[发明专利]一种全天候施工水泥砼高效塑化添加剂及生产方法

说明书

本发明涉及水泥砼塑化添加剂、分散剂及生产技术领域。

水泥砼通常要求具有较高的强度和良好的施工性能，为改进这些性能需掺用具有高效减水分散性能的添加剂以降低砼的用水量，相应降低水灰比，增加砼的强度，已在该领域推广应用β-萘磺酸盐系和三聚氰胺甲醛树脂系高效分散减水剂等品种都具有较好的减水性能，但由于水泥砼在施工过程中需要运输、浇注、摊铺、振捣等工序，有时历时较长，而掺用β-萘磺酸盐系和三聚氰胺甲醛树脂系高效分散剂的最大缺点就是使砼稠度经时变化较快，典型的例子是商品砼经过搅拌站运输至工地的30min～90min时间后，砼坍落度常常由20cm左右下降为3～12cm，甚至不能正常浇注施工，这一现象在夏季尤其突出。为改善这一不足，常采取掺加缓凝剂的方法推迟水泥砼的缓凝时间，相应改善稠度的经时变化，但仅仅通过掺用缓凝剂的方法来改善砼的流动性或稠度保持其效果往往很差。而且已知的β-萘磺酸盐系和三聚氰胺甲醛树脂系等高效塑化添加剂的碱含量较高，固体份碱含量有时达20～30％，不利于防止水泥砼有害的碱骨料反应。另外，有些砼添加剂不具备改善砼泌水离析的性能，限制了其应用范围。

本发明的目的是提供一种全天候施工水泥砼高效塑化添加剂(依据全天候英译文All-weather和高效塑化添加剂英译文superplasticizingadmixture，为方便叙述以下简称AWSPA)，以适应四季气候和日夜水泥砼施工的要求，并具备高效减水塑化、稠度保持、无泌水离析现象等多功能性。AWSPA是利用化工原料经过多元共缩合化学反应和物理复合、干燥处理等过程制成液状或粉状产品，其生产时只需在反应物料加入后一步加热到位，而不需降温、升温等温度调节的烦琐而难以操作的步骤，并充分利用物料反应放热(仅反应自放热就可使物料溶液的温度升高20～35℃)，可节省大量能耗。AWSPA生产反应过程中只一次采用氢氧化钠调节PH值，具有产物碱含量低的特点，产品碱含量可控制在5％以下，有利于抑制水泥砼有害的碱骨料反应，并克服了砼冬季施工时添加剂溶液的结晶问题。由于AWSPA的生产方法是采取将反应所需物料加入后通过一步缩合反应就使反应到位，反应时间仅4～8小时，全部生产过程仅需约5～9小时。本发明在反应原料加入反应釜后封闭加料口，并于低温条件下通过输液管道加入甲醛溶液，可加强对刺激性甲醛挥发物的防护，改善劳动条件。考虑到水泥砼受气温因素的影响会加快稠度或流动度损失，AWSPA采取引入缓凝组分的办法起到了解决较高温度下稠度或流动度损失较快的理想效果。为了避免或减轻砼的泌水离析现象，还引入保水组分以改善砼的泌水离析问题。本发明AWSPA的减水效果好，减水率可达20～35％，水泥砼的坍落度在60～120min时间内损失很小。其制备工艺简单，操作方便，节省能源，生产费时耗能，适合规模化批量生产。

本发明的任务是通过以下技术措施实现的：

1、本发明的AWSPA及生产方法是将重量比为20～70份的水、10～25份的对氨基苯磺酸或其盐和8～25份的酚类化合物(可以使用苯酚、对甲苯酚、间甲苯酚、萘酚、对苯二酚、邻苯二酚的一种或其组合)加入反应釜中，搅拌下加入氢氧化钠使釜内混合物的PH值调节为7.5～11.5，然后封闭加料口并通过输液管道向釜内加入10～30份浓度为30～40％的甲醛水溶液，加热反应釜使釜内混合物温度为80～100℃，控制温度并在此温度下进行共缩合反应4～8小时，再在反应釜中掺入0.02～2份保水组分(可以使用羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、松香热聚物、松香酸钠、烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸盐的一种或其组合)和0～5份缓凝组分(可以使用三聚磷酸钠、葡萄糖酸盐、蔗糖、柠檬酸、酒石酸或其盐的一种或其组合)，经搅拌均匀后即获得重量百分比浓度为30～45％的液状全天候施工水泥砼高效塑化添加剂。将上述制备得到的液状添加剂经干燥处理可得到粉状高效塑化添加剂。

2、本发明的AWSPA及生产方法中保水组分和缓凝组分的加入及复合也可以采用如下方式进行：在如上所述的原料加入反应釜并控制温度为80～100℃进行共缩合反应4～8小时后，先对液状物料进行干燥成粉，然后才掺入某些呈松散粉状的保水组分(例如松香热聚物、松香酸钠一般呈膏状，不便采用此方式复合)和缓凝组分，经过机械复合均匀后得到粉状AWSPA。

本发明关于AWSPA及其生产方法有以下明显特点：