混凝土增强剂及其制备和使用方法
【专利摘要】本发明提供一种混凝土增强剂，其组份包括：丙烯酸类单体聚合而成的有机聚合物I、葡萄糖酸盐II、硫酸盐III、木质素磺酸盐IV和水。其使用方法，包括以下步骤：1)检测混凝土的胶凝材料的重量比含量；2)添加胶凝材料重量的0.2％?0.8％的混凝土增强剂。本发明通过化学手段，将丙烯酸类单体聚合成具有一定分子量分布的共聚有机聚合物，再通过适当的质量比，将有机聚合物与葡萄糖酸钙、硫酸钠、木质素磺酸钙及水混合在一起，在室温下搅拌一定的时间，便得到具有一定浓度的增强剂母液，将此母液与水以一定量的配比稀释，就可得到直接使用的混凝土增强剂，该发明所生产的混凝土增强剂无毒、无味、无挥发性，具备广泛的应用前景。
【专利说明】
混凝土增强剂及其制备和使用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及混凝土外加剂的制备及使用，尤其涉及到以提高混凝土强度为目的的 混凝土增强剂及其制备和使用方法。
【背景技术】
[0002] 混凝土是一种最为重要并广泛使用的人工石材，被广泛应用在桥梁、隧道、高铁、 机场及各种军事、民用建筑等土木工程上，它是人类文明进步的重要标志。混凝土主要由胶 凝材料（如水泥）、水、骨料（石子）等材料，根据实际使用条件的需要，将上述各材料按适 当的"配合比"混合在一起并搅拌均匀，最终通过水化反应将个组分连接在一起而形成的一 种连续、坚固的重要石材。
[0003] 混凝土的研制生产使用经历了将近200多年的发展史，现今的混凝土已摒弃现场 搅拌，主要采用集中搅拌，这是混凝土生产由粗放型生产向集约化大生产的转变，它实现了 混凝土生产的专业化、商品化和社会化，是建筑依靠技术进步改变小生产方式，实现建筑工 业化的一项重要改革，从而带来显著的社会、经济效益。
[0004] 抗压强度及耐久性是混凝土最为重要的性能指标。在商品混凝土的生产过程中， 为了改善混凝土的工作性能及提高混凝土的强度，常常需要向混凝土中加入配比很小的各 种混凝土外加剂（如减水剂、引气剂等），这些外加剂的加入通常对混凝土的工作性能改善 较好，而对混凝土强度的改善很有限，并且一些外加剂比较敏感，对混凝土的适应性不是很 好，这也使得这些外加剂在具体应用中受到了较大的限制。
【发明内容】
[0005] 本发明所解决的技术问题在于提供一种混凝土新型外加剂的制备方法，它的主要 特点是弥补了现有市场上混凝土外加剂的不足，它是一种混凝土的增强剂，能节约水泥、减 小混凝土的生产成本，即它能显著提高混凝土的强度并能优化其它混凝土外加剂与混凝土 的适应性，同时提高混凝土的耐久性。
[0006] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种混凝土增强剂，其组份 包括：丙烯酸类单体聚合而成的有机聚合物I、葡萄糖酸盐II、硫酸盐III、木质素磺酸盐IV 和水。
[0007] 所述有机聚合物I由丙烯酸类单体共聚而成，丙烯酸类单体包括：丙烯酸、甲基丙 烯酸、甲基丙烯酸甲酯。
[0008] 在合成有机聚合物I时，丙烯酸与甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯的用量重量比为 8 : 1-3 : 1。
[0009] 在合成有机聚合物I时，反应体系所用水的重量是两种聚合单体总用量的10-12 倍。
[0010] 在合成有机聚合物I时，聚合反应时间为4-6小时，反应结束后用NaOH调节体系 Ph值为7-9。
[0011] 所述葡萄糖酸盐II为葡萄糖酸钙或葡萄糖酸钠，葡萄糖酸盐II与丙烯酸的重量 比为 0. 1-0. 5。
[0012] 所述硫酸盐III为硫酸钠或硫酸钙，硫酸盐III与丙烯酸的重量比为0.01-0.05。
[0013] 所述木质素磺酸盐IV为木质素磺酸钙或木质素磺酸钠，木质素磺酸盐IV与丙烯 酸的重量比为2-0. 5。
[0014] 一种混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：1)按配比将丙烯酸溶解于水中， 将甲基丙烯酸溶于60°c的热水中，在三口烧瓶中加入水并加入少量的引发剂过硫酸钠 (Na 2S40s)，在搅拌的情况下缓慢地向三口烧瓶中滴加丙烯酸水溶液和甲基丙烯酸水溶液， 在60°C的温度下保持聚合反应4-6小时左右，反应完成后，向体系中加入NaOH调节Ph值为 7-9左右。
[0015] 2)按配比将葡萄酸钙加入到上述反应后的体系，常温搅拌数分钟，使之充分溶解。
[0016] 3)按配比将硫酸钠加入到上述反应后的体系，常温搅拌数分钟，使之充分溶解。
[0017] 4)按配比将葡萄酸盐钙加入到上述反应后的体系，常温搅拌数分钟，使之充分溶 解，得到混凝土增强剂的母液。
[0018] 5)用一定量的水稀释母液，最终制得本发明的可直接使用的成品混凝土增强剂， 稀释水的重量为母液质量的7-10倍。
[0019] 一种混凝土增强剂的使用方法，包括以下步骤：1)检测混凝土的胶凝材料的重量 比含量；
[0020] 2)添加胶凝材料重量的0. 2% -0. 8%的混凝土增强剂，其中添加量以胶凝材料的 0.5%为最优，添加量过少或过多都不能充分体现本发明混凝土增强剂的功效，若添加量过 多，甚至有可能会导致混凝土强度的下降。
[0021] 与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明通过化学手段，将丙烯酸类单体 聚合成具有一定分子量分布的共聚有机聚合物，再通过适当的质量比，将有机聚合物与葡 萄糖酸钙、硫酸钠、木质素磺酸钙及水混合在一起，在室温下搅拌一定的时间，便得到具有 一定浓度的增强剂母液，将此母液与水以一定量的配比稀释，就可得到直接使用的混凝土 增强剂，该发明所生产的混凝土增强剂无毒、无味、无挥发性，是一种绿色化工建筑材料，随 着国家节能、降耗产业政策的落实和深入，本发明的增强剂必将在未来混凝土市场得到广 泛的应用。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明 白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0023] 实施例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温度为60°C的 热水中，在500ml的三口烧瓶中加入100ml的水同时加入0. 05g过硫酸钠（Na2S40s)，搅拌并 升温至60°C，然后同时向三口烧瓶中缓慢滴加丙烯酸溶液和甲基丙烯酸溶液，在60°C下保 温反应5小时，在体系冷却至室温时，向体系加入NaOHO. 5g，使体系的Ph值调节至7. 5,向 体系中加入4. Og葡萄糖酸妈、0. 4g硫酸钠和20.0 g木质素磺酸妈，搅拌8分钟得150. 3g混 凝土增强剂母液。实施例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温度为60°C的 热水中，在500ml的三口烧瓶中加入100ml的水同时加入0. 05g过硫酸钠（Na2S40s)搅拌并 升温至60°C，然后同时向三口烧瓶中缓慢滴加丙烯酸溶液和甲基丙烯酸溶液，在60°C下保 温反应5小时，在体系冷却至室温时，向体系加入NaOHO. 5g，使体系的Ph值调节至7. 5,向 体系中加入4. 0g葡萄糖酸妈、0. 4g硫酸钠和20. 0g木质素磺酸妈，搅拌8分钟得150. 3g混 凝土增强剂母液，取母液30g，加入240g水稀释，得270g成品混凝土增强剂。
[0026] 取适量实施例2的成品混凝土增强剂，按下表混凝土配比做试块实验：
[0027] 15 (L) C30混凝土的试块实验混凝土
[0028]
[0029] 比较样相对于基准样是lm3混凝土减少30kg水泥的实验，实验结果说明，在使用 本发明的成品增强剂的情况下，可适当减少混凝土的水泥用量并能保证原混凝土的设计强 度。
[0030] 取适量实施例2的成品混凝土增强剂，按下表混凝土配比做试块实验：
[0031] 15 (L) C30混凝土的试块实验混凝土
[0032]
[0033]
[0034] 比较样相对于基准样是加了少量本发明混凝土增强剂的实验，实验结果说明，在 使用本发明的成品增强剂的情况下，混凝土的强度得到了较为显著的提高。
[0035] 取适量实施例2的成品混凝土增强剂，按下表混凝土配比做试块实验：
[0036] 15 (L) C30混凝土的试块实验混凝土
[0037]
[0038] 比较样相对于基准样是加了少量本发明混凝土增强剂的实验，实验结果说明，在 使用本发明的成品增强剂的情况下，混凝土的强度得到了较为显著的提高。
[0039] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。
【主权项】
1. 一种混凝土增强剂，其特征在于：其组份包括：丙烯酸类单体聚合而成的有机聚合 物I、葡萄糖酸盐II、硫酸盐III、木质素磺酸盐IV和水。2. 根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于：所述有机聚合物I由丙烯酸类 单体共聚而成，丙烯酸类单体包括：丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯。3. 根据权利要求2所述的混凝土增强剂，其特征在于：在合成有机聚合物I时，丙烯酸 与甲基丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯的用量重量比为8 : 1-3 : 1;在合成有机聚合物I时，反 应体系所用水的重量是两种聚合单体总用量的10-12倍；在合成有机聚合物I时，聚合反应 时间为4-6小时，反应结束后用NaOH调节体系Ph值为7-9。4. 根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于：所述葡萄糖酸盐II为葡萄糖酸 钙或葡萄糖酸钠，葡萄糖酸盐Π 与丙烯酸的重量比为0. 1-0. 5。5. 根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于：所述硫酸盐III为硫酸钠或硫 酸钙，硫酸盐III与丙烯酸的重量比为0. 01-0. 05。6. 根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于：所述木质素磺酸盐IV为木质素 磺酸钙或木质素磺酸钠，木质素磺酸盐IV与丙烯酸的重量比为2-0. 5。7. -种混凝土增强剂的制备方法，包括以下步骤：1)按配比将丙烯酸溶解于水中， 将甲基丙烯酸溶于60°C的热水中，在三口烧瓶中加入水并加入少量的引发剂过硫酸钠 (Na 2S4O8)，在搅拌的情况下缓慢地向三口烧瓶中滴加丙烯酸水溶液和甲基丙烯酸水溶液， 在60°C的温度下保持聚合反应4-6小时，反应完成后，向体系中加入NaOH调节Ph值为 7-9 ； 2) 按配比将葡萄酸钙加入到上述反应后的体系，常温搅拌数分钟，使之充分溶解； 3) 按配比将硫酸钠加入到上述反应后的体系，常温搅拌数分钟，使之充分溶解； 4) 按配比将葡萄酸盐钙加入到上述反应后的体系，常温搅拌数分钟，使之充分溶解，得 到混凝土增强剂的母液； 5) 用一定量的水稀释母液，最终制得本发明的可直接使用的成品混凝土增强剂，稀释 水的重量为母液质量的7-10倍。8. -种混凝土增强剂的使用方法，包括以下步骤：1)检测混凝土的胶凝材料的重量比 含量； 2)添加胶凝材料重量的0. 2% -0. 8%的混凝土增强剂。
【文档编号】C04B24/26GK105884243SQ201410444431
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年9月3日
【发明人】徐会君, 李淳, 鲁祥勇
【申请人】安徽皖科新科技发展有限公司