專利名稱：一種具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠提高混凝土及砂漿流動性的減水劑，具體地說，是涉及一種具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著施工技術的快速發展，流態、高強高性能商品混凝土得到迅速推廣，因此對高效減水劑的需求量與性能的要求日益提高，傳統的減水劑已不能滿足要求。目前使用最廣泛的萘系及三聚氰胺系高效減水劑與水泥的相容性存在問題，出現減水率降低和坍落度損失過大等問題，給混凝土施工造成了相當的困難，因此研制開發與水泥相容性更好的新型高效減水劑勢在必行。氨基磺酸系高效減水劑是一種芳香族氨基磺酸鹽醛類縮合物，具有對水泥粒子的高度分散性，減水率高達25％以上，混凝土的耐久性好，且1～2小時內基本無坍落度損失，成本適中且工藝簡單，是很有發展前途的一種高效減水劑。
堿骨料反應是混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材及水中的堿(Na2O和K2O)與骨料中的活性成分反應，在混凝土澆筑成型若干年(數年至二三十年)后逐漸反應，生成物吸水膨脹，使混凝土產生內部應力，導致混凝土發生裂紋、崩裂和強度降低，嚴重時會造成混凝土破壞。
萘系、三聚氰胺系及氨基磺酸系等很多混凝土減水劑的合成過程中，需要加入氫氧化鈉調節反應體系的pH值，以此來控制縮合反應過程及產物的分子量，同時提高產物的貯存穩定性。因此在混凝土中摻入上述減水劑將提高混凝土中的堿含量，增大堿骨料反應的潛在危害。
國內外有文獻提到鋇鹽、鈣鹽及鋰鹽等能夠有效抑制堿骨料膨脹，但將這些具有堿骨料反應一種作用的離子和減水劑的制備結合起來，目前尚未見報道。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑的制備方法，以對氨基苯磺酸、苯酚、甲醛和無堿pH值調節劑為原料，在80℃～100℃下進行縮合反應，制成一種高效減水劑，使其不但在減水率、強度等性能方面優于原有氨基磺酸系高效減水劑，而且具備抑制堿骨料反應的作用，并有生產工藝簡單，易于操作等優點。
本發明提出的一種具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑，是由下述重量百分比的原料制成對氨基苯磺酸 7～20％苯酚 9～25％甲醛 15～32％pH值調節劑 3～6％水 40～50％本發明所述的具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑的制備方法，包括以下幾個步驟(1)將水加熱至65℃～75℃，按上述比例投入對氨基苯磺酸、苯酚，以及大部分pH值調節劑(約占總量的四分之三左右)，邊攪拌邊升溫至80℃～95℃；(2)在此基礎上滴加甲醛，在15～30分鐘內滴完，并保持溫度在85℃～100℃之間，邊攪拌邊保溫2～6小時；(3)加入剩余pH值調節劑，邊攪拌邊冷卻至室溫，出料。
本發明所述的pH值調節劑最好使用Ba(OH)2或LiOH或Ca(OH)2中的一種或兩種以上混合物。
本發明提出的具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑，具有以下優點1.常壓、低溫生產，生產設備簡單、易于操作；2.無廢氣、廢渣、廢水排放，對環境無污染；3.減水率高、與水泥的適應性好、混凝土坍落度經時損失小、混凝土不同齡期強度高；4.基本不含硫酸鈉，混凝土耐久性好；5.與現有氨基磺酸系減水劑相比，減水劑中基本不含堿，而且具有抑制堿骨料反應的作用。
具體實施例方式
實例1在70℃470毫升水中，投入80克對氨基苯磺酸和190克苯酚，攪拌溶解，加入LiOH32克，調節體系的pH值為7～8，升溫至85℃，在30分鐘內滴加甲醛218克，在90℃下保溫3小時，加入剩余的10克LiOH，充分攪拌后冷卻出料，即得液體高效減水劑，固含量約為30％。
實例2在65℃490毫升水中，投入95克對氨基苯磺酸和125克苯酚，攪拌溶解，加入Ba(OH)240克，調節體系的pH值為7～8，升溫至85℃，在20分鐘內滴加甲醛235克，在85℃下保溫5小時，加入剩余的15克Ba(OH)2，充分攪拌后冷卻出料，即得液體高效減水劑，固含量約為32％。
以下為使用本發明的具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑的一系列試驗，說明其效果。(表中對比例一為山東產萘磺酸鹽甲醛縮合物高效減水劑，對比例二為上海產傳統氨基磺酸系高效減水劑)表1不同減水劑的堿含量測定
表2不同減水劑抑制骨料堿活性效能測定
注試驗參考DL/T5151-2001，骨料采用自制高活性級配石英玻璃砂，水泥為雙猴P.O 42.5，外加10％NaOH溶液使水泥含堿量達到1.0％
表3減水劑在不同時間時不同水泥的凈漿流動度
表4不同減水劑的混凝土減水率及強度測定
注表中對比例一的摻量為0.75％，對比例二的摻量為0.5％(折合成粉劑摻量，用水量中扣除減水劑引入水量)；使用的水泥為雙猴P.O42.5。
本發明的最佳實施例已被闡明，由本領域普通技術人員作出的各種變化或改型都屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑，它是由下述重量百分比的原料制成對氨基苯磺酸7～20％苯酚9～25％甲醛15～32％pH值調節劑 3～6％水 40～50％。
2.根據權利要求1所述的具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑，其特征在于所述pH值調節劑為Ba(OH)2。
3.根據權利要求1所述的具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑，其特征在于所述pH值調節劑為Ca(OH)2。
4.根據權利要求1所述的具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑，其特征在于所述pH值調節劑為LiOH。
5.根據權利要求1所述的具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑，其特征在于所述pH值調節劑為Ba(OH)2、Ca(OH)2和LiOH中任兩種或兩種以上混合物。
6.一種制備權利要求1所述的具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑的方法，其特征在于包括以下幾個步驟(1)將水加熱至65℃～75℃，按上述比例投入對氨基苯磺酸、苯酚，以及pH值調節劑總量的四分之三左右，邊攪拌邊升溫至80℃～95℃；(2)在此基礎上滴加甲醛，在10～30分鐘內滴完，并保持溫度在85℃～100℃之間，邊攪拌邊保溫2～6小時；(3)加入剩余pH值調節劑，邊攪拌邊冷卻至室溫，出料。
全文摘要
本發明公開了一種具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑，它是由下述重量百分比的原料制成對氨基苯磺酸7～20％，苯酚9～25％，甲醛15～32％，pH值調節劑3～6％和水40～50％。本發明還公開了這種減水劑的制備工藝。本發明用不含堿且具有堿骨料反應抑制作用的pH值調節劑替代傳統合成工藝中的氫氧化鈉來調節合成過程中的pH值，減水率高、和水泥適應性好，并能有效減小混凝土坍落度損失，是一種市場前景廣闊的高效減水劑。本發明使用不同的pH值調節劑，制備了基本不含堿且具有抑制堿骨料反應效能的高效減水劑。
文檔編號C04B22/00GK1765811SQ20051009413
公開日2006年5月3日 申請日期2005年8月31日 優先權日2005年8月31日
發明者陳國新, 黃國泓, 祝燁然, 莊英豪, 盧安琪 申請人:南京瑞迪高新技術公司