混凝土增強劑及其制備和使用方法
【專利摘要】本發明提供一種混凝土增強劑，其組份包括：丙烯酸類單體聚合而成的有機聚合物I、葡萄糖酸鹽II、硫酸鹽III、木質素磺酸鹽IV和水。其使用方法，包括以下步驟：1)檢測混凝土的膠凝材料的重量比含量；2)添加膠凝材料重量的0.2％?0.8％的混凝土增強劑。本發明通過化學手段，將丙烯酸類單體聚合成具有一定分子量分布的共聚有機聚合物，再通過適當的質量比，將有機聚合物與葡萄糖酸鈣、硫酸鈉、木質素磺酸鈣及水混合在一起，在室溫下攪拌一定的時間，便得到具有一定濃度的增強劑母液，將此母液與水以一定量的配比稀釋，就可得到直接使用的混凝土增強劑，該發明所生產的混凝土增強劑無毒、無味、無揮發性，具備廣泛的應用前景。
【專利說明】
混凝土增強劑及其制備和使用方法
技術領域
[0001] 本發明涉及混凝土外加劑的制備及使用，尤其涉及到以提高混凝土強度為目的的 混凝土增強劑及其制備和使用方法。
【背景技術】
[0002] 混凝土是一種最為重要并廣泛使用的人工石材，被廣泛應用在橋梁、隧道、高鐵、 機場及各種軍事、民用建筑等土木工程上，它是人類文明進步的重要標志。混凝土主要由膠 凝材料（如水泥）、水、骨料（石子）等材料，根據實際使用條件的需要，將上述各材料按適 當的"配合比"混合在一起并攪拌均勻，最終通過水化反應將個組分連接在一起而形成的一 種連續、堅固的重要石材。
[0003] 混凝土的研制生產使用經歷了將近200多年的發展史，現今的混凝土已摒棄現場 攪拌，主要采用集中攪拌，這是混凝土生產由粗放型生產向集約化大生產的轉變，它實現了 混凝土生產的專業化、商品化和社會化，是建筑依靠技術進步改變小生產方式，實現建筑工 業化的一項重要改革，從而帶來顯著的社會、經濟效益。
[0004] 抗壓強度及耐久性是混凝土最為重要的性能指標。在商品混凝土的生產過程中， 為了改善混凝土的工作性能及提高混凝土的強度，常常需要向混凝土中加入配比很小的各 種混凝土外加劑（如減水劑、引氣劑等），這些外加劑的加入通常對混凝土的工作性能改善 較好，而對混凝土強度的改善很有限，并且一些外加劑比較敏感，對混凝土的適應性不是很 好，這也使得這些外加劑在具體應用中受到了較大的限制。
【發明內容】
[0005] 本發明所解決的技術問題在于提供一種混凝土新型外加劑的制備方法，它的主要 特點是彌補了現有市場上混凝土外加劑的不足，它是一種混凝土的增強劑，能節約水泥、減 小混凝土的生產成本，即它能顯著提高混凝土的強度并能優化其它混凝土外加劑與混凝土 的適應性，同時提高混凝土的耐久性。
[0006] 本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：一種混凝土增強劑，其組份 包括：丙烯酸類單體聚合而成的有機聚合物I、葡萄糖酸鹽II、硫酸鹽III、木質素磺酸鹽IV 和水。
[0007] 所述有機聚合物I由丙烯酸類單體共聚而成，丙烯酸類單體包括：丙烯酸、甲基丙 烯酸、甲基丙烯酸甲酯。
[0008] 在合成有機聚合物I時，丙烯酸與甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯的用量重量比為 8 : 1-3 : 1。
[0009] 在合成有機聚合物I時，反應體系所用水的重量是兩種聚合單體總用量的10-12 倍。
[0010] 在合成有機聚合物I時，聚合反應時間為4-6小時，反應結束后用NaOH調節體系 Ph值為7-9。
[0011] 所述葡萄糖酸鹽II為葡萄糖酸鈣或葡萄糖酸鈉，葡萄糖酸鹽II與丙烯酸的重量 比為 0. 1-0. 5。
[0012] 所述硫酸鹽III為硫酸鈉或硫酸鈣，硫酸鹽III與丙烯酸的重量比為0.01-0.05。
[0013] 所述木質素磺酸鹽IV為木質素磺酸鈣或木質素磺酸鈉，木質素磺酸鹽IV與丙烯 酸的重量比為2-0. 5。
[0014] 一種混凝土增強劑的制備方法，包括以下步驟：1)按配比將丙烯酸溶解于水中， 將甲基丙烯酸溶于60°c的熱水中，在三口燒瓶中加入水并加入少量的引發劑過硫酸鈉 (Na 2S40s)，在攪拌的情況下緩慢地向三口燒瓶中滴加丙烯酸水溶液和甲基丙烯酸水溶液， 在60°C的溫度下保持聚合反應4-6小時左右，反應完成后，向體系中加入NaOH調節Ph值為 7-9左右。
[0015] 2)按配比將葡萄酸鈣加入到上述反應后的體系，常溫攪拌數分鐘，使之充分溶解。
[0016] 3)按配比將硫酸鈉加入到上述反應后的體系，常溫攪拌數分鐘，使之充分溶解。
[0017] 4)按配比將葡萄酸鹽鈣加入到上述反應后的體系，常溫攪拌數分鐘，使之充分溶 解，得到混凝土增強劑的母液。
[0018] 5)用一定量的水稀釋母液，最終制得本發明的可直接使用的成品混凝土增強劑， 稀釋水的重量為母液質量的7-10倍。
[0019] 一種混凝土增強劑的使用方法，包括以下步驟：1)檢測混凝土的膠凝材料的重量 比含量；
[0020] 2)添加膠凝材料重量的0. 2% -0. 8%的混凝土增強劑，其中添加量以膠凝材料的 0.5%為最優，添加量過少或過多都不能充分體現本發明混凝土增強劑的功效，若添加量過 多，甚至有可能會導致混凝土強度的下降。
[0021] 與已公開技術相比，本發明存在以下優點：本發明通過化學手段，將丙烯酸類單體 聚合成具有一定分子量分布的共聚有機聚合物，再通過適當的質量比，將有機聚合物與葡 萄糖酸鈣、硫酸鈉、木質素磺酸鈣及水混合在一起，在室溫下攪拌一定的時間，便得到具有 一定濃度的增強劑母液，將此母液與水以一定量的配比稀釋，就可得到直接使用的混凝土 增強劑，該發明所生產的混凝土增強劑無毒、無味、無揮發性，是一種綠色化工建筑材料，隨 著國家節能、降耗產業政策的落實和深入，本發明的增強劑必將在未來混凝土市場得到廣 泛的應用。
【具體實施方式】
[0022] 為了使本發明的技術手段、創作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明 白了解，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的 實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都 屬于本發明保護的范圍。
[0023] 實施例1
[0024] 取丙烯酸20. 0g溶于80ml的水中，取甲基丙烯酸5. 7g溶于100ml溫度為60°C的 熱水中，在500ml的三口燒瓶中加入100ml的水同時加入0. 05g過硫酸鈉（Na2S40s)，攪拌并 升溫至60°C，然后同時向三口燒瓶中緩慢滴加丙烯酸溶液和甲基丙烯酸溶液，在60°C下保 溫反應5小時，在體系冷卻至室溫時，向體系加入NaOHO. 5g，使體系的Ph值調節至7. 5,向 體系中加入4. Og葡萄糖酸媽、0. 4g硫酸鈉和20.0 g木質素磺酸媽，攪拌8分鐘得150. 3g混 凝土增強劑母液。實施例2
[0025] 取丙烯酸20. 0g溶于80ml的水中，取甲基丙烯酸5. 7g溶于100ml溫度為60°C的 熱水中，在500ml的三口燒瓶中加入100ml的水同時加入0. 05g過硫酸鈉（Na2S40s)攪拌并 升溫至60°C，然后同時向三口燒瓶中緩慢滴加丙烯酸溶液和甲基丙烯酸溶液，在60°C下保 溫反應5小時，在體系冷卻至室溫時，向體系加入NaOHO. 5g，使體系的Ph值調節至7. 5,向 體系中加入4. 0g葡萄糖酸媽、0. 4g硫酸鈉和20. 0g木質素磺酸媽，攪拌8分鐘得150. 3g混 凝土增強劑母液，取母液30g，加入240g水稀釋，得270g成品混凝土增強劑。
[0026] 取適量實施例2的成品混凝土增強劑，按下表混凝土配比做試塊實驗：
[0027] 15 (L) C30混凝土的試塊實驗混凝土
[0028]
[0029] 比較樣相對于基準樣是lm3混凝土減少30kg水泥的實驗，實驗結果說明，在使用 本發明的成品增強劑的情況下，可適當減少混凝土的水泥用量并能保證原混凝土的設計強 度。
[0030] 取適量實施例2的成品混凝土增強劑，按下表混凝土配比做試塊實驗：
[0031] 15 (L) C30混凝土的試塊實驗混凝土
[0032]
[0033]
[0034] 比較樣相對于基準樣是加了少量本發明混凝土增強劑的實驗，實驗結果說明，在 使用本發明的成品增強劑的情況下，混凝土的強度得到了較為顯著的提高。
[0035] 取適量實施例2的成品混凝土增強劑，按下表混凝土配比做試塊實驗：
[0036] 15 (L) C30混凝土的試塊實驗混凝土
[0037]
[0038] 比較樣相對于基準樣是加了少量本發明混凝土增強劑的實驗，實驗結果說明，在 使用本發明的成品增強劑的情況下，混凝土的強度得到了較為顯著的提高。
[0039] 以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明的要求保護范圍由所附的權利要求書及 其等效物界定。
【主權項】
1. 一種混凝土增強劑，其特征在于：其組份包括：丙烯酸類單體聚合而成的有機聚合 物I、葡萄糖酸鹽II、硫酸鹽III、木質素磺酸鹽IV和水。2. 根據權利要求1所述的混凝土增強劑，其特征在于：所述有機聚合物I由丙烯酸類 單體共聚而成，丙烯酸類單體包括：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯。3. 根據權利要求2所述的混凝土增強劑，其特征在于：在合成有機聚合物I時，丙烯酸 與甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯的用量重量比為8 : 1-3 : 1;在合成有機聚合物I時，反 應體系所用水的重量是兩種聚合單體總用量的10-12倍；在合成有機聚合物I時，聚合反應 時間為4-6小時，反應結束后用NaOH調節體系Ph值為7-9。4. 根據權利要求1所述的混凝土增強劑，其特征在于：所述葡萄糖酸鹽II為葡萄糖酸 鈣或葡萄糖酸鈉，葡萄糖酸鹽Π 與丙烯酸的重量比為0. 1-0. 5。5. 根據權利要求1所述的混凝土增強劑，其特征在于：所述硫酸鹽III為硫酸鈉或硫 酸鈣，硫酸鹽III與丙烯酸的重量比為0. 01-0. 05。6. 根據權利要求1所述的混凝土增強劑，其特征在于：所述木質素磺酸鹽IV為木質素 磺酸鈣或木質素磺酸鈉，木質素磺酸鹽IV與丙烯酸的重量比為2-0. 5。7. -種混凝土增強劑的制備方法，包括以下步驟：1)按配比將丙烯酸溶解于水中， 將甲基丙烯酸溶于60°C的熱水中，在三口燒瓶中加入水并加入少量的引發劑過硫酸鈉 (Na 2S4O8)，在攪拌的情況下緩慢地向三口燒瓶中滴加丙烯酸水溶液和甲基丙烯酸水溶液， 在60°C的溫度下保持聚合反應4-6小時，反應完成后，向體系中加入NaOH調節Ph值為 7-9 ； 2) 按配比將葡萄酸鈣加入到上述反應后的體系，常溫攪拌數分鐘，使之充分溶解； 3) 按配比將硫酸鈉加入到上述反應后的體系，常溫攪拌數分鐘，使之充分溶解； 4) 按配比將葡萄酸鹽鈣加入到上述反應后的體系，常溫攪拌數分鐘，使之充分溶解，得 到混凝土增強劑的母液； 5) 用一定量的水稀釋母液，最終制得本發明的可直接使用的成品混凝土增強劑，稀釋 水的重量為母液質量的7-10倍。8. -種混凝土增強劑的使用方法，包括以下步驟：1)檢測混凝土的膠凝材料的重量比 含量； 2)添加膠凝材料重量的0. 2% -0. 8%的混凝土增強劑。
【文檔編號】C04B24/26GK105884243SQ201410444431
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年9月3日
【發明人】徐會君, 李淳, 魯祥勇
【申請人】安徽皖科新科技發展有限公司