[发明专利]一种改善粘土对掺聚羧酸减水剂水泥混凝土体系负效应的屏蔽剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泥、混凝土外加剂领域，尤其涉及一种改善粘土对掺聚羧酸减水剂水泥混凝土体系负效应的屏蔽剂及其使用方法，屏蔽剂适用于掺聚羧酸减水剂水泥混凝土体系含泥较多的情况。

背景技术

集料是混凝土的重要组成部分，含泥量是衡量集料质量的重要指标之一；目前，混凝土原材料的生产现状表明：泥是混凝土集料中一个不可避免的组分，大量的工程实践、科学研究表明，集料附含泥对混凝土性能有不利的影响，特别是含泥量高或超过标准规定的集料对混凝土性能影响十分明显。

聚羧酸减水剂因具有高减水率、高保坍性、分子结构可调和绿色环保等优良性能，被越来越广泛地应用于混凝土工程中。然而，大量的工程实例及研究表明，聚羧酸减水剂与混凝土原材料存在相容性差的问题，其中，混凝土集料中不可避免的泥对掺聚羧酸减水剂混凝土的工作性能等具有显著的影响，主要表现为聚羧酸减水剂的减水分散能力严重下降、流动性降低、保坍效果差，进而导致硬化混凝土强度降低。

粘土是集料附含泥中影响水泥混凝土性能的主要组成部分，其对水泥混凝土的流动性影响可能有两方面的原因：其一，粘土有巨大的比表面积，能吸附大量拌合用水，降低水泥混凝土的流动性；其二，粘土与水泥颗粒竞争吸附聚羧酸减水剂，从而影响水泥混凝土的流动性，资料显示蒙脱土及膨润土吸附减水剂的能力是水泥的数十倍。

在聚羧酸减水剂存在情况下，骨料含有一定量的粘土，不同程度降低了掺聚羧酸减水剂砂浆流动性；与不掺聚羧酸减水剂的水泥净浆相比，粘土对掺有聚羧酸减水剂的净浆流动性影响更为显著，证明了粘土对聚羧酸减水剂的吸附作用，粘土影响砂浆或净浆流动性的程度与粘土的种类及比表面积有关。此外，粘土具有巨大的表面能，通过吸附聚羧酸减水剂而消耗自由能，聚羧酸减水剂的疏水基团从水溶液中逃逸出来，有利于粘土对聚羧酸减水剂的吸附。另外，粘土吸附的阳离子如Ca²⁺可与RCOO^-形成难溶于水的络合物，从而消耗部分聚羧酸减水剂。粘土在碱性溶液中带负电，但是粘土带电的不均匀性也可能吸附聚羧酸这种阴离子表面活性剂。

目前，针对粘土对掺聚羧酸减水剂水泥混凝土负效应的问题，国内外一些学者研究了其影响机理并提出了一些抑制措施，但都不具有普适性。研究较多的措施是通过化学改性的方法，优化聚羧酸减水剂分子，使其带对粘土有耐性的官能团，或者合成直链线性的聚羧酸减水剂，可以有效改善含泥浆体的流变性能，降低聚羧酸系减水剂对粘土的敏感性。王子明等聚合成了一种直链状聚羧酸系聚合物作为粘土抵抗剂，可降低粘土对聚羧酸减水剂的影响，但该粘土抵抗剂只能是特定的分子量和结构的聚合物，对合成过程中的分子量要求高。申请号为201010574716.6，名称为“一种抗泥型聚羧酸超塑化剂的制备方法”的专利公开了一种抗泥型聚羧酸超塑化剂，其与与普通聚羧酸减水剂相比具有良好的抗泥效果；但其制备过程复杂，且并未给出粘土适应的种类范围。因此，研究者提出通过物理复掺的手段达到改善粘土负效应的目的，刘国栋提出一种用于抑制骨料含泥量较高对混凝土不利影响的Z剂，用它与聚羧酸减水剂复配使用具有一定改善效果，可相对降低聚羧酸减水剂的掺量，改善聚羧酸减水剂的使用效能；但这种方法要求助剂的掺量较高，甚至与聚羧酸减水剂的复配比例达到1:4时才具备一定效果，而且也并未说明具体对于何种成分的泥起作用，对不同成分泥的改善效果差异等问题。王信刚等人研究了一种可控缓释聚羧酸减水剂，尝试通过引入缓释剂优先吸附聚羧酸减水剂和缓凝剂，再将它们加入到混凝土体系中去，粘土会先吸附缓凝剂而保护了聚羧酸减水剂，保证聚羧酸减水剂分子在水泥颗粒上发挥作用；但该方法的问题在于，作为缓释剂的沸石，本身吸附能力就很强，聚羧酸减水剂分子被其吸附后还能否自由脱除，若聚羧酸减水剂虽没有被粘土吸附但却被沸石吸附，是同样无法发挥减水分散作用的。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种改善粘土对掺聚羧酸减水剂水泥混凝土体系负效应的屏蔽剂，以降低或屏蔽粘土对掺聚羧酸减水剂水泥混凝土体系的负效应。

为了解决上述技术问题，本发明采用了以下的技术方案：

一种改善粘土对掺聚羧酸减水剂水泥混凝土体系负效应的屏蔽剂，其特征在于，由如下质量份数的原料组成：

五水偏硅酸钠35～55份，三聚磷酸钠30～55份，聚乙二醇7～15份，腐植酸钠3～8份和聚丙烯酸钠5～10份。