本發(fā)明專利技術(shù)提供的一種粘土抑制劑，由質(zhì)量比為1～5:1的有機(jī)陽離子化合物A和多元醇胺化合物B在常溫下均勻混合而成。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了上述粘土抑制劑的制備方法及其在抑制粘土副作用中的應(yīng)用。該粘土抑制劑制備工藝簡單、使用方便、成本低廉；其中含有的有機(jī)陽離子化合物和多元醇胺化合物協(xié)同作用，有效降低粘土對聚羧酸減水劑性能的負(fù)面影響。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于混凝土減水劑助劑的制備領(lǐng)域，具體涉及一種抑制粘土副作用的粘土 抑制劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
近年來我國基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)規(guī)模巨大，高速鐵路、公路、大型橋梁、水電工程、城 鎮(zhèn)化建設(shè)高速推進(jìn)，混凝土用量已占全球總量一半以上。然而，隨著工程建設(shè)的快速發(fā)展， 砂石集料消耗量巨大，優(yōu)質(zhì)天然砂石資源日益匱乏；尤其是偏遠(yuǎn)干旱地區(qū)，無法對砂石集料 進(jìn)行有效清洗，使得部分地區(qū)的砂石集料含泥量逐漸增大。因此，機(jī)制砂逐漸在混凝土中得 到廣泛應(yīng)用，同時(shí)也將大量微細(xì)的粘土質(zhì)石粉、泥粉帶入到混凝土中，導(dǎo)致混凝土初始流動(dòng) 性較差，流動(dòng)度損失大，嚴(yán)重影響混凝土的新拌性能。 大量工程經(jīng)驗(yàn)和研宄結(jié)果表明，砂石集料中的粘土質(zhì)微粉對傳統(tǒng)木質(zhì)素磺酸鹽減 水劑、脂肪族高效減水劑及萘系高效減水劑的影響相對較小，而對于聚羧酸高性能減水劑 的影響相對較大；一方面由于傳統(tǒng)減水劑的摻量較高，另一方面由于聚羧酸減水劑固有的 分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其對于粘土更為敏感。砂石集料中的粘土大多為層狀硅鋁酸鹽類礦物，一方 面容易吸水膨脹，導(dǎo)致混凝土中自由水減少，富余漿體量降低，從而降低了混凝土的流動(dòng) 性；另一方面層狀結(jié)構(gòu)比表面積大，且表面高價(jià)陽離子富集，大量吸附聚羧酸減水劑，導(dǎo)致 用于分散水泥顆粒的減水劑分子數(shù)量大幅度減少，繼而降低了減水劑的分散作用，混凝土 流動(dòng)性變差。 為了提高混凝土的流動(dòng)性，目前常用的解決辦法是提高聚羧酸系減水劑的初始摻 量或采用多次摻加減水劑的途徑，但這樣不僅大幅度增加了施工成本，且多次添加操作不 方便、容易造成減水劑過摻，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)泌水離析，和易性變差，影響混凝土施工性能， 劣化混凝土耐久性。 基于此，越來越多的研宄者開始關(guān)注如何提高聚羧酸系減水劑對粘土的適應(yīng)性。 一方面，研宄者首先從改變聚羧酸分子結(jié)構(gòu)入手：如CN102923989公開了一種抗粘土型聚 羧酸減水劑的制備方法，該減水劑由兩種不飽和聚氧乙烯單體、不飽和一元羧酸及其衍生 物單體、不飽和烯基磺酸鹽混合共聚，再采用多乙烯多胺中和而成；CN102875051公開了一 種能抵御粘土不利影響的聚羧酸減水劑，其由烯基聚氧乙烯聚氧丙烯單體、丙烯酸或甲基 丙烯酸、丙烯酰胺衍生物單體通過自由基共聚得到。然而，通過部分改變聚羧酸減水劑的共 聚單體，并不能從實(shí)質(zhì)上改變粘土對聚羧酸的吸附，因?yàn)檎惩翆埕人釡p水劑的吸附，主要 是粘土表面的羥基與聚羧酸減水劑側(cè)鏈聚氧乙烯醚鍵的強(qiáng)氫鍵作用所導(dǎo)致，而不飽和聚氧 乙烯單體是合成聚羧酸減水劑不可缺少的關(guān)鍵原料。同時(shí)，該類聚羧酸減水劑在含泥量較 高時(shí)減水劑的摻量也相當(dāng)高，大幅度增加了成本。另一方面，研宄者也開始考慮采用助劑復(fù) 配的方案：如CN101798197A公開了一種抑制集料含泥量影響的控緩釋聚羧酸系減水劑，其 主要的方法是采用75?95份的聚羧酸減水劑與2?5份緩凝劑、5?25份緩釋劑進(jìn)行物 理復(fù)配，從而降低了粘土對聚羧酸系減水劑的負(fù)面影響。通過助劑復(fù)配，不改變聚羧酸減 水劑本身分子結(jié)構(gòu)與性能，靈活性更高，適用面更廣，然而大摻量的緩凝劑易造成混凝土凝 結(jié)時(shí)間延長，且容易導(dǎo)致含氣量上升，對后期強(qiáng)度造成不利影響。例如，CN102718430A報(bào)道 了一種摻聚羧酸系減水劑混凝土含泥量抑制劑的制備方法，其采用磷酸鹽類的泥土分散組 分、泥土吸附組分和離子絡(luò)合交換組分按一定比例進(jìn)行物理混合，并將其與聚羧酸減水劑 一起摻入混凝土中，改善了聚羧酸減水劑的性能。但是其由于是小分子的化合物復(fù)配，摻量 明顯較高，性價(jià)比較低。 因此，開發(fā)一種能有效降低骨料中粘土對減水劑分散性能產(chǎn)生副作用的抑制劑， 通過其與減水劑，尤其是聚羧酸減水劑進(jìn)行復(fù)配使用，在一定的含泥量條件下，能有效降低 粘土的副作用，提高聚羧酸減水劑的初始分散能力和分散保持能力，提高混凝土流動(dòng)性，對 促進(jìn)低品位骨料及機(jī)制砂的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)混凝土的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種與聚羧酸 減水劑復(fù)配使用的粘土抑制劑極其制備方法，其解決的技術(shù)問題是：能在較高含泥量條件 下，有效保證或提高聚羧酸減水劑的初始分散能力和分散保持能力，同時(shí)不影響混凝土凝 結(jié)時(shí)間、含氣量、強(qiáng)度等其它性能。 技術(shù)方案：本專利技術(shù)提供的一種粘土抑制劑，按純固體量計(jì)，由質(zhì)量比為1?5:1〇 的有機(jī)陽離子化合物A和多元醇胺化合物B在常溫下均勻混合而成； 所述有機(jī)陽離子化合物A的結(jié)構(gòu)式如式I所示：【主權(quán)項(xiàng)】1. 一種粘土抑制劑，其特征在于：按純固體量計(jì)，由質(zhì)量比為1?5:1的有機(jī)陽離子化 合物A和多元醇胺化合物B在常溫下均勻混合而成； 所述有機(jī)陽離子化合物A的結(jié)構(gòu)式如式I所示：所述多元醇胺化合物B的結(jié)構(gòu)式如式II所示：其中，m為1?5的整數(shù)；E0為氧化乙烯基，P0為氧化丙烯基；x，y分別為氧化乙烯基 和氧化丙稀基的重復(fù)單元數(shù)，1 <x+y< 25,且x:y= 2?10:1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘土抑制劑，其特征在于：所述多元醇胺化合物B的分 子量為500?5000。3. 權(quán)利要求1或2所述的一種粘土抑制劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 有機(jī)陽離子化合物A水溶液的制備：在10-60°C下，向多胺化合物水溶液中緩慢滴 加季胺化試劑水溶液，滴完后升溫至60?90°C保溫反應(yīng)1?4h，即得； (2) 多元醇胺化合物B的制備：在烷氧基化催化劑存在下，多胺化合物與環(huán)氧乙烷、環(huán) 氧丙烷發(fā)生烷氧基化反應(yīng)，即得； (3) 粘土抑制劑的制備：將有機(jī)陽離子化合物A水溶液和多元醇胺化合物B在常溫下 均勻混合均勻，即得。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種粘土抑制劑的制備方法，其特征在于：步驟⑴中，所述 多胺化合物結(jié)構(gòu)式如式III所示：其中，P為1?5的整數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種粘土抑制劑的制備方法，其特征在于：步驟⑴中，所述 季胺化試劑為2, 3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨或3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種粘土抑制劑的制備方法，其特征在于：步驟⑴中，所 述季胺化試劑與多胺化合物氮原子上所有活潑氫的總摩爾數(shù)相同；反應(yīng)體系中，固含量為 30-60 %〇7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種粘土抑制劑的制備方法，其特征在于：步驟⑵中，所述 烷氧基化催化劑包括金屬鉀、金屬鈉、萘鉀、萘鈉、氫化鉀、氫化鈉、烷基醇鉀、烷基醇鈉、氫 氧化鉀、氫氧化鈉；烷氧基化催化劑用量為烷氧基化后所得產(chǎn)物重量的0. 02?0. 2%;烷氧 基化的反應(yīng)溫度為80?150°C，反應(yīng)壓力為0? 1?0? 4MPa。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種粘土抑制劑的制備方法，其特征在于：步驟⑵中，環(huán)氧 乙烷和環(huán)氧丙烷的摩爾比為2?10:1，環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的總物質(zhì)的量與多胺化合物的 物質(zhì)的量之比為6?109:1。【專利摘要】本專利技術(shù)提供的一種粘土抑制劑，由質(zhì)量比為1～5:1的有機(jī)陽離子化合物A和多元醇胺化合物B在常溫下均勻混合而成。本專利技術(shù)還提供了上述粘土抑制劑的制備方法及其在抑制粘土副作用中的應(yīng)用。該粘土抑制劑制備工藝簡單、使用方便、成本低廉；其中含有的有機(jī)陽離子化合物和多元醇胺化合物協(xié)同作用，有效降低粘土對聚羧酸減水劑性能的負(fù)面影響。【IPC分類】C04B24-12【公開號(hào)】CN本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種粘土抑制劑，其特征在于：按純固體量計(jì)，由質(zhì)量比為1～5:1的有機(jī)陽離子化合物A和多元醇胺化合物B在常溫下均勻混合而成；所述有機(jī)陽離子化合物A的結(jié)構(gòu)式如式I所示：其中，R1為n為1～5的整數(shù)；所述多元醇胺化合物B的結(jié)構(gòu)式如式II所示：其中，m為1～5的整數(shù)；EO為氧化乙烯基，PO為氧化丙烯基；x，y分別為氧化乙烯基和氧化丙烯基的重復(fù)單元數(shù)，1≤x+y≤25，且x:y＝2～10:1。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：冉千平，楊勇，劉加平，劉浩，周棟梁，毛永琳，
申請(專利權(quán))人：江蘇蘇博特新材料股份有限公司，南京博特新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
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