專(zhuān)利名稱(chēng)：一種含聚羧酸減水劑的水泥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥，特別是利用水泥粉磨過(guò)程中的能量制備含聚羧酸減水劑的水泥。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外水泥減水劑通常分為三大系列，一是木質(zhì)素磺酸鹽減水劑；二是磺化芳香族聚合物減水劑；三是聚羧酸類(lèi)減水劑。但也有少量的其它種類(lèi)，如三聚氰胺系和氨基磺酸鹽等。木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)減水劑緩凝現(xiàn)象比較嚴(yán)重，其原料來(lái)自工業(yè)廢液。木質(zhì)素的性能和有毒有害化學(xué)物質(zhì)的影響作用難以控制，而且其減水率僅在8% -13%左右，目前國(guó)內(nèi)用量不大，但由于其價(jià)格低廉仍有使用。萘系減水劑具有生產(chǎn)工藝成熟、不引氣、不緩凝、水泥適應(yīng)性好等特點(diǎn)，但是坍落度損失較大，難以滿(mǎn)足實(shí)際工程的施工要求，一般需要通過(guò)復(fù)合使用，而且有許多復(fù)合產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，影響混凝土的凝結(jié)硬度和耐久性，另外該產(chǎn)品大多使用甲醛、濃硫酸制備而成，制備過(guò)程環(huán)境污染嚴(yán)重，且還受到原料萘資源的影響，國(guó)內(nèi)萘資源無(wú)法滿(mǎn)足化工工業(yè)需求。三聚氰胺系減水劑其減水增強(qiáng)作用略?xún)?yōu)于萘系減水劑，但是在使用量和價(jià)格上高于萘系。由于是液體使用而受到限制，另外儲(chǔ)存時(shí)間短、坍落度損失大、使混凝土發(fā)粘，實(shí)際應(yīng)用較少。氨基磺酸鹽也是一種高效減水劑，合成工藝較萘系簡(jiǎn)單，減水效率高，坍落度損失小，但是對(duì)摻量和水泥都比較敏感，緩凝效果明顯，目前主要與萘系復(fù)合使用。聚羧酸類(lèi)減水劑具有減水率高(30%以上)、摻量少、保坍性能好、后期強(qiáng)度大、引氣量和緩凝較為適中，適宜配制高流動(dòng)性、自密實(shí)混凝土、而且合成不使用甲醛，對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)異性能，成為全新的高性能減水劑，被認(rèn)為是第三代高效混凝土減水劑的代表品種。聚羧酸系減水劑是高強(qiáng)高流動(dòng)性混凝土、大摻量粉煤灰混凝土最重要的組成材料，所以其前景將會(huì)愈來(lái)愈廣闊。但由于成本和技術(shù)性能問(wèn)題，國(guó)內(nèi)研制的聚羧酸系減水劑幾乎都未達(dá)到實(shí)用化階段。從國(guó)內(nèi)期刊及學(xué)報(bào)的相關(guān)論文看，國(guó)內(nèi)對(duì)聚羧酸系減水劑產(chǎn)品的研究?jī)H處于實(shí)驗(yàn)室研制階段，可供合成聚羧酸系減水劑選擇的原材料也極為有限，從減水劑原材料選擇到生產(chǎn)工藝、降低成本、提高性能等許多方面，也僅僅是起步。一些實(shí)驗(yàn)室合成的減水劑，其綜合性能不是很好，離工業(yè)化應(yīng)用還有相當(dāng)大的差距。日本是研究和應(yīng)用聚羧酸系減水劑最多也是最成功的國(guó)家，其研究的丙烯酸接枝共聚物混凝土減水劑摻量小于0. 時(shí)，可把混凝土的水灰比減小到0. 20左右，配制坍落度為250mm、強(qiáng)度為IOOMPa的高強(qiáng)度混凝土用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，混凝土在2小時(shí)內(nèi)保持良好的工作性。日本關(guān)于用馬來(lái)酸酐制備混凝土減水劑報(bào)道數(shù)量不多，而且工藝都較復(fù)雜。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中也公開(kāi)過(guò)一些此方面的技術(shù)資料，如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00410027709. 7、名稱(chēng)為“一種聚醚接枝聚羧酸型混凝土減水劑的制備方法”；又如中請(qǐng)?zhí)枮?00510019876. 1、名稱(chēng)為“一種馬來(lái)酸酐系混凝土減水劑及制備方法”。特別是后一申請(qǐng)中公開(kāi)了“用馬來(lái)酸酐為原料制備混凝土減水劑的方法中，是先用馬來(lái)酸酐與甲氧基聚乙二醇進(jìn)行酯化反應(yīng)，以對(duì)苯甲磺酸為催化劑，氯化亞銅和對(duì)苯二酚為阻聚劑，甲苯為溶劑， 反應(yīng)10小時(shí)以上得酯化產(chǎn)物，除去溶劑甲苯后與2-丙稀酰胺-2甲基丙稀磺酸鈉進(jìn)行聚合反應(yīng)，以過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑，巰基乙醇為鏈轉(zhuǎn)移劑，在95°C下反應(yīng)，得到減水劑溶液。”由上述可知，用馬來(lái)酸酐制備混凝土減水劑的方法，需要在酯化反應(yīng)中加入阻聚劑和溶劑，反應(yīng)結(jié)束后分離提純較困難，工藝較復(fù)雜并且反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。由以上分析可見(jiàn)，目前減水劑的生產(chǎn)方法都是將各種原料通過(guò)加熱，在各種催化劑或引發(fā)劑作用下反應(yīng)得到，使用時(shí)才摻入混凝土中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用水泥粉磨過(guò)程中的能量來(lái)制備一種含聚羧酸減水劑的水泥。 在制備水泥的過(guò)程中，不但能充分利用水泥粉磨過(guò)程中的多余能量，還節(jié)約了制備減水劑時(shí)的能量消耗，簡(jiǎn)化了減水劑合成工藝，改善了減水劑的作用效果。本發(fā)明通過(guò)將聚水解馬來(lái)酸、聚乙二醇單甲醚和氫氧化鈉混合加水配制成溶液， 調(diào)節(jié)PH值在10 13之間，再與待磨水泥按0.3 0.7 100的重量比，加入到待磨的水泥中，粉磨后即得。所述的聚水解馬來(lái)酸、聚乙二醇單甲醚、氫氧化鈉的重量比為0. 5 1. 5 1 0. 3 1. 0。所述的聚乙二醇單甲醚的分子量為1000 2000。水泥粉磨時(shí)，上述溶液摻入待磨水泥中，與待磨水泥共同粉磨其中各種原料發(fā)生反應(yīng)，形成本發(fā)明一種含聚羧酸減水劑的水泥。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明充分利用了水泥粉磨過(guò)程中的多余能量，節(jié)約了制備傳統(tǒng)減水劑合成中的能量消耗；2.本發(fā)明中省去了傳統(tǒng)減水劑生產(chǎn)的復(fù)雜工藝及設(shè)備投資；3.本發(fā)明所制備的減水劑與水泥結(jié)合更好，減水效果更佳；4.本發(fā)明所用原料對(duì)水泥粉磨具有一定的助磨作用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 將分子量為1000的聚乙二醇單甲醚60. 0g，聚水解馬來(lái)酸90. 0g，氫氧化鈉60. Og 混合均勻，加入IOOg水?dāng)嚢枞芙狻Ｈ?Kg待磨水泥，加入試驗(yàn)小磨中，同時(shí)加入15g所配制的溶液，粉磨后即得本發(fā)明含聚羧酸減水劑的水泥。實(shí)施例2 將分子量為2000的聚乙二醇單甲醚60. 0g，聚水解馬來(lái)酸90. 0g，氫氧化鈉60. Og 混合均勻，加入IOOg水?dāng)嚢枞芙?。?Kg待磨水泥，加入試驗(yàn)小磨中，同時(shí)加入15g所配制的溶液，粉磨后即得本發(fā)明含聚羧酸減水劑的水泥。
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實(shí)施例3 將分子量為1000的聚乙二醇單甲醚60. 0g，聚水解馬來(lái)酸30. 0g，氫氧化鈉18. Og 混合均勻，加入55g水?dāng)嚢枞芙?。?Kg待磨水泥加入試驗(yàn)小磨中，同時(shí)加入15g所配制的溶液，粉磨后即得本發(fā)明含聚羧酸減水劑的水泥。實(shí)施例4 將分子量為2000的聚乙二醇單甲醚60. 0g，聚水解馬來(lái)酸30. 0g，氫氧化鈉18. Og 混合均勻，加入55g水?dāng)嚢枞芙?。?Kg待磨水泥熟料，加入試驗(yàn)小磨中，同時(shí)加入15g所配制的溶液，粉磨后即得本發(fā)明含聚羧酸減水劑的水泥。實(shí)施例5 將分子量為1000的聚乙二醇單甲醚60. 0g，聚水解馬來(lái)酸90. 0g，氫氧化鈉60. Og 混合均勻，加入IOOg水?dāng)嚢枞芙狻Ｈ?Kg待磨水泥熟料加入試驗(yàn)小磨中，同時(shí)加入35g所配制的溶液，粉磨后即得本發(fā)明含聚羧酸減水劑的水泥。實(shí)施例6 將分子量為2000的聚乙二醇單甲醚60. 0g，聚水解馬來(lái)酸90. 0g，氫氧化鈉60. Og 混合均勻，加入IOOg水?dāng)嚢枞芙?。?Kg待磨水泥加入試驗(yàn)小磨中，同時(shí)加入35g所配制的溶液，粉磨后即得本發(fā)明含聚羧酸減水劑的水泥。實(shí)施例7 將分子量為1000的聚乙二醇單甲醚60. 0g，聚水解馬來(lái)酸30. 0g，氫氧化鈉18. Og 混合均勻，加入55g水?dāng)嚢枞芙?。?Kg待磨水泥加入試驗(yàn)小磨中，同時(shí)加入35g所配制的溶液，粉磨后即得本發(fā)明含聚羧酸減水劑的水泥。實(shí)施例8 將分子量為2000的聚乙二醇單甲醚60. 0g，聚水解馬來(lái)酸30. 0g，氫氧化鈉18. Og 混合均勻，加入55g水?dāng)嚢枞芙狻Ｈ?Kg待磨水泥加入試驗(yàn)小磨中，同時(shí)加入35g所配制的溶液，粉磨后即得本發(fā)明含聚羧酸減水劑的水泥。實(shí)施例9 由實(shí)施例1到實(shí)施例8所制得的含減水劑的水泥，按照GB/T8077-2000對(duì)所得的聚羧酸減水劑的水泥進(jìn)行水泥凈將流動(dòng)度測(cè)試，按照GB/T8076-1997對(duì)所得的聚羧酸減水劑的水泥進(jìn)行混凝土減水率測(cè)試，空白代表沒(méi)有摻減水劑，測(cè)量值如下表
實(shí)施例12345678空白流動(dòng)度 (mm)205190210202230232250230130減水率 (%)15141816232530260 使用含本發(fā)明減水劑的水泥制備的混凝土試塊。3天抗壓強(qiáng)度提高大于35%，7天抗壓強(qiáng)度提高40 %，28天抗壓強(qiáng)度提高30 %。
權(quán)利要求
1.一種含聚羧酸減水劑的水泥，其特征在于將聚水解馬來(lái)酸、聚乙二醇單甲醚和氫氧化鈉混合加水配制成溶液，再與待磨水泥按0.3 0.7 100的重量比，加入到待磨的水泥中，粉磨后即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含聚羧酸減水劑的水泥，其特征在于聚水解馬來(lái)酸、聚乙二醇單甲醚、氫氧化鈉按重量比為0. 5 1. 5 1 0.3 1.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含聚羧酸減水劑的水泥，其特征在于聚乙二醇單甲醚的分子量為1000 2000。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含聚羧酸減水劑的水泥，其特征在于將聚水解馬來(lái)酸、聚乙二醇單甲醚和氫氧化鈉混合加水配制成溶液，再與待磨水泥按0.3～0.7∶100的重量比，加入到待磨的水泥中，粉磨后即得。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明充分利用了水泥粉磨過(guò)程中的多余能量，減少了制備傳統(tǒng)減水劑合成中的能量消耗；2.本發(fā)明中省去了傳統(tǒng)減水劑生產(chǎn)的復(fù)雜工藝及設(shè)備投資；3.本發(fā)明所制備的減水劑與水泥結(jié)合更好，減水效果更佳；4.本發(fā)明所用原料對(duì)水泥粉磨具有一定的助磨作用。
文檔編號(hào)C04B24/28GK102199015SQ20101050826
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者張海波, 管學(xué)茂 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)