抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑及其使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑及其使用方法，屬于混凝土添加劑【技術領域】，用于抑制蒙脫土類粘土對摻聚羧酸系減水劑混凝土的危害，解決現有技術手段工藝復雜、成本高、效果不好的問題。該抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑各組分的質量分數為：插層吸附劑：25％～35％；分散劑：45％～55％以及穩定劑10％～25％。使用時，抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑的用量為混凝土中膠凝材料用量的0.01％～0.03％。該處理劑能夠有效降低蒙脫土類粘土對摻聚羧酸系減水劑的吸附，改善混凝土的性能；且其制備工藝簡單，用量小，生產和使用成本低。
【專利說明】抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及混凝土添加劑【技術領域】，具體涉及一種抑制蒙脫土類粘土對混凝土危 害的處理劑及其使用方法。
【背景技術】
[0002] 現代混凝土是由膠凝材料、粗骨料、細骨料和水組成的材料體系，而且大多摻加了 外加劑以達到所需的工作性能和硬化性能。其中粗細骨料占混凝土體積的70%以上，對混 凝土性能有著重要的影響。粗骨料一般通過天然巖石采集或經過機械破碎而制成，細骨料 一般通過自然采集得到。骨料的破碎和采集過程中可能會夾雜一些粘土質微細顆粒物（粒 徑范圍2 μ m-75 μ m)，會對混凝土的性能產生不利影響。
[0003] 在各種粘土中，蒙脫土類粘土對混凝土性能的影響尤為嚴重，特別是對摻聚羧酸 系減水劑的混凝土的危害更加突出。蒙脫土類粘土對摻聚羧酸系減水劑的混凝土的危害 具體表現為：一是大幅度降低混凝土工作性，混凝土坍落度減小，混凝土坍落度經時損失增 大；二是降低混凝土力學性能，混凝土耐久性變差；三是大量吸附聚羧酸系減水劑，影響聚 羧酸系減水劑性能的發揮。因此，若混凝土骨料中含有較多的蒙脫土類粘土時，必須采取一 定的措施來減少其危害。
[0004] 專利CN102875051A(公告日為2013年12月18日）公開了一種由烯基聚氧乙烯 聚氧丙烯醚、丙烯酸或甲基丙烯酸和丙烯酰胺衍生物等單體通過自由基共聚制備的聚羧酸 系減水劑，可以抵御8%以內的骨料含泥量。專利CN103467670A(
【公開日】為2013年12月 25日）公開了一種采用季銨鹽低聚物、異戊烯醇聚氧乙烯醚、氨基三亞甲基膦酸、不飽和一 元羧酸及其衍生物在引發劑和鏈轉移劑的作用下通過自由基共聚制備的抗泥型聚羧酸系 減水劑。這些專利都是通過合成的方法制備對粘土適應性好的聚羧酸系減水劑，效果有限 且合成工藝復雜，使用成本高。
[0005] 因此，如何提供一種制備工序簡單、能夠有效降低蒙脫土類粘土對摻聚羧酸系減 水劑的危害的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑及其使用方法成為本領域技術人 員亟待解決的一個技術問題。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑及其使用 方法，用于抑制蒙脫土類粘土對摻聚羧酸系減水劑混凝土的危害，解決現有技術手段工藝 復雜、成本高、效果不好的問題。
[0007] 為了實現上述目的，本發明的技術方案是：
[0008] 抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，適用于抑制蒙脫土類粘土對摻聚羧酸 系減水劑混凝土的危害，各組分的質量分數為：
[0009] 插層吸附劑： 25%?35%
[0010] 分散劑： 45 % ?55%
[0011] 穩定劑： 10 % ?25%。
[0012] 進一步地，所述插層吸附劑為十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨或 亞甲基藍中的一種。
[0013] 進一步地，所述分散劑為聚乙烯醇、九水偏硅酸鈉、三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的 一種或多種。
[0014] 進一步地，所述穩定劑為2-氯乙基三甲基氯化銨、聚丙烯酸鈉或羧甲基纖維素鈉 中的一種。
[0015] 進一步地，由如下質量分數的原料制成：十六烷基三甲基溴化銨30% ;聚乙烯醇 45% ; 2-氯乙基三甲基氯化銨25%。
[0016] 進一步地，由如下質量分數的原料制成：十八烷基三甲基氯化銨25%;九水偏硅酸 鈉55% ;2-氯乙基三甲基氯化銨20%。
[0017] 進一步地，由如下質量分數的原料制成：亞甲基藍35% ;三聚磷酸鈉55% ;聚丙烯 酸鈉10%。
[0018] 進一步地，由如下質量分數的原料制成：十八烷基三甲基氯化銨25% ;聚乙烯醇 25 %、九水偏硅酸鈉30 % ; 2-氯乙基三甲基氯化銨20 %。
[0019] 進一步地，由如下質量分數的原料制成：十六烷基三甲基溴化銨30% ;聚乙烯醇 25%、三聚磷酸鈉20% ;2_氯乙基三甲基氯化銨25%。
[0020] 進一步地，由如下質量分數的原料制成：十八烷基三甲基氯化銨20%;九水偏硅酸 鈉35 %、六偏磷酸鈉20% ;羧甲基纖維素鈉25%。
[0021] 抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑的使用方法，所述抑制蒙脫土類粘土對 混凝土危害的處理劑的用量為所述混凝土中膠凝材料用量的0. 01 %?0. 03%。
[0022] 本發明的機理：
[0023] 蒙脫土類粘土對混凝土性能有顯著影響的主要原因是其對聚羧酸系減水劑的強 烈吸附和其本身的吸水膨脹性，前者影響程度更大。國內外相關研宄表明蒙脫土類粘土對 聚羧酸系減水劑吸附的機理在于通過PEO鏈上部分極化的氧原子與蒙脫石層間的水分子 形成的氫鍵作用而插層到蒙脫石層間，這種插層吸附非常強烈，少量的蒙脫土類粘土即可 極大地削弱聚羧酸系減水劑對水泥的分散性能，從而影響混凝土的性能。本發明的抑制蒙 脫土類粘土對混凝土危害的處理劑中含有插層吸附劑，能夠優先被粘土吸附，使粘土的吸 附能力飽和，避免了對聚羧酸系減水劑的吸附。另一方面，蒙脫土類粘土的吸水膨脹性較 大，會導致混凝土流動性變差，硬化性能劣化。本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的 處理劑中含有的分散劑和穩定劑能夠有效抑制蒙脫土類粘土的吸水膨脹性，保證混凝土的 性能。
[0024] 與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：
[0025] 本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，各組分的質量分數為：插層 吸附劑：25%?35% ;分散劑：45%?55%以及穩定劑10 %?25%。使用時，抑制蒙脫土 類粘土對混凝土危害的處理劑的用量為混凝土中膠凝材料用量的0. 01 %?0. 03%。該處 理劑能夠有效降低蒙脫土類粘土對摻聚羧酸系減水劑的吸附，抑制其吸水膨脹性，使得含 有蒙脫土類粘土的摻聚羧酸系減水劑的混凝土保持較好的流動性，從而改善混凝土的工作 性能和硬化性能。而且，本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，取材方便，制 備工藝簡單，用量小，生產和使用成本低，有利于工業化生產應用。
【具體實施方式】
[0026] 以下結合具體實施例對本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑及其 使用方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。 [0027] 實施例1
[0028] 本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑配方如下（質量分數）：
[0029] 插層吸附劑：十六烷基三甲基溴化銨30%
[0030] 分散劑：聚乙烯醇45%
[0031] 穩定劑：2-氯乙基三甲基氯化銨25%。
[0032] 制備方法為：采用高速分散機（最高轉速8000r/min)將各組分原料攪拌均勻后即 配制出本實施例的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑。
[0033] 使用方法為：抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑的用量為混凝土中膠凝材 料用量的0.01%。
[0034] 實施例2
[0035] 本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑配方如下（質量分數）：
[0036] 插層吸附劑：十八烷基三甲基氯化銨25%
[0037] 分散劑：九水偏娃酸鈉55%
[0038] 穩定劑：2_氯乙基三甲基氯化銨20%。
[0039] 制備方法和使用方法同實施例1。
[0040] 實施例3
[0041] 本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑配方如下（質量分數）：
[0042] 插層吸附劑：亞甲基藍35%
[0043] 分散劑：三聚磷酸鈉55%
[0044] 穩定劑：聚丙烯酸鈉10 %。
[0045] 制備方法同實施例1。
[0046] 使用方法為：抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑的用量為混凝土中膠凝材 料用量的0.02%。
[0047] 實施例4
[0048] 本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑配方如下（質量分數）：
[0049] 插層吸附劑：十八烷基三甲基氯化銨25%
[0050] 分散劑：聚乙烯醇25 %、九水偏硅酸鈉30 %
[0051] 穩定劑：2-氯乙基三甲基氯化銨20%。
[0052] 制備方法和使用方法同實施例3。
[0053] 實施例5
[0054] 本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑配方如下（質量分數）：
[0055] 插層吸附劑：十六烷基三甲基溴化銨30%
[0056] 分散劑：聚乙烯醇25 %、三聚磷酸鈉20 %
[0057] 穩定劑：2-氯乙基三甲基氯化銨25%。
[0058] 制備方法同實施例1。
[0059] 使用方法為：抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑的用量為混凝土中膠凝材 料用量的0.03%。
[0060] 實施例6
[0061] 本發明的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑配方如下（質量分數）：
[0062] 插層吸附劑：十八烷基三甲基氯化銨20%
[0063] 分散劑：九水偏硅酸鈉35 %、六偏磷酸鈉20 %
[0064] 穩定劑：羧甲基纖維素鈉 25 %。
[0065] 制備方法和使用方法同實施例5。
[0066] 下面具體說明上述6個實施例的實施效果：
[0067] 制備樣品：選用海螺牌P. 042. 5R水泥；減水劑為巴斯夫RP325聚羧酸系減水劑； 選擇一定量的膨潤土摻加到水泥中，模擬混凝土骨料中的蒙脫土類粘土，進行水泥凈漿流 動度試驗和混凝土坍落度試驗，評估各實施例的應用效果。
[0068] 在水泥凈漿流動度試驗中，采用GB/T 8077-2012《混凝土外加劑勻質性試驗方 法》，聚羧酸系減水劑的摻量為0.7%，將不同用量的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處 理劑和聚羧酸系減水劑一起加入到水泥凈漿中。不添加抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的 處理劑的樣品I水泥凈漿的配合比為：水泥300g，水105g。
[0069] 在混凝土坍落度試驗中，采用GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法 標準》，聚羧酸系減水劑的摻量為1. 〇%，將不同用量的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的 處理劑和聚羧酸系減水劑一起加入到混凝土中。單方混凝土配合比為：水泥230Kg，粉煤灰 80Kg、礦粉 llOKg、砂 780Kg、石 1010Kg、水 185Kg。
[0070] 樣品測試：對樣品的凈漿流動度、混凝土初始狀態和坍落度進行測試。6個實施例 得到的樣品依次編號為II、III、IV、V、VI、W，不添加抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處 理劑的樣品編號為I，I組作為對照組。試驗結果見表1和表2。
[0071] 其中，表1為水泥凈漿流動度試驗結果，表2為混凝土坍落度試驗結果。
[0072] 表1水泥凈漿流動度試驗結果
[0073]
【權利要求】
1. 抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，適用于抑制蒙脫土類粘土對摻聚羧酸系 減水劑混凝土的危害，其特征在于，各組分的質量分數為： 插層吸附劑： 25 %?35% 分散劑： 45 %?55% 穩定劑： 10 %?25%。
2. 如權利要求1所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征在于，所述 插層吸附劑為十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨或亞甲基藍中的一種。
3. 如權利要求1所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征在于，所述 分散劑為聚乙烯醇、九水偏硅酸鈉、三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的一種或多種。
4. 如權利要求1所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征在于，所述 穩定劑為2-氯乙基三甲基氯化銨、聚丙烯酸鈉或羧甲基纖維素鈉中的一種。
5. 如權利要求1至4任一項所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征 在于，由如下質量分數的原料制成：十六烷基三甲基溴化銨30% ;聚乙烯醇45% ;2_氯乙基 三甲基氯化銨25%。
6. 如權利要求1至4任一項所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征 在于，由如下質量分數的原料制成：十八烷基三甲基氯化銨25% ;九水偏硅酸鈉55% ;2_氯 乙基三甲基氯化銨20%。
7. 如權利要求1至4任一項所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征 在于，由如下質量分數的原料制成：亞甲基藍35% ;三聚磷酸鈉55% ;聚丙烯酸鈉10%。
8. 如權利要求1至4任一項所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征 在于，由如下質量分數的原料制成：十八烷基三甲基氯化銨25% ;聚乙烯醇25%、九水偏硅 酸鈉30% ;2-氯乙基三甲基氯化銨20%。
9. 如權利要求1至4任一項所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征 在于，由如下質量分數的原料制成：十六烷基三甲基溴化銨30% ;聚乙烯醇25%、三聚磷酸 鈉20% ;2-氯乙基三甲基氯化銨25%。
10. 如權利要求1至4任一項所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑，其特征 在于，由如下質量分數的原料制成：十八烷基三甲基氯化銨20% ;九水偏硅酸鈉35%、六偏 磷酸鈉20% ;羧甲基纖維素鈉25%。
11. 一種如權利要求1至10任一項所述的抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑的 使用方法，其特征在于，所述抑制蒙脫土類粘土對混凝土危害的處理劑的用量為所述混凝 土中膠凝材料用量的〇. 01 %?〇. 03%。
【文檔編號】C01B33/44GK104495865SQ201410686445
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】周云, 許永和, 史曉婉, 徐俊, 王圣怡, 左俊卿 申請人:上海建工集團股份有限公司