[發明專利]一種改性淀粉減水劑及其制備方法和使用方法

有效

• 申請號: 201410566540.6
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104402292A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 呂生華;趙浩然;賀亞亞;孫世彧;周慶芳;曾橋
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B103/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

【技術領域】

本發明屬于混凝土減水劑技術領域，涉及一種用于混凝土施工的一種改性淀粉減水劑及其制備方法和使用方法。

【背景技術】

混凝土減水劑是現代混凝土生產和施工過程中必須使用的一種外加劑，它的作用是在保證新制混凝土流動性的條件下減少混凝土拌合時的用水量，促進混凝土中水泥水化反應，提高混凝土的強度和使用壽命。我國目前主要使用的混凝土減水劑是第二代減水劑萘磺酸鹽甲醛縮合物、磺化三聚氰胺甲醛縮合物和氨基磺酸鹽縮合物，第三代減水劑聚羧酸系減水劑正在推廣應用中。第二代減水劑的產量一般為水泥重量的1％左右，減水率一般小于20％，緩凝時間1～2小時，在其制備中使用了甲醛作為原料，使得在生產中和產品的使用過程中存在甲醛污染，第二代減水劑的優點是適應性比較強。第三代減水劑的減水率可高達30％以上，一般摻量為水泥重量的0.2％，制備過程不使用甲醛作為原料，沒有甲醛污染，具有摻量少、綠色環保的特點，但是存在的缺點是對于水泥存在適應性，對于砂石中的含泥量比較敏感，當砂石含泥量大于5％時，其減水率和流動性顯著下降，從而嚴重的影響了其推廣使用。這些問題的存在一方面促使人們不斷地對聚羧酸系減水劑進行改進和完善，另一方面也促使人們不斷地開發性能更加優異的新型減水劑。同時應該注意到第二代和第三代減水劑的主要原料來源于石油資源，隨著石油資源的日益減少，造成了以石油資源為基礎的相關產品價格不斷升高。因此，利用可再生資源制備新型減水率高、適應性強、相容性好的減水劑很有必要。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種改性淀粉減水劑及其制備方法和使用方法，以克服現有減水劑所存在的問題；該改性淀粉減水劑具有減水率高、適應性強、緩凝效果好、與其它添加劑相容性好的特點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種改性淀粉減水劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)降解淀粉的制備：按質量份，將20～25份玉米淀粉放入含有80～90份水的反應器內，攪拌下加入1～2份碳酸鈉，加熱升溫到50～60℃時加入1～3份氧化劑，繼續升溫到90～95℃，保溫反應3～3.5小時得到改性降解淀粉溶液；

(2)改性淀粉減水劑的制備：將步驟(2)制備的改性降解淀粉溶液降溫到80～85℃，在30～40分種內分別加入10～14份混合單體和2～4份引發劑，然后繼續保溫反應3～4小時，降溫到30～40℃，加入1～1.5份緩凝劑，攪拌均勻后調節pH值為7.0～7.5即得到改性淀粉減水劑。

優選的，所述的混合單體由甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯磺酸鈉和水按照重量比10:1:0.5:5組成。

優選的，所述引發劑為硝酸鈰銨、雙氧水、過硫酸銨、過硫酸鉀或者過硫酸鈉。

優選的，步驟(1)中分5次在30～40分種內分別加入10～14份混合單體和2～4份引發劑；添加時，將混合單體和引發劑均均分成5份，每次各添加一份，添加前兩者不混合。

優選的，步驟(2)中采用質量分數為20％氫氧化鈉溶液調節pH值。

優選的，步驟(1)中所述氧化劑為雙氧水、高錳酸鉀或過硫酸銨。

優選的，步驟(2)中所述緩凝劑為檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉或者三聚磷酸鈉。

使用時，該改性淀粉減水劑的加入量為水泥重量的0.5％；減水率為26～28％、緩凝時間為3～4小時，適用于砂石含泥量小于9％的混凝土。

使用時，向水泥中加入占水泥重量0.1％～0.16％的改性淀粉減水劑和占水泥重量0.15％～0.18％的聚羧酸系減水劑，減水率為27％～29％，緩凝時間為4～5小時，適用于砂石含泥量小于7％的混凝土。

相對于現有技術，本發明具有以下有益效果：本發明將玉米淀粉依次進行降解和與混合單體接枝共聚合反應后用作混凝土減水劑，其固體摻量按照水泥重量為0.5％時減水率可達25～27％、緩凝時間為3～4小時。本發明方法制備的產品在與聚羧酸系減水劑配合使用時，可增加聚羧酸系減水劑的緩凝時間沿長4～5小時，能夠有效地防止聚羧酸系減水劑彌水、離析等現象，提高聚羧酸系減水劑對含泥砂石的適應性。

【具體實施方式】

本發明一種改性淀粉減水劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)降解淀粉的制備：按質量份將20～25份玉米淀粉放入含有80～90份水的反應器內，攪拌下加入1～2份碳酸鈉，加熱升溫到50～60℃時加入1～3份氧化劑，繼續升溫到90～95℃，保溫反應3～3.5小時得到改性降解淀粉溶液。