專利名稱：水泥保坍助磨劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水泥保坍助磨劑，特別是涉及一種用于改善水泥與外加劑的適應性的保坍助磨劑及其制備方法。
背景技術：
從世界水泥工業(yè)的發(fā)展趨勢來看，未來世界水泥的生產(chǎn)和消費仍然保持一定速度的增長。一些發(fā)達國家的水泥產(chǎn)量開始下降，水泥生產(chǎn)的重心逐步向發(fā)展中國家轉移。預計我國未來將會成為水泥出口大國。但是由于產(chǎn)業(yè)結構不合理，出現(xiàn)水泥質量參差不齊，總體質量較差，與國外水泥相比主要是水泥的混合材摻量較大，水泥的細度較粗，進而造成水泥早期的強度偏低。而要解決這一問題，最簡單的而又行之有效的辦法就是使用水泥助磨劑。目前，我國水泥助磨劑的研究、生產(chǎn)單位很多，但都局限在研究助磨劑的助磨效果、增強效果以及改善水泥的顆粒級配和流動性等常規(guī)研究內容上，對水泥助磨劑的摻入影響水泥與外加劑適應性的研究很少。然而，由于水泥助磨劑的引入，使水泥的品質發(fā)生了變化，導致商品混凝土的性能尤其是工作性能產(chǎn)生了波動，一些商品混凝土生產(chǎn)廠家對摻助磨劑的水泥與超塑化劑的適應性提出疑問。國內已有研究者證明常用助磨劑對水泥與外加劑的適應性存在不良影響?；炷翗I(yè)內人士熟知，水泥本身就存在與混凝土外加劑的適應性問題。如何改善水泥與外加劑的適應性，并且同時解決混凝土坍落度損失問題，是業(yè)內科研人員的研究目標，因此，如果能獲得一種既有傳統(tǒng)助磨劑的助磨增強效果，又能有效改善水泥與外加劑的適應性，同時解決混凝土坍落度損失問題的助磨劑，將為水泥助磨劑的廣泛推廣使用提供了技術保障。CN101831037A公開了一種羧酸類共聚物混凝土保坍劑，該保坍劑由改性聚醚與不飽和羧酸和交聯(lián)劑采用氧化還原體系和引發(fā)劑合成分子量為10000-100000共聚物制備而成，該發(fā)明具有較好的保坍效果，但不能解決上述適應性問題。CN101065338A公開了一種含有聚合物A的含水組合物也可以做水泥助磨劑，該聚合物A與通常的水泥助磨劑的組合，可以矯正或大大減少已知助磨劑的缺點，聚合物A可以含有羧酸基團或羧酸鈉基團，但該聚合物制備方法較復雜，因而含有該聚合物的水泥助磨劑成本也較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種制作工藝簡單、成本低、能有效改善水泥與外加劑的適應性，同時解決混凝土坍落度損失問題的保坍助磨劑及其制備方法和應用。本發(fā)明一種水泥保坍助磨劑，由重量百分比4. 0% 7. 0%三聚磷酸鈉、10. 0% 21. 0%六偏磷酸鈉、4. 0% 10%乙二醇、0. 5% 2. 0%含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑和60. 0 % 81. 5 %水組成，優(yōu)選由重量百分比6. 0 %三聚磷酸鈉、19. 0 %六偏磷酸鈉、8. 0%乙二醇、1. 0%含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑和66. 0%水組成。本發(fā)明一種制備上述保坍助磨劑的方法，包括以下步驟(1)按所述比例準備所述原料；(2)將三聚磷酸鈉和水混合攪拌均勻，當三聚磷酸鈉完全溶解后邊攪拌邊均勻加入六偏磷酸鈉；(3)當所述六偏磷酸鈉完全溶解后加入乙二醇和含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑，攪拌均勻。本發(fā)明制備所述保坍助磨劑的方法，其中所述含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑由苯酚、對氨基苯磺酸鈉和甲醛以摩爾比為(1. 1 1.5) (0.9 1.2) (3. 5 3. 7) 和苯甲酸磺化單體縮合而成，所述苯甲酸磺化單體的用量為所述苯酚和對氨基苯磺酸鈉質量之和的60% 80%。所述苯甲酸磺化單體由苯甲酸、苯酚和濃硫酸以摩爾比(0.9 1.2) (0.3 0.6) (1. 3 1. 7)在130°C磺化2-3小時制得。所述縮合反應溫度為83 87°C，pH值為8 11，反應時間為4_6小時。所述甲醛以滴加方式加入到縮合體系中，滴加時間為1-1. 5小時，滴加完甲醛后， 保持反應體系不變1小時，補加助劑對氨基苯磺酸鈉、萘磺酸鹽甲醛縮合物和水，對氨基苯磺酸鈉和萘磺酸鹽甲醛縮合物的摻量為初始加入苯酚、對氨基苯磺酸鈉和磺化單體質量的 10% 30%，水適量(根據(jù)補加助劑的量確定)，之后繼續(xù)反應5-6小時。本發(fā)明所述的保坍助磨劑的應用，將其摻入到水泥中，以改善水泥的性能。所述保坍助磨劑摻入水泥中的摻入量為水泥總重量的0. 03% 0. 1%。本發(fā)明的水泥保坍助磨劑，選用合適的原料及其配比，并且原料中添加了含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑，該含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑，在分子主鏈上引入了活性基團-羧基，改善了分子結構，并且采用本發(fā)明特有的工藝方法縮合而成，能夠保證羧基基團能夠以合適的比例接枝到分子主鏈上，即通過對減水劑進行化學改性，改善了減水劑的性能，改善了水泥與外加劑的適應性，有效降低水泥坍落的損失，克服了傳統(tǒng)助磨劑性能單一、適應性差、成本高的缺點。本發(fā)明制備水泥保坍助磨劑的方法，具有操作簡單易行的特點。
具體實施例方式以下結合實施例、對比和效果試驗數(shù)據(jù)，對本發(fā)明上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作更詳細的說明。本發(fā)明所述的含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑，其具體制備方法如下苯甲酸磺化單體由122g苯甲酸、47g苯酚和147g濃硫酸在130°C磺化3小時制得。由112. 8g苯酚、195. Ig對氨基苯磺酸鈉、108g甲醛、585g水、IOg催化劑和184. 7g 苯甲酸磺化單體在反應釜中進行縮合反應，縮合反應溫度為85°C，反應溶液pH值為10，其中甲醛以滴加方式加入到縮合體系中，滴加時間為1小時。滴加完甲醛后，保持反應體系不變1小時，補加對氨基苯磺酸鈉和萘磺酸鹽甲醛縮合物98. 5g和水20g，之后繼續(xù)反應6小時，總反應時間約為8小時，得到含羧酸基團的氨基磺酸鹽。實施例1 準備下列質量百分比的原料三聚磷酸鈉4g、六偏磷酸鈉21g、乙二醇10g、上述含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑2. Og和自來水63g。將三聚磷酸鈉和水混合攪拌均勻，當三聚磷酸鈉完全溶解后邊攪拌邊均勻加入六偏磷酸鈉；當所述六偏磷酸鈉完全溶解后加入乙二醇和含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑，攪拌均勻，得到1號保坍助磨劑。實施例2 準備下列質量百分比的原料6. Og三聚磷酸鈉、19. Og六偏磷酸鈉、8. Og 乙二醇、1. Og含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑和66. Og水。制備方法同實施例1，得到2 號保坍助磨劑。實施例3 準備下列質量百分比的原料7. Og三聚磷酸鈉、10. Og六偏磷酸鈉、4. Og 乙二醇、0. 5g含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑和78. 5g水。制備方法同實施例1，得到3 號保坍助磨劑。實施例4 準備下列質量百分比的原料6. Og三聚磷酸鈉、19. Og六偏磷酸鈉、8. Og 乙二醇和67. Og水。制備方法同實施例1，得到4號保坍助磨劑。使用本領域常規(guī)方法測量本發(fā)明上述實施例保坍助磨劑的助磨效果、對水泥性能的影響、對水泥與外加劑適應性的影響，如表1、表2、表3所示。(注下表中種類欄“空白” 是指水泥中未摻加保坍助磨劑，“1”是指水泥中添加1號保坍助磨劑，同理類推，“4”是指水泥中添加4號保坍助磨劑。)對混凝土坍落度的測定混凝土中水泥、粉煤灰、砂和石所用的質量比為 281 109 752 1082?；炷恋某跏继涠?即混凝土初始高度)均為180mm，1小時之后，測量空白和分別摻入了 1、2、3、4號保坍助磨劑的混凝土的坍落度(即1小時之后的混凝土高度)，結果見表3。以實施例2得到的2號保坍助磨劑為例，驗證摻量范圍對水泥助磨效果的影響，2 號保坍助磨劑的摻量分別為空白、0. 01%,0. 03%,0. 05%,0. 08%,0. 1%，結果見表4。表1本發(fā)明保坍助磨劑助磨效果
權利要求
1.一種水泥保坍助磨劑，其特征在于由重量百分比4.0% 7.0%三聚磷酸鈉、 10. 0% 21. 0%六偏磷酸鈉、4. 0% 10%乙二醇、0. 5% 2. 0%含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑和60. 0% 81. 5%水組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的保坍助磨劑，其特征在于由重量百分比6.0%三聚磷酸鈉、 19. 0%六偏磷酸鈉、8. 0%乙二醇、1. 0%含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑和66. 0%水組成。
3.一種制備權利要求1或2所述的保坍助磨劑的方法，其特征在于包括以下步驟(1)按所述比例準備所述原料；(2)將三聚磷酸鈉和水混合攪拌均勻，當三聚磷酸鈉完全溶解后邊攪拌邊均勻加入六偏磷酸鈉；(3)當所述六偏磷酸鈉完全溶解后加入乙二醇和含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑， 攪拌均勻。
4.根據(jù)權利要求3所述的保坍助磨劑，其特征在于所述含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑由苯酚、對氨基苯磺酸鈉和甲醛以摩爾比為(1. 1 1.5) (0.9 1.2) (3. 5 3. 7)和苯甲酸磺化單體縮合而成，所述苯甲酸磺化單體的用量為所述苯酚和對氨基苯磺酸鈉質量之和的60% 80%。
5.根據(jù)權利要求4所述的保坍助磨劑，其特征在于所述苯甲酸磺化單體由苯甲酸、苯酚和濃硫酸以摩爾比(0.9 1.2) (0.3 0.6) (1. 3 1. 7)在130°C磺化2-3小時制得。
6.根據(jù)權利要求4所述的保坍助磨劑，其特征在于所述縮合反應溫度為83 87V， PH值為8 11，反應時間為4-6小時。
7.根據(jù)權利要求4所述的保坍助磨劑，其特征在于所述甲醛以滴加方式加入到縮合體系中，滴加時間為1-1. 5小時。
8.權利要求1或2所述的保坍助磨劑的應用，將其摻入到水泥中，以改善水泥的性能。
9.根據(jù)權利要求8所述的保坍助磨劑的應用，其特征在于所述保坍助磨劑摻入水泥中的摻入量為水泥總重量的0. 03% 0. 1%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水泥保坍助磨劑及其制備方法和應用，由重量百分比4.0％～7.0％三聚磷酸鈉、10.0％～21.0％六偏磷酸鈉、4.0％～10％乙二醇、0.5％～2.0％含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑和60.0％～81.5％水組成，其中含羧酸基團的氨基磺酸鹽系減水劑由苯酚、對氨基苯磺酸鈉和甲醛以摩爾比為(1.1～1.5)∶(0.9～1.2)∶(3.5～3.7)和苯甲酸磺化單體縮合而成，本發(fā)明保坍助磨劑摻入水泥中的摻入量為水泥總重量的0.03％～0.1％，本發(fā)明水泥保坍助磨劑工藝簡單、成本低、能有效改善水泥與外加劑的適應性。
文檔編號C04B24/16GK102241488SQ201110137780
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權日2011年5月25日
發(fā)明者孫鋼, 張樹元, 李憲軍 申請人:李憲軍