[发明专利]一种多功能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，尤其涉及一种多功能混凝土增效剂及其制备方法。

背景技术

混凝土因具有优越的可塑性、良好的抗水性、优良的耐久性以及极具竞争力的经济性等一系列优点而成为目前全世界用量最大和使用范围最广的材料。在未来的几十年内它仍将会是最重要的工程结构材料之一，尤其对于处于转型期的当代中国而言，由于基建规模高于世界平均水平，混凝土的重要性不言而喻。在建设资源节约型、环境友好型社会的背景下，混凝土产业势必向低碳、绿色环保方向发展。在常规的环境下混凝土中有将近20％的水泥没有完全水化，只是起到填充的作用，不能被有效分散，发生化学反应，实际属于未充分反应的水泥，无法有效发挥水泥的效用。另外一方面，由于不同的减水剂对水泥的吸附影响机理不同，减水剂在加入到一定程度后对混凝土就很难再起作用，其经济性和施工性能难以保障。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，改善新拌混凝土工作性能。虽然目前水泥增效剂的使用颇多，但是专门应用于混凝土的混凝土增效剂较少，且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，本发明提供了一种将淀粉类物质醚化后再与不饱和酸和醇胺类物质的酯化产物进行接枝反应制备多功能混凝土增效剂的方法，以及用此方法制备的混凝土增效剂。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多功能混凝土增效剂，包含下述配比的原料组分：

进一步，优选的，所述的淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉中的一种或多种的混合物。

优选的，所述的pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的混合物。

优选的，所述烷基醚化剂为环氧乙烷、环氧丙烷中的一种或两种的混合物。

优选的，所述不饱和酸为丙烯酸、马来酸、马来酸酐中的一种或多种的混合物。

优选的，所述的引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种的混合物。

进一步，发明所述的多功能混凝土增效剂的密度为1.005±0.020，pH值为10.0±1.0，氯离子含量≤0.30％，硫酸根离子含量≤1.00％，碱含量≤1.00％。

一种多功能混凝土增效剂制备方法包括以下步骤：

(1)将淀粉溶于水制备淀粉的水溶液，加入pH调节剂将pH值调节为11-12，再加入烷基醚化剂，在40-60℃反应12-14h。

(2)酯化产物1及酯化产物2的制备；

酯化产物1的制备：将不饱和酸、三乙醇胺及催化剂加入反应器中加热反应，反应温度为50-80℃，反应时间为0.1-0.2h；

酯化产物2的制备：将不饱和酸及三异丙醇胺加入反应器中，反应温度为50-80℃，反应时间为0.1-0.2h。

(3)将步骤(1)反应得到的产物及步骤(2)反应得到的产物加入反应釜，滴加引发剂，在60-80℃反应2-4h后稀释降温得到所述多功能混凝土增效剂。

优选的，步骤(2)中的反应器为微波反应器，微波反应器的功率为400-600W。

优选的，所述步骤(3)中的引发剂的滴加时间控制在步骤(1)反应得到的产物与步骤(2)反应得到的产物加入反应釜后反应进行到0.5-1.0h。

本发明产品可以直接使用，建议掺量为混凝土胶凝材料重量的0.6％-1.0％。

本发明具有以下优点和积极效果：

(1)改善混凝土的和易性、减少泌水和泵送阻力，提升了混凝土综合性能。

(2)具有一定的减水效果，解决了减水剂掺量过多出现饱和现象，与减水剂具有较好的叠加效应和良好的适应性。

(3)混凝土密实性提高了，有效地改善了抗渗、抗裂、抗冻、抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀、抗碳化及抗钢筋锈蚀等性能，显著地提高了混凝土的耐久性。

(4)减少水泥使用量10％-15％，混凝土仍可保持或超过基准强度，具有节能降耗的社会效益和经济效益。

(5)本产品是生物质改性产品，无毒无污染、生产零排放，属绿色环保建筑材料。

具体实施方式