一种清水混凝土专用外加剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种清水混凝土专用外加剂及其制备方法 (Admixture special for fair-faced concrete and preparation method thereof ) 是由 邓妮 陈杰 方世昌 田应兵 于 2020-12-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种清水混凝土专用外加剂及其制备方法,所述外加剂包括以下组份的原材料组成：减水剂30%～35%、引气剂0.02%～0.05%、消泡剂0.04%～0.08%、缓凝剂1.8%～2.5%、阻锈剂1%～3%、防水增强剂2%～4%、减缩剂1%～2%和水55%～60%,本发明制备的清水混凝土专用减水剂,在分子结构设计上引入肉桂酰胺,降低了减水剂对无机盐的敏感性,保持其伸展构象,同时具有良好的早强效果,本发明的清水混凝土外加剂,原料易得,工艺简单,其中专用减水剂的制备操作简便安全,易规模生产化,可实现对清水混凝土外加剂成本的进一步控制。(The invention discloses a special admixture for fair-faced concrete and a preparation method thereof, wherein the admixture comprises the following raw materials: the water reducing agent is 30-35% of a water reducing agent, 0.02-0.05% of an air entraining agent, 0.04-0.08% of a defoaming agent, 1.8-2.5% of a retarder, 1-3% of a rust inhibitor, 2-4% of a waterproof reinforcing agent, 1-2% of a shrinkage reducing agent and 55-60% of water.)
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，尤其是一种清水混凝土外加剂。
背景技术
清水混凝土又称装饰混凝土，与需要进一步进行表面装饰的普通混凝土不同，清水混凝土直接采用现场浇筑混凝土的自然表面效果作为饰面，因而省去了涂料、饰面等化工产品的使用；同时，清水混凝土结构一次成型，无剔凿修补，不抹灰，减少了大量的建筑垃圾。近年来，随着环保意识的加强及清水混凝土构造独特的强力、清洁感、素材感等出色的美学表观，清水混凝土作品越来越受到人们的喜欢，不仅在大型建筑，如大型桥梁、厂房和机场得到了广泛应用，在工业与民用建筑中也得到了一定的应用。
清水混凝土性能要求要高于普通混凝土，它要求混凝土外观尺寸精确，表面无明显宏观缺陷。因此，除混凝土基本组分外，外加剂的种类和加入量是直接影响清水混凝土性能的主要因素。聚羧酸高性能减水剂因具有掺量低，减水率高，分子结构可调型性强以及绿色环保等优良性能广泛应用于各项工程中，是目前最常用的混凝土外加剂之一。但普通的聚羧酸减水剂的性能更偏向于减水率的高低，若单独应用于清水混凝土时，最终得到的清水混凝土容易出现表面气泡多、麻面、蜂窝、色差严重等表观质量问题，因此，用于清水混凝土时需要复配其他外加剂一起使用，此外，也需要对减水剂的性能特点做优化调整。 如公开号为CN 1097760621 A的专利《一种低引气型清水混凝土外加剂及其制备方法》中，采用马来酸二丁二醇酯、甲基丙烯酸高级脂肪醇酯、交联单体和EO/PO无规共聚丙烯酸酯单体共聚得到一种低引气型聚羧酸减水剂，在一定程度上降低了混凝土含气量，减少气泡的产生，改善清水混凝土的表观质量，但该低引气型减水剂减水保坍性能在一定程度上受到影响，并且该减水剂成本高、生产工艺较为复杂，产品的稳定性较难控制。而在公开号为CN108545988的专利《清水混凝土专用外加剂及其制备方法以及包含其的清水混凝土和应用》中所提出的清水混凝土外加剂制备简单，实用，但未明确指出每一种添加组分的主要成分。由于每一种组分的物质种类太多，作用效果差异也很大，因此若不加以限制，随意搭配使用，很难达到如专利中预期的技术效果，目前，关于专门针对清水化混凝土用的外加剂的研究，还缺乏系统探究。大部分专利文献针对其中某个方面的性能进行了优化调整，但未能综合考虑其工作性能、表观质量、耐久性及成本等。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种综合性能较优异、制备方法简单，易于实现大规模生产工业化应用并具有经济优势的清水混凝土外加剂。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种清水混凝土专用外加剂，所述外加剂包括以下组份的原材料组成：减水剂30%~35%、引气剂0.02%~0.05%、消泡剂0.04%~0.08%、缓凝剂1.8%~2.5%、阻锈剂1%~3%、防水增强剂2%~4%、减缩剂1%~2%和水55%~60%。
优选的，所述减水剂为固含量45%的聚羧酸减水剂，其制备方法包括以下步骤：
1）将不饱和聚氧乙烯醚和水的混合料投入反应釜中，搅拌均匀，至混合溶液中无明显块状或片状；所述不饱和聚氧乙烯醚为异戊烯醇聚氧乙烯醚、改性异戊烯醇聚氧乙烯醇的一种或两种，数均分子量为2400；所述不饱和聚氧乙烯醚和水的质量比为0.75~0.91；
2）配置A、B液；
A溶液：丙烯酸+肉桂酰胺+还原剂1+水；
B溶液：还原剂2+链转移剂+水；
所述丙烯酸质量为不饱和聚氧乙烯醚的7%~8.5%；所述肉桂酰胺质量为不饱和聚氧乙烯醚的1%~2%；所述还原剂1为vc，所述还原剂2为吊白块，所述还原剂总用量为聚醚和丙烯酸总质量的3‰~6‰；所述链转移剂为巯基丙酸钠和巯基乙酸钠中的至少一种，所述巯基丙酸钠和巯基乙酸钠在使用之前通过氢氧化钠分别中和反应生成巯基丙酸钠和巯基乙酸钠；
将金属催化剂和引发剂投入至釜底液中，搅拌5~10min后开始同时滴加A、B液；A液滴加时间为150~180min，B液滴加时间为150~180min。滴加结束后保温1~1.5h，然后加入氢氧化钠溶液，调整pH值为6~7，并补水至浓度为45%。其中，所述金属催化剂为硫酸亚铁；所述引发剂为双氧水或过硫酸铵，引发剂总质量为聚醚和丙烯酸总质量的5‰~8‰。
优选的，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠、白糖和糖蜜的混合物，且葡萄糖酸钠与白糖、糖蜜的质量比为3:1:1。
优选的，所述消泡剂为聚醚有机硅。
优选的，所述引气剂为马来松香、十二烷基苯磺酸钠、三苷皂萜中的至少1种。
优选的，所述阻锈剂由亚硝酸钙和六偏磷酸钠构成。
优选的，所述防水剂为质量分数为30%的碱性硅溶胶溶液。
优选的，所述减缩剂为聚乙二醇200~400，丁醇，聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯中至少1种。
优选的，所述的一种清水混凝土专用外加剂及其制备方法，其具体制备方法包含以下步骤：先称取减水剂，先加入水、然后依次加入缓凝剂、阻锈剂、消泡剂、减缩剂、防水剂，搅拌均匀后再加入引气剂和水，即可得到所述清水混凝土化学外加剂。
本发明的技术效果和优点：
（1）根据清水混凝土的性能需求，采用异戊烯醇聚氧乙烯醚为大单体，在低酸醚比、双还原体系下合成一种保坍型聚羧酸减水剂，该减水剂减水率适中，保坍性能性能优异，对掺量敏感度低，混凝土拌合物包裹性和粘聚性较好，不易出现离析泌水现象，既保证清水混凝土对流动性和坍落度保持性的工作要求，同时起到改善清水混凝土表观质量的作用。
（2）本发明制备的清水混凝土专用减水剂，在分子结构设计上引入肉桂酰胺，降低了减水剂对无机盐的敏感性，保持其伸展构象，同时具有良好的早强效果。
（3）本发明清水混凝土外加剂中缓凝剂除了选用常规的葡萄糖酸钠和白糖外，还添加一种少用的缓凝剂---糖蜜，将这三种物质按照恰当的比例搭配使用，不仅满足清水混凝土对凝结时间的要求，同时增加混凝土的柔软性，进一步清水改善混凝土表观质量。
（4）本发明的清水混凝土外加剂，在制备专用聚羧酸减水剂的基础上，复配多重组分，通过各外加剂组分发挥协同作用，既满足清水混凝土对外加剂的高要求，同时起到保护清水混凝土、提升其耐久性和安全性的作用。
（5）本发明的清水混凝土外加剂，原料易得，工艺简单，其中专用减水剂的制备操作简便安全，易规模生产化，可实现对清水混凝土外加剂成本的进一步控制。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种清水混凝土专用外加剂的制备方法如下：
1）合成专用聚羧酸减水剂
先将300份不饱和聚氧乙烯醚和220份水投入反应釜中，搅拌均匀至混合溶液中无明显块状或片状；再配置A液（22份丙烯酸+3g肉桂酰胺+22份水+0.2份VC，）和B液(1.3份吊白块+1.6份巯基丙酸钠+45份水)；然后向反应釜中依次添加2.5份双氧水，1.4份硫酸亚铁溶液（1%）；在常温条件下开始同时滴加A、B液，其中A液匀速滴加180min，B液匀速滴加180min。滴加结束后保温1h，加入氢氧化钠溶液，调整pH值为6~7，并补水至浓度为45%。
将上述合成的减水剂300g和400g水倒入烧杯中，加入缓凝剂22g、阻锈剂20g，搅拌至溶解后继续加入消泡剂0.6g、防水剂30g，减缩剂15g，搅拌3~5min后再加入0.3g引气剂和220g水，继续搅拌均匀，即可得到所述清水混凝土专用外加剂。
实施例2
一种清水混凝土专用外加剂的制备方法如下：
1）合成专用聚羧酸减水剂
先将320份不饱和聚氧乙烯醚和230份水投入反应釜中，搅拌均匀至混合溶液中无明显块状或片状；再配置A液（23份丙烯酸+4g肉桂酰胺+24份水+0.2份VC，）和B液(1.4份吊白块+1.7份巯基丙酸钠+46份水)；然后向反应釜中依次添加2.5份双氧水，1.4份硫酸亚铁溶液（1%）；在常温条件下开始同时滴加A、B液，其中A液匀速滴加160min，B液匀速滴加160min。滴加结束后保温1.2h，加入氢氧化钠溶液，调整pH值为6~7，并补水至浓度为45%。
将上述合成的减水剂310g和405g水倒入烧杯中，加入缓凝剂23g、阻锈剂21g，搅拌至溶解后继续加入消泡剂0.7g、防水剂32g，减缩剂16g，搅拌3~5min后再加入0.4g引气剂和225g水，继续搅拌均匀，即可得到所述清水混凝土专用外加剂。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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。
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