[發明專利]一種含聚羧酸減水劑的水泥

無效

• 申請號: 201010508265.4
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102199015A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 張海波;管學茂
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C04B24/28
• 分類號: C04B24/28;C04B103/30
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 秦舜生

(一)技術領域

本發明涉及一種水泥，特別是利用水泥粉磨過程中的能量制備含聚羧酸減水劑的水泥。

(二)背景技術

目前國內外水泥減水劑通常分為三大系列，一是木質素磺酸鹽減水劑；二是磺化芳香族聚合物減水劑；三是聚羧酸類減水劑。但也有少量的其它種類，如三聚氰胺系和氨基磺酸鹽等。

木質素磺酸鹽類減水劑緩凝現象比較嚴重，其原料來自工業廢液。木質素的性能和有毒有害化學物質的影響作用難以控制，而且其減水率僅在8％-13％左右，目前國內用量不大，但由于其價格低廉仍有使用。

萘系減水劑具有生產工藝成熟、不引氣、不緩凝、水泥適應性好等特點，但是坍落度損失較大，難以滿足實際工程的施工要求，一般需要通過復合使用，而且有許多復合產品質量不穩定，影響混凝土的凝結硬度和耐久性，另外該產品大多使用甲醛、濃硫酸制備而成，制備過程環境污染嚴重，且還受到原料萘資源的影響，國內萘資源無法滿足化工工業需求。

三聚氰胺系減水劑其減水增強作用略優于萘系減水劑，但是在使用量和價格上高于萘系。由于是液體使用而受到限制，另外儲存時間短、坍落度損失大、使混凝土發粘，實際應用較少。

氨基磺酸鹽也是一種高效減水劑，合成工藝較萘系簡單，減水效率高，坍落度損失小，但是對摻量和水泥都比較敏感，緩凝效果明顯，目前主要與萘系復合使用。

聚羧酸類減水劑具有減水率高(30％以上)、摻量少、保坍性能好、后期強度大、引氣量和緩凝較為適中，適宜配制高流動性、自密實混凝土、而且合成不使用甲醛，對環境影響小等優異性能，成為全新的高性能減水劑，被認為是第三代高效混凝土減水劑的代表品種。

聚羧酸系減水劑是高強高流動性混凝土、大摻量粉煤灰混凝土最重要的組成材料，所以其前景將會愈來愈廣闊。但由于成本和技術性能問題，國內研制的聚羧酸系減水劑幾乎都未達到實用化階段。從國內期刊及學報的相關論文看，國內對聚羧酸系減水劑產品的研究僅處于實驗室研制階段，可供合成聚羧酸系減水劑選擇的原材料也極為有限，從減水劑原材料選擇到生產工藝、降低成本、提高性能等許多方面，也僅僅是起步。一些實驗室合成的減水劑，其綜合性能不是很好，離工業化應用還有相當大的差距。

日本是研究和應用聚羧酸系減水劑最多也是最成功的國家，其研究的丙烯酸接枝共聚物混凝土減水劑摻量小于0.1％時，可把混凝土的水灰比減小到0.20左右，配制坍落度為250mm、強度為100MPa的高強度混凝土用于預應力混凝土橋梁，混凝土在2小時內保持良好的工作性。日本關于用馬來酸酐制備混凝土減水劑報道數量不多，而且工藝都較復雜。

中國專利申請中也公開過一些此方面的技術資料，如專利申請號為200410027709.7、名稱為“一種聚醚接枝聚羧酸型混凝土減水劑的制備方法”；又如中請號為200510019876.1、名稱為“一種馬來酸酐系混凝土減水劑及制備方法”。特別是后一申請中公開了“用馬來酸酐為原料制備混凝土減水劑的方法中，是先用馬來酸酐與甲氧基聚乙二醇進行酯化反應，以對苯甲磺酸為催化劑，氯化亞銅和對苯二酚為阻聚劑，甲苯為溶劑，反應10小時以上得酯化產物，除去溶劑甲苯后與2-丙稀酰胺-2甲基丙稀磺酸鈉進行聚合反應，以過硫酸銨為引發劑，巰基乙醇為鏈轉移劑，在95℃下反應，得到減水劑溶液。”由上述可知，用馬來酸酐制備混凝土減水劑的方法，需要在酯化反應中加入阻聚劑和溶劑，反應結束后分離提純較困難，工藝較復雜并且反應時間較長。

由以上分析可見，目前減水劑的生產方法都是將各種原料通過加熱，在各種催化劑或引發劑作用下反應得到，使用時才摻入混凝土中。

(三)發明內容

本發明的目的是利用水泥粉磨過程中的能量來制備一種含聚羧酸減水劑的水泥。在制備水泥的過程中，不但能充分利用水泥粉磨過程中的多余能量，還節約了制備減水劑時的能量消耗，簡化了減水劑合成工藝，改善了減水劑的作用效果。

本發明通過將聚水解馬來酸、聚乙二醇單甲醚和氫氧化鈉混合加水配制成溶液，調節PH值在10～13之間，再與待磨水泥按0.3～0.7∶100的重量比，加入到待磨的水泥中，粉磨后即得。

所述的聚水解馬來酸、聚乙二醇單甲醚、氫氧化鈉的重量比為0.5～1.5∶1∶0.3～1.0。

所述的聚乙二醇單甲醚的分子量為1000～2000。

水泥粉磨時，上述溶液摻入待磨水泥中，與待磨水泥共同粉磨其中各種原料發生反應，形成本發明一種含聚羧酸減水劑的水泥。

本發明的優點：

1.本發明充分利用了水泥粉磨過程中的多余能量，節約了制備傳統減水劑合成中的能量消耗；