阅读说明：本技术 一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法 (High-impermeability concrete pumping agent and preparation method thereof ) 是由 陈傲 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法,属于建筑材料制造领域。本发明以磷石膏和粉煤灰进行研磨咬合,研磨过程中增强了摩阻力,添加的钠基膨润土、聚丙烯酸钠也可起到增稠作用,改善空间结构的致密性,降低混凝土坍塌度的损失,提升应用后混凝土的耐久性。通过有机物质和无机物质相作用,在水的作用下通过扩散或通过渗水通道进入空隙中,形成致密的不溶性晶体,提升抗渗性能,提高混凝土结构致密性,并通过Si-OH结构单元与混凝土所含钙镁离子发生反应,形成了络合物,使得混凝土发生一定程度的惰性化,提高耐久性。本发明解决了目前常用混凝土泵送剂的抗渗、耐久性不佳,不能降低混凝土坍落度损失的问题。(The invention discloses a high-impermeability concrete pumping agent and a preparation method thereof, belonging to the field of building material manufacture. According to the invention, phosphogypsum and fly ash are used for grinding and occlusion, the frictional resistance is enhanced in the grinding process, the added sodium bentonite and sodium polyacrylate can also play a thickening role, the compactness of a space structure is improved, the loss of the collapse degree of the concrete is reduced, and the durability of the concrete after application is improved. Under the action of organic substances and inorganic substances, the water diffuses or enters gaps through a water seepage channel to form compact insoluble crystals, so that the impermeability is improved, the compactness of a concrete structure is improved, and a complex is formed by the reaction of Si-OH structural units and calcium and magnesium ions contained in concrete, so that the concrete is inerted to a certain degree, and the durability is improved. The invention solves the problems that the existing common concrete pumping agent has poor impermeability and durability and can not reduce the slump loss of concrete.)

一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料制造领域，具体涉及一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法。

背景技术

混凝土是建筑业中重要的建材，高性能混凝土施工大多采用泵送工艺，泵送剂是根据泵送混凝土的施工工艺、气候条件和水泥品种等工程实际需要配制而成的一种复合型外加剂，主要由减水剂组分和其他功能外加剂复合而成。能大大提高拌合物的流动性，并能较长时间保持拌合物流动性，能使混凝土经过压力输送后仍保持良好的和易性，不离析不泌水。

目前，常用的混凝土泵送剂既要求早期强度、又要求保坍性，而保坍型与早强型是属于两类品种，在性能上有所冲突。保坍性好的泵送剂，其混凝土的早期强度低。而早期强度高的泵送剂，其混凝土保坍性往往较差，尤其是夏季气温高水份蒸发快，水份损失越快混凝土坍落度损失越大，混凝土的流动性、粘聚性等越差，基本不能保证夏季能满足超过4小时的工作性能。

现有混凝土泵送剂主要成分分为减水组份、缓凝组份、增稠组份、引气组份、其他助剂，其中减水剂组份主要使用低减水率的减水剂种类，如木质素磺酸盐、氨基磺酸盐、脂肪族减水剂、萘系减水剂等，主要特点是减水率低或者中等，在泵送剂中起到分散流化的表面活性作用；缓凝组份主要由多羟基糖类物质及其衍生物、部分的无机盐组成，其特点是起到缓凝保塑润滑的作用；增稠组份也是核心组份，主要是由高分子类组成增加水的粘度起到增稠保水润滑的作用，引气组份主要由引气型减水剂、引气类表面活性剂组成，其特点是引入气泡增加保水润滑均匀分散等作用，现有的技术中减水组份、缓凝组份、增稠组份、引气组份、其他助剂各组分之间往往都是分开的，经过复配过后使用，往往存在有以下缺点：1.单独购买或者生产多种组份产生的成本较为昂贵；2.组份较多产品匀质性也是一个挑战，需要混合更长的时间；3.且产品容易被模仿炮制。

现有的泵送剂存在以下缺点：水泥适应性差，通常只能适应少数水泥品种，流动性不好，冬季低温条件下析出晶体、沉淀，造成管道堵塞，无法正常使用，同时，质量极不稳定，坍落度损失快，在混凝土使用过程中由于存在以上各种技术问题，严重影响混凝土各种工程。随着混凝土建筑工程技术的不断发展，对混凝土的性能也提出了更高的要求，龙其是混凝土的耐久性指标显的更加突出。当前为满足混凝土性能和施工的共同需求，通常的方法是在混凝土中，分别加入一种或二种功能性外加剂，以及泵送剂来形成拌合物，这不仅增加了施工难度和生产成本，而且极易出现几种混凝土外加剂中相同或相近作用组分重复掺入、造成掺入过量或漏加、多加等状况，尤其是遇到相溶性不好甚至不能相溶的几种混凝土外加剂时，会降低外加剂的效能，其结果轻者造成混凝土秘水、离析、板结，降低直至丧失工作性能，从而不能泵送，重者会引发施工安全事故和严重的混凝土质量事故，从而危及建筑物安全寿命。

目前常用混凝土泵送剂存在抗渗、耐久性不佳，不能降低混凝土坍落度损失的缺陷。因此，研制一种既能提高混凝土耐久性，又能符合泵送剂性能要求、满足泵送施工需求的混凝土外加剂，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常用混凝土泵送剂的抗渗、耐久性不佳，不能降低混凝土坍落度损失的问题，提供一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种高抗渗混凝土泵送剂，包括如下组分：5~8份硼砂、1~3份聚羧酸减水剂TH-928、3~7份丙三醇、2~5份木质磺酸钙、1~4份茶皂素、30~50份水、30~50份复合泵送作用基料、12~20份蛭石处理料。

所述复合泵送作用基料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比7~12：3取磷石膏、粉煤灰混合研磨，得细研料，于20~30℃，按质量份数计，取12~20份细研料、1~3份对甲苯磺酸、2~5份正硅酸乙酯、3~7份疏水料、30~45份乙醇溶液混合搅拌，升温至48~55℃，加入细研料质量2~5%的硅烷偶联剂KH-550混合，保温搅拌，过滤，收集滤渣干燥，得干燥料；

（2）按质量份数计，取25~40份干燥物、1~3份钠基膨润土、0.2~0.5份硅酸镁锂、2~5份聚丙烯酸钠、45~60份水于35~55℃混合搅拌，加压处理，泄压，得处理料，按重量份数计，取25~40份处理料、7~13份钾长石、2~5份水玻璃、3~7份硅灰、50~70份试剂混合搅拌，减压蒸发，即得复合泵送作用基料。

所述步骤（1）中的疏水料：按质量比2~5：1取三甲基氯硅烷、聚脲混合，即得疏水料。

所述步骤（2）中的试剂：按质量比1：5~8取尿素、碳酸氢钙的混合，即得试剂。

所述蛭石处理料的制备：于60~75℃，按质量比1：7~11：0.1取蛭石、柠檬酸溶液、添加剂混合，恒温搅拌，过滤，取滤渣水洗，干燥，得干燥料，取干燥料按质量比1：7~12：0.1加入N,N-二甲基乙酰胺、异佛尔酮二异氰酸酯混合搅拌，加入干燥料质量4~7倍HCl溶液混合，减压蒸发，即得蛭石处理料。

所述按质量比4~8：1~3取聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基羟丙基磺基甜菜碱混合，即得添加剂。

所述流变剂：按质量比3~7：1取海藻酸丙二醇酯、瓜尔胶混合，即得流变剂。

一种高抗渗混凝土泵送剂的制备方法，包括如下步骤：

S1.按质量份数计，取5~8份硼砂、1~3份聚羧酸减水剂TH-928、3~7份丙三醇、2~5份木质磺酸钙、1~4份茶皂素、30~50份水、30~50份复合泵送作用基料、12~20份蛭石处理料；

S2.取聚羧酸减水剂TH-928、丙三醇、茶皂素、水、复合泵送作用基料混合搅拌，加入蛭石处理料、硼砂、木质磺酸钙混合搅拌，减压蒸发，即得高抗渗混凝土泵送剂。

所述步骤S2中的混合搅拌的条件为400~700r/min磁力搅拌40~60min。

所述步骤S1或S2中的蛭石处理料为复合泵送作用基料质量的50%。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以磷石膏和粉煤灰进行研磨咬合，研磨过程中增强了摩阻力，而添加的钠基膨润土、聚丙烯酸钠也可起到增稠作用，促使大分子物质之间形成网状物包裹联结小分子颗粒，并可填补空隙，改善空间结构的致密性，能够提供一定的物理锚锭作用，降低混凝土坍塌度的损失，提升应用后混凝土的耐久性，本发明通过有机物质正硅酸乙酯、无机物质粉煤灰等相作用，在水的作用下通过扩散或通过渗水通道进入空隙中，与未水化的物质发生反应，形成致密的不溶性晶体，能够封堵空隙、毛细管以及裂缝，深入封堵结构内部的孔隙、改善内部结构，提升抗渗性能，疏水料中引入的含硅成分，也可先渗入混凝土内部与混凝土中钙离子相作用，填补了孔隙，提高了混凝土结构致密性，并通过Si-OH结构单元与混凝土所含钙镁离子发生反应，形成了络合物，使得混凝土发生一定程度的惰性化，提高耐久性；

（2）本发明所做实施例1~3中实施例1为最优实施例，并且实施例1~3都优于市售泵送剂和引用专利公布的技术方案所制泵送剂，具有很好的应用前景，并且对比例1、2缺少部分组分后所得效果皆显著下降，可知其对与本泵送剂抗渗耐久性的提升具有很大的作用；

（3）本发明针对目前常用混凝土泵送剂的抗渗、耐久性不佳，不能降低混凝土坍落度损失的问题，改善效果显著，具有很好的应用前景。

具体实施方式

流变剂：按质量比3~7：1取海藻酸丙二醇酯、瓜尔胶混合，即得流变剂。

疏水料：按质量比2~5：1取三甲基氯硅烷、聚脲混合，即得疏水料。

试剂：按质量比1：5~8取尿素、质量分数为12%的碳酸氢钙的混合，即得试剂。

添加剂：按质量比4~8：1~3取聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基羟丙基磺基甜菜碱混合，即得添加剂。

复合泵送作用基料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比7~12：3取磷石膏、粉煤灰于研钵混合，以300~400r/min研磨1~3h，得细研料，于20~30℃，按质量份数计，取12~20份细研料、1~3份对甲苯磺酸、2~5份正硅酸乙酯、3~7份疏水料、30~45份体积分数为70%的乙醇溶液混合搅拌30~50min，升温至48~55℃，加入细研料质量2~5%的硅烷偶联剂KH-550混合，保温搅拌1~2h，过滤，收集滤渣于90~100℃烘箱干燥3~5h，得干燥料；

（2）按质量份数计，取25~40份干燥物、1~3份钠基膨润土、0.2~0.5份硅酸镁锂、2~5份聚丙烯酸钠、45~60份水于35~55℃水热反应釜混合搅拌35~60min，加压至2.2~4.1MPa处理15~25min，泄压至常压，得处理料，按重量份数计，取25~40份处理料、7~13份钾长石、2~5份水玻璃、3~7份硅灰、50~70份试剂于混料机混合，以500~800r/min搅拌1~3h，减压蒸发至恒重，即得复合泵送作用基料。

蛭石处理料的制备：于60~75℃，按质量比1：7~11：0.1取蛭石、质量分数为12%的柠檬酸溶液、添加剂混合，以350~550r/min恒温搅拌30~50min，过滤，取滤渣用水洗涤2~4次后，移至烘箱干燥至恒重，得干燥料，取干燥料按质量比1：7~12：0.1加入N,N-二甲基乙酰胺、异佛尔酮二异氰酸酯于反应釜混合，以400~700r/min磁力搅拌40~60min，加入干燥料质量4~7倍质量分数为12%的HCl溶液混合，减压蒸发至恒重，即得蛭石处理料。

一种高抗渗混凝土泵送剂，按质量份数计，包括如下组分：5~8份硼砂、1~3份聚羧酸减水剂TH-928、3~7份丙三醇、2~5份木质磺酸钙、1~4份茶皂素、30~50份水、30~50份复合泵送作用基料、12~20份蛭石处理料。

一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法，包括如下步骤：

S1.按质量份数计，取5~8份硼砂、1~3份聚羧酸减水剂TH-928、3~7份丙三醇、2~5份木质磺酸钙、1~4份茶皂素、30~50份水、30~50份复合泵送作用基料、12~20份蛭石处理料；

S2.先于30~45℃，取聚羧酸减水剂TH-928、丙三醇、茶皂素、水、复合泵送作用基料于反应釜混合，以400~700r/min磁力搅拌40~60min，加入蛭石处理料、硼砂、木质磺酸钙混合，以400~700r/min磁力搅拌40~60min，减压蒸发至原体积的25~35%，即得高抗渗混凝土泵送剂。

实施例1

流变剂：按质量比3：1取海藻酸丙二醇酯、瓜尔胶混合，即得流变剂。

疏水料：按质量比2：1取三甲基氯硅烷、聚脲混合，即得疏水料。

试剂：按质量比1：5取尿素、质量分数为12%的碳酸氢钙的混合，即得试剂。

添加剂：按质量比4：1取聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基羟丙基磺基甜菜碱混合，即得添加剂。

复合泵送作用基料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比7：3取磷石膏、粉煤灰于研钵混合，以300r/min研磨1h，得细研料，于20℃，按质量份数计，取12份细研料、1份对甲苯磺酸、2份正硅酸乙酯、3份疏水料、30份体积分数为70%的乙醇溶液混合搅拌30min，升温至48℃，加入细研料质量2%的硅烷偶联剂KH-550混合，保温搅拌1h，过滤，收集滤渣于90℃烘箱干燥3h，得干燥料；

（2）按质量份数计，取25份干燥物、1份钠基膨润土、0.2份硅酸镁锂、2份聚丙烯酸钠、45份水于35℃水热反应釜混合搅拌35min，加压至2.2MPa处理15min，泄压至常压，得处理料，按重量份数计，取25份处理料、7份钾长石、2份水玻璃、3份硅灰、50份试剂于混料机混合，以500r/min搅拌1h，减压蒸发至恒重，即得复合泵送作用基料。

蛭石处理料的制备：于60℃，按质量比1：7：0.1取蛭石、质量分数为12%的柠檬酸溶液、添加剂混合，以350r/min恒温搅拌30min，过滤，取滤渣用水洗涤2次后，移至烘箱干燥至恒重，得干燥料，取干燥料按质量比1：7：0.1加入N,N-二甲基乙酰胺、异佛尔酮二异氰酸酯于反应釜混合，以400r/min磁力搅拌40min，加入干燥料质量4倍质量分数为12%的HCl溶液混合，减压蒸发至恒重，即得蛭石处理料。

一种高抗渗混凝土泵送剂，按质量份数计，包括如下组分：5份硼砂、1份聚羧酸减水剂TH-928、3份丙三醇、2份木质磺酸钙、1份茶皂素、30份水、30份复合泵送作用基料、15份蛭石处理料。

一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法，包括如下步骤：

S1.按质量份数计，取5份硼砂、1份聚羧酸减水剂TH-928、3份丙三醇、2份木质磺酸钙、1份茶皂素、30份水、30份复合泵送作用基料、15份蛭石处理料；

S2.先于30℃，取聚羧酸减水剂TH-928、丙三醇、茶皂素、水、复合泵送作用基料于反应釜混合，以400r/min磁力搅拌40min，加入蛭石处理料、硼砂、木质磺酸钙混合，以400r/min磁力搅拌40min，减压蒸发至原体积的25%，即得高抗渗混凝土泵送剂。

实施例2

流变剂：按质量比5：1取海藻酸丙二醇酯、瓜尔胶混合，即得流变剂。

疏水料：按质量比3：1取三甲基氯硅烷、聚脲混合，即得疏水料。

试剂：按质量比1：7取尿素、质量分数为12%的碳酸氢钙的混合，即得试剂。

添加剂：按质量比6：2取聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基羟丙基磺基甜菜碱混合，即得添加剂。

复合泵送作用基料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比10：3取磷石膏、粉煤灰于研钵混合，以350r/min研磨2h，得细研料，于25℃，按质量份数计，取16份细研料、2份对甲苯磺酸、3份正硅酸乙酯、5份疏水料、37份体积分数为70%的乙醇溶液混合搅拌40min，升温至51℃，加入细研料质量4%的硅烷偶联剂KH-550混合，保温搅拌1.5h，过滤，收集滤渣于95℃烘箱干燥4h，得干燥料；

（2）按质量份数计，取32份干燥物、2份钠基膨润土、0.3份硅酸镁锂、4份聚丙烯酸钠、50份水于45℃水热反应釜混合搅拌50min，加压至3.2MPa处理20min，泄压至常压，得处理料，按重量份数计，取30份处理料、10份钾长石、3份水玻璃、5份硅灰、60份试剂于混料机混合，以650r/min搅拌2h，减压蒸发至恒重，即得复合泵送作用基料。

蛭石处理料的制备：于67℃，按质量比1：9：0.1取蛭石、质量分数为12%的柠檬酸溶液、添加剂混合，以450r/min恒温搅拌40min，过滤，取滤渣用水洗涤3次后，移至烘箱干燥至恒重，得干燥料，取干燥料按质量比1：10：0.1加入N,N-二甲基乙酰胺、异佛尔酮二异氰酸酯于反应釜混合，以550r/min磁力搅拌50min，加入干燥料质量6倍质量分数为12%的HCl溶液混合，减压蒸发至恒重，即得蛭石处理料。

一种高抗渗混凝土泵送剂，按质量份数计，包括如下组分：7份硼砂、2份聚羧酸减水剂TH-928、5份丙三醇、3份木质磺酸钙、3份茶皂素、40份水、40份复合泵送作用基料、17份蛭石处理料。

一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法，包括如下步骤：

S1.按质量份数计，取6份硼砂、2份聚羧酸减水剂TH-928、5份丙三醇、4份木质磺酸钙、3份茶皂素、40份水、40份复合泵送作用基料、16份蛭石处理料；

S2.先于37℃，取聚羧酸减水剂TH-928、丙三醇、茶皂素、水、复合泵送作用基料于反应釜混合，以550r/min磁力搅拌50min，加入蛭石处理料、硼砂、木质磺酸钙混合，以550r/min磁力搅拌50min，减压蒸发至原体积的30%，即得高抗渗混凝土泵送剂。

实施例3

流变剂：按质量比7：1取海藻酸丙二醇酯、瓜尔胶混合，即得流变剂。

疏水料：按质量比5：1取三甲基氯硅烷、聚脲混合，即得疏水料。

试剂：按质量比1：8取尿素、质量分数为12%的碳酸氢钙的混合，即得试剂。

添加剂：按质量比8：3取聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基羟丙基磺基甜菜碱混合，即得添加剂。

复合泵送作用基料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量比12：3取磷石膏、粉煤灰于研钵混合，以400r/min研磨3h，得细研料，于30℃，按质量份数计，取20份细研料、3份对甲苯磺酸、5份正硅酸乙酯、7份疏水料、45份体积分数为70%的乙醇溶液混合搅拌50min，升温至55℃，加入细研料质量5%的硅烷偶联剂KH-550混合，保温搅拌2h，过滤，收集滤渣于100℃烘箱干燥5h，得干燥料；

（2）按质量份数计，取40份干燥物、3份钠基膨润土、0.5份硅酸镁锂、5份聚丙烯酸钠、60份水于55℃水热反应釜混合搅拌60min，加压至4.1MPa处理25min，泄压至常压，得处理料，按重量份数计，取40份处理料、13份钾长石、5份水玻璃、7份硅灰、70份试剂于混料机混合，以800r/min搅拌3h，减压蒸发至恒重，即得复合泵送作用基料。

蛭石处理料的制备：于75℃，按质量比1：11：0.1取蛭石、质量分数为12%的柠檬酸溶液、添加剂混合，以550r/min恒温搅拌50min，过滤，取滤渣用水洗涤4次后，移至烘箱干燥至恒重，得干燥料，取干燥料按质量比1：12：0.1加入N,N-二甲基乙酰胺、异佛尔酮二异氰酸酯于反应釜混合，以700r/min磁力搅拌60min，加入干燥料质量7倍质量分数为12%的HCl溶液混合，减压蒸发至恒重，即得蛭石处理料。

一种高抗渗混凝土泵送剂，按质量份数计，包括如下组分：8份硼砂、3份聚羧酸减水剂TH-928、7份丙三醇、5份木质磺酸钙、4份茶皂素、50份水、50份复合泵送作用基料、20份蛭石处理料。

一种高抗渗混凝土泵送剂及其制备方法，包括如下步骤：

S1.按质量份数计，取8份硼砂、3份聚羧酸减水剂TH-928、7份丙三醇、5份木质磺酸钙、4份茶皂素、50份水、50份复合泵送作用基料、20份蛭石处理料；

S2.先于45℃，取聚羧酸减水剂TH-928、丙三醇、茶皂素、水、复合泵送作用基料于反应釜混合，以700r/min磁力搅拌60min，加入蛭石处理料、硼砂、木质磺酸钙混合，以700r/min磁力搅拌60min，减压蒸发至原体积的35%，即得高抗渗混凝土泵送剂。

对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合泵送作用基料。

对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少蛭石处理料。

对比例3：市售的混凝土泵送剂。（主要成分：羟乙基甲基纤维素、葡萄糖酸钠、正硅酸四乙酯、己糖化二钙、聚乙烯醇）

对比例4：采用专利号 CN201710982705.1一种混凝土泵送剂及其制备方法的技术方案，制得的混凝土泵送剂。

将实施例与对比例所得高抗渗混凝土泵送剂按照GB8076-2008进行测试，测试结果如表1所示：

表1：

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
								渗透高度比/%	15.2	16.6	18.4	20.1	23.4	40.5	29.8
泌水率比/%	29.2	32.1	34.6	40.6	47.9	70	52.4
								1h坍落度经时变化量/mm	52.8	55.4	57.1	62.5	66.8	80.2	71.6
7天抗压强度/MPa	42.3	40.1	37.4	35.8	31.6	20.4	27.4

综合上述，本发明所得的高抗渗混凝土泵送剂能提高混凝土的抗渗、耐久性，能降低混凝土坍落度损失，对钢筋无锈蚀作用，不会出现碱骨料反应，适合于长距离的运输及泵送施工，适用范围广。相比于市售产品效果更好，值得大力推广。

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。