[发明专利]一种混凝土增效剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，尤其涉及一种混凝土增效剂及其制备方法。

背景技术

混凝土一直是建筑工程广泛使用的一种大宗人造材料，到目前为止，还没出现预见性的材料能替代混凝土的应用。预拌混凝土是迄今为止主要的混凝土生产形式，其中70％以上的预拌混凝土强度等级为C25-C35，这个强度等级的混凝土性能的改善和施工技术的进步，对整个混凝土行业的发展具有广泛而深远的影响。以减水剂为主的混凝土外加剂现已成为混凝土的重要组分，具有减少水泥用量，改善新拌混凝土工作性等特点。国内外对水泥水化程度研究资料表明，在常规环境下混凝土中有约有20％～30％的水泥并未参与水化反应，只起到微细集料填充作用，不能有效发挥水泥强度，造成了资源的极大浪费。另一方面，由于不同的减水剂对水泥吸附等的影响机理不同，在掺加到一定程度后，对混凝土就很难再起作用，其经济性及施工性难以得到保障。混凝土增效剂属于混凝土外加剂，可以使未充分反应的水泥充分反应，在保障混凝土的基本性能及强度的同时减少水泥用量，改善新伴混凝土工作性能。虽然目前水泥增效剂的使用颇多，其可以将没有被充分利用的水泥节省下来的同时又能保障混凝土的基本性能及强度，但现有的混凝土增效剂多用聚醚大单体为原料，原料获得途径困难，制备过程和最终产品的环保性能差，容易造成环境污染，这与建设资源节约型、环境友好型社会背道而驰。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种使用纺织行业中的腈纶为主要原料制备混凝土增效剂的方法，用此种方法制备的混凝土增效剂能够提高混凝土的强度等级，并可以节省混凝土中的10％左右的水泥用量，同时又能保证其工作性和强度，降低生产成本；并且制备本发明增效剂所用的主要原料腈纶可以采用腈纶废丝，腈纶废丝的主要来源是腈纶的生产、加工过程产生的废料，或者，是以腈纶为主要原料的其他应用厂家产生的废料，由于腈纶中含有N元素，分解后会产生有毒的物质污染土壤，所以本发明提供的制备增效剂的方法有效的利用了废弃腈纶，减少了废弃腈纶给环境增加的负担，有着广范的应用前景。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种混凝土增效剂，按照重量百分比由以下组分组成：

上述组分的组合以及各组分的上述百分比范围，是通过大量实验确定的，上述组合以及百分比范围使本发明的混凝土具有充分水化反应，减少水泥用量的效果。

进一步，腈纶的来源优选为腈纶的生产或加工过程产生的废料，或者以腈纶为主要原料的其他应用厂家产生产的废料。

优选的，所述无机碱优选为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种的混合物。

优选的，所述磺化剂优选为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠中的一种或几种的混合物。

优选的，所述木质素磺酸盐优选为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸镁、木质素磺酸铵中的一种或几种的混合物。

优选的，所述不饱和有机胺优选为烯丙基胺、二烯丙基胺、三烯丙基胺中的一种或几种的混合物。

优选的，所述引发剂优选为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或几种的混合物。

制备本发明的混凝土增效剂的方法依次由以下步骤组成：

(1)往反应釜中加入腈纶丝、无机碱和水后开启搅拌，并开始加热升温，至温度达到75-85℃后反应1-5小时；

(2)往反应釜中加入甲醛和磺化剂，升温，保持温度至85-100℃的条件下，继续反应1-3小时；

(3)往反应釜中加入木质素磺酸盐和不饱和有机胺，加完后开始滴加质量百分比浓度为1-10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在0.5-2小时，滴加时温度控制在85-100℃；滴加完后保持温度继续反应1-4小时，降温出料，即得到上述本发明的混凝土增效剂。

与现有技术相比，本发明具有以下显著效果：

1、本发明的混凝土增效剂通过高效激发水泥颗粒的分散度，最大限度地激发水泥的作用，使水化反应更充分，从而改善混凝土的综合性能；

2、本发明的混凝土增效剂能够提高混凝土的强度等级，并节省混凝土中的10％左右的水泥用量，降低生产成本；

3、本发明的混凝土增效剂与其他混凝土外加剂配伍性良好；

4、本发明的混凝土增效剂以腈纶废丝为原料，给腈纶废丝的有效综合利用提供一种新型途径；