[發(fā)明專利]水泥基材料的增粘劑和制備方法及其應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710192003.X
• 申請(qǐng)日: 2007-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN101239794A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣亞清;楊培杰;潘云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B24/26
• 分類號(hào): C04B24/26;C04B103/44
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 闕如生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體地說是涉及水泥基材料的增粘劑和制備方法及其在混凝土施工中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代混凝土施工中，大流動(dòng)性混凝土和自密實(shí)混凝土由于其具有高施工性，應(yīng)用越來越廣泛。但是大流動(dòng)性混凝土和自密實(shí)混凝土在施工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)離析和泌水的現(xiàn)象，對(duì)施工操作和工程質(zhì)量具有不利影響。因此需要在其中加入一定量使其保持粘性和堅(jiān)固性的物質(zhì)。以往應(yīng)用的增粘劑主要是纖維素醚類物質(zhì)，主要有：羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素醚等。它們?cè)谝欢ǔ潭壬细纳屏舜罅鲃?dòng)性混凝土和自密實(shí)混凝土的堅(jiān)固性和勻質(zhì)性，但是其高價(jià)位，不利于推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種水泥基材料的增粘劑和制備方法及其應(yīng)用。

技術(shù)方案：

本發(fā)明以植物中含酚羥基的甲基苯丙烷提取物，在催化劑作用下與羧酸單體發(fā)生酯化反應(yīng)后與羧酸共聚，或與酰胺類物質(zhì)接枝共聚，獲得具有梳形結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物水泥基材料的增粘劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

式中R₁代表-H、-CH₃、-(CH₂)_n-CH₃；R₂代表-H、-CH₃、-(CH₂)_n-CH₃；n₁的范圍為2～40；n₂的范圍為2～40；n₃的范圍為2～40。

上述增粘劑的制備工藝步驟如下：(1)酯化反應(yīng)：將羧酸類單體與含酚羥基的甲基苯丙烷在催化劑存在的條件下，升溫，進(jìn)行酯化反應(yīng)；(2)共聚反應(yīng)：將羧酸類單體加入到步驟(1)得到的酯化產(chǎn)物中，加入過硫酸鹽引發(fā)劑，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，然后滴加濃度為37％的甲醛溶液，保溫反應(yīng)；(3)中和反應(yīng)：用堿溶液調(diào)節(jié)步驟(2)的反應(yīng)混合液PH值為6～7，得本發(fā)明產(chǎn)物的液劑。

上述步驟(1)中所述的羧酸類單體為：丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸；本反應(yīng)的催化劑為磺酸類催化劑的硫酸、氨基磺酸或?qū)妆交撬幔簧鲜霾襟E(2)中所述的過硫酸鹽引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨；上述步驟(3)中和反應(yīng)所述的堿溶液為：NaOH、KOH、Na₂CO₃或NH₄OH。

上述步驟(1)酯化反應(yīng)溫度在80～110℃，反應(yīng)時(shí)間1～12小時(shí)；步驟(2)共聚反應(yīng)溫度在75～105℃，反應(yīng)時(shí)間1～6小時(shí)，羧酸類單體與酯化產(chǎn)物按1∶(1～6)mol比例投入，加入甲醛的反應(yīng)時(shí)間為0.5～2小時(shí)。

本發(fā)明的增粘劑在大流動(dòng)性混凝土、自密實(shí)混凝土和砂漿施工中的應(yīng)用

本發(fā)明為液劑，使用時(shí)以占膠凝材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)萬分之1～5的比例摻入到水泥基材料中，能夠賦予水泥基材料合適的稠度和和易性。本發(fā)明能夠使拌和水均勻地分布在水泥基材料中，并且能夠保持長期的穩(wěn)定，不泌出來。同時(shí)本發(fā)明增加了漿體的黏度，使集料等顆粒不容易運(yùn)動(dòng)，因而有效地防止了離析，使水泥基材料始終保持較好的均勻性。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明是利用造紙廢液，提取含酚羥基的甲基苯丙烷類高分子物質(zhì)，與羧酸單體接枝共聚，合成了一種新型水泥基材料的增粘劑，節(jié)約了資源，降低了成本，保護(hù)了環(huán)境。本發(fā)明制備方法操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)，較易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本發(fā)明對(duì)混凝土、砂漿等水泥基材料具有顯著的增粘效果，可有效解決大流動(dòng)性混凝土和自密混凝土在施工過程中出現(xiàn)離析和泌水問題。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1、水泥基材料的增粘劑的制備方法。

(1)將10份丙烯酸、50份含酚羥基的甲基苯丙烷以及催化劑濃硫酸加入到四口燒瓶中，邊攪拌邊升溫至90±2℃，酯化反應(yīng)6小時(shí)；在反應(yīng)完畢后再加入3份丙烯酸和催化劑過硫酸鉀，反應(yīng)溫度為85±2℃，反應(yīng)3小時(shí)，然后滴加濃度為37％的甲醛溶液20份，反應(yīng)1小時(shí)；反應(yīng)完畢后用NaOH調(diào)節(jié)反應(yīng)混合液的PH為6～7。

(2)將10份馬來酸、50份含酚羥基的甲基苯丙烷以及催化劑對(duì)甲苯磺酸加入到四口燒瓶中，邊攪拌邊升溫至90±2℃，酯化反應(yīng)6小時(shí)；在反應(yīng)完畢后再加入1.7份馬來酸和催化劑過硫酸銨，反應(yīng)溫度為85±2℃，反應(yīng)3小時(shí)，然后滴加濃度為37％的甲醛溶液20份，反應(yīng)1小時(shí)，反應(yīng)完畢后用KOH調(diào)節(jié)反應(yīng)混合液的PH為6～7。

實(shí)施例2、增粘劑的應(yīng)用實(shí)例

本發(fā)明在大摻量粉煤灰自密實(shí)混凝土中的應(yīng)用實(shí)例：水泥230kg，粉煤灰230kg，砂900kg，5~20mm石子800kg，水170kg，高效減水劑1.5kg，本發(fā)明的增粘劑138g。拌和后混凝土的指標(biāo)如下：坍落擴(kuò)展度700mm，J-環(huán)擴(kuò)展度660mm，L-型盒高度比0.87，U-型盒流動(dòng)高度330mm，混凝土粘度65Pa·S，保水增粘效果明顯，無明顯離析和泌水現(xiàn)象。