專利名稱：用三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物對(duì)水泥混凝土改性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物對(duì)水泥混凝土改性的方法，尤其是用三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮合物對(duì)水泥混凝土改性的方法。
混凝土外加劑是現(xiàn)代混凝土不可缺少的組分之一，是混凝土改性的一種重要方法和技術(shù)。摻少量外加劑便可改變新拌混凝土的工作性能、提高硬化混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性，因而有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，滿足不同工程對(duì)水泥混凝土的需要，同時(shí)可以節(jié)約水泥，降低成本。國(guó)內(nèi)外常見的混凝土聚合物外加劑主要有如下幾類1)木質(zhì)素磺酸鹽及其改性物；2)萘磺酸鹽甲醛縮合物；3)聚氧乙烯醚及其衍生物；4)多環(huán)芳烴磺酸鹽甲醛縮聚物；5)三聚氰胺甲醛縮聚物；6)磺化聚苯乙烯、苯磺酸鹽甲醛縮合物；7)聚羧酸系外加劑，包括不飽和羧酸及其衍生物的均聚物，含磺酸基的聚羧酸多元聚合物，馬來(lái)酸酐與其它可共聚單體的共聚物，含羧基、磺酸基、聚氧烷烯基的聚羧酸系。隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代建筑業(yè)對(duì)水泥混凝土材料的要求越來(lái)越高，混凝土技術(shù)發(fā)展又處在一個(gè)新的變革時(shí)期，研制新型高性能水泥混凝土外加劑一直是世界各國(guó)的熱門研究課題。
三聚氯胺磺酸鹽甲醛縮聚物是一種極其重要的聚合物水泥添加劑，三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮聚物的分子結(jié)構(gòu)式為
其中M為陽(yáng)離子陽(yáng)離子可以為金屬離子和季銨離子等。目前陽(yáng)離子為金屬離子、能有效用作水泥添加劑的三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮聚物的主要品種是三聚氰胺磺酸鈉甲醛縮聚物，而能有效用作水泥添加劑的三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮聚物卻未見報(bào)道。
本發(fā)明的目的是提供一種用三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮合物對(duì)水泥混凝土改性的方法。
本發(fā)明以三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物為外加劑，即三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮聚物分子結(jié)構(gòu)中陽(yáng)離子為CH3N+(C2H4OH)3，以占水泥重量0.75～1.00％的比例添加進(jìn)水泥漿中混合均勻。
所用三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物的分子量范圍以4400～44000為佳。
本發(fā)明通過(guò)氮烷基化反應(yīng)合成季銨鹽，合成的產(chǎn)物經(jīng)元素分析確認(rèn)；再以所合成的季銨鹽與三聚氰胺磺酸鈉甲醛縮聚物為原料通過(guò)離子交換法制備三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮合物，交換的產(chǎn)物用原子發(fā)射光譜法檢測(cè)確認(rèn)。這些制備方法都是化學(xué)領(lǐng)域中常用的方法。
將三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物在摻量范圍內(nèi)按常規(guī)方法加入水泥漿中即可。
本發(fā)明測(cè)定了三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物對(duì)水泥各項(xiàng)性能的影響，并與同類型的三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮聚物進(jìn)行了比較，測(cè)定結(jié)果見表1～4。
表1三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮聚物的分散性能水 流動(dòng)度/mm三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛灰 摻量/％縮聚物的陽(yáng)離子M比 00.50 0.751.00CH3N+(C2H4OH)30.29 /90151 182CH3N+(C2H5)30.29 /8284 87C6H5CH2N+(C2H5)30.29 /7377 83空白 0 74 / / /表2三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮聚物對(duì)水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間的影響摻量/％ 0.50 0.75 1.00水灰比 0.35 0.34 0.33三聚氰胺磺酸季銨初凝終凝 初凝 終凝 初凝 終凝鹽甲醛縮聚物中M /min/min /min /min /min /minCH3N+(C2H4OH)3240 299 285 340 415 475CH3N+(C2H5)3249 315 296 366 327 392C6H5CH2N+(C2H5)3229 289 271 336 297 352空白 水灰比＝0.4，初凝時(shí)間＝185min，終凝時(shí)間＝250min
表3不同三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮聚物的減水效果比較三聚氰胺磺酸季銨鹽摻量/％ 水灰比 減水率甲醛縮聚物中MCH3N+(C2H4OH)30.50 0.3122.5％0.75 0.2927.2％1.00 0.2830.0％CH3N+(C2H5)30.50 0.3317.5％0.75 0.3122.5％1.00 0.305 23.8％C6H5CH2N+(C2H5)30.50 0.345 13.8％0.75 0.3317.5％1.00 0.3415.0％表4不同三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮物的減水增強(qiáng)能力三聚氰胺磺酸季銨 抗壓強(qiáng)度/MPa摻量/％ 水灰比鹽甲醛縮聚物中M 3d 7d 28dCH3N+(C2H4OH)30.50 0.31 47.25 53.31 63.940.75 0.29 62.54 65.36 72.231.00 0.28 63.40 66.89 84.50CH3N+(C2H5)30.50 0.33 48.70 54.27 69.920.75 0.31 59.56 63.04 71.891.00 0.305 57.29 59.99 81.22C6H5CH2N+(C2H5)30.50 0.345 50.25 56.06 71.730.75 0.33 52.34 64.77 68.051.00 0.335 49.18 56.51 69.21空白 00.40 35.47 46.13 56.46注1各表中摻量為占水泥重量的百分比注2表3中減水率＝
/0.40×100％注3水泥凈漿流動(dòng)度按照GB8077-87所示方法測(cè)定；水泥凈漿抗壓強(qiáng)度按照GB177-77所示方法測(cè)定；水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間參照GB1346-89所示方法測(cè)定。
從測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物的性能明顯優(yōu)于同類型的三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮聚物。從表中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明提供的三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物水泥添加劑能明顯提高水泥凈漿的流動(dòng)性，有良好的減水效能；在摻量范圍內(nèi)能明顯提高水泥凈漿固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度，且具有早強(qiáng)功能；另外，它還具有一定的緩凝作用，作為水泥添加劑有著良好的應(yīng)用前景。
以下實(shí)施例中所用的三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物的分子量范圍均為4400～44000。
實(shí)施例1當(dāng)摻入占水泥重量0.50％的三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物時(shí)，水灰比為0.29的水泥凈漿流動(dòng)度為90mm，水灰比為0.35的水泥凈漿初凝時(shí)間為240min、終凝時(shí)間為299min，水灰比為0.31的水泥凈漿固結(jié)體28d抗壓強(qiáng)度為63.94MPa。
實(shí)施例2當(dāng)摻入占水泥重量0.75％的三聚氰胺(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物時(shí)，水灰比為0.29的水泥凈漿流動(dòng)度為151mm，水灰比為0.34的水泥凈漿初凝時(shí)間為285min、終凝時(shí)間為340min，水灰比為0.29的水泥凈漿固結(jié)體28d抗壓強(qiáng)度為72.23MPa。
實(shí)施例3當(dāng)摻入占水泥重量1.00％的三聚氰胺(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物時(shí)，水灰比為029的水泥凈漿流動(dòng)度為182mm，水灰比為0.33的水泥凈漿初凝時(shí)間為415min、終凝時(shí)間為475min，水灰比為0.28的水泥凈漿固結(jié)體28d抗壓強(qiáng)度為84.50MPa。
權(quán)利要求
1.一種用三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮合物對(duì)水泥混凝土改性的方法，其特征在于以三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物為外加劑，其分子結(jié)構(gòu)式為
M＝CH3N+(CH2CH2OH)3以占水泥重量0.75～1.00％的比例添加進(jìn)水泥漿中混合均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物分子量范圍為4400～44000。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一種用三聚氰胺磺酸季銨鹽甲醛縮合物對(duì)水泥混凝土改性的方法,以三聚氰胺磺酸(三羥乙基甲基季銨)鹽甲醛縮聚物為外加劑,以占水泥重量0.75～1.00%的比例添加進(jìn)水泥漿中,能明顯提高水泥凈漿的流動(dòng)性,有良好的減水效能,明顯提高水泥凈漿固結(jié)體的抗壓強(qiáng)度,且具有早強(qiáng)功能,另外,它還具有一定的緩凝作用,有著良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C04B24/00GK1267649SQ00114140
公開日2000年9月27日 申請(qǐng)日期2000年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月22日
發(fā)明者羅廣建, 謝亦富, 劉偉區(qū) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州化學(xué)研究所