8%的混凝土增強(qiáng)劑。
【文檔編號(hào)】C04B24/26GK105884243SQ201410444431
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年9月3日
【發(fā)明人】徐會(huì)君, 李淳, 魯祥勇
【申請(qǐng)人】安徽皖科新科技發(fā)展有限公司