一种水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂的制备和应用，所述水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂由膦酸基分散剂为模板，磨细硅酸盐水泥熟料为成核物质所组成。通过分散剂中多膦酸基作为水化C

【技术实现步骤摘要】
S-H的锚固基团，聚乙二醇单甲醚(MPEG)提供空间位阻效应，从而起到稳定分散C-S-H晶核的目的。同时膦酸基分散剂分子量低，较聚合物分散剂具有更小的位阻，在水溶液中能够更快地吸附到C-S-H表面，有效控制悬浮液中晶核粒径。
[0009]优选地，所述磨细硅酸盐水泥熟料主要成分为硅酸钙晶体，粒径分布范围在400nm～900nm。
[0010]硅酸盐水泥熟料在水溶液中快速水化形成纳米级水化硅酸钙晶核，并与加入的膦酸基分散剂形成稳定悬浮液，该晶核具有显著的促进水泥水化，提高混凝土早期强度的作用。
[0011]本专利技术提供了上述膦酸基分散剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：将植酸(PA)和聚乙二醇单甲醚(MPEG)在绝氧条件下于105～120℃进行酯化5～8小时。
[0012]优选地，所述植酸和聚乙二醇单甲醚(MPEG)的摩尔比为1：(1～3)。
[0013]优选地，所述聚乙二醇单甲醚(MPEG)分子量为600～2000。
[0014]优选地，所述聚乙二醇单甲醚(MPEG)分子量为600、750、1000、2000中的一种。
[0015]本专利技术还提供了上述水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016](1)以计量的膦酸基分散剂作为底物，加水调节底物中的膦酸基分散剂的含固量为25％～40％；用碱调节pH为8～10；
[0017](2)在低温条件下，采用筛漏方式，于3～5小时内缓缓加入粒径为400nm～900nm的硅酸盐水泥熟料，搅拌速率为800～1000r/min，熟料加入完毕后继续搅拌2～10小时，得到水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂。
[0018]优选地，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、三乙胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。
[0019]优选地，所述低温条件为5～10℃。
[0020]本专利技术还提供了一种上述水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂在改善预制构件混凝土早期强度和凝结时间方面的应用。
[0021]本专利技术还提供一种混凝土，所述混凝土包括上述任一所述水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂，如上述任一所述水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂占所述混凝土的重量比为0.1％～0.8％。
[0022]本专利技术的有益效果为：通过植酸与聚乙二醇单甲醚(MPEG)的结合制备分散剂，以多磷酸基作为水泥熟料水化C-S-H的锚固基团，聚乙二醇单甲醚(MPEG)提供空间位阻效应，从而起到稳定分散C-S-H晶核的目的。同时膦酸基分散剂分子量低，较聚合物分散剂具有更小的位阻，在水溶液中能够更快地吸附到C-S-H表面，有效控制悬浮液中晶核粒径(30～120nm)。使单位体积晶核数量更多。该晶核悬浮液能显著促进水泥水化作用，快速提高混凝土早期强度，同时能有效缩短混凝土初、终凝时间，自然条件下6～8小时内即满足预制构件的拆模强度要求，大大缩短模具周转周期。是一种低成本、性能优良的混凝土早强剂。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例中所用膦酸基分散剂的酯化反应流程图。
具体实施方式
[0024]为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0025]实施例1
[0026]本实施例的膦酸基分散剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0027]向装有温度计的四口烧瓶中加入摩尔比为1：2的植酸和聚乙二醇单甲醚(MPEG2000)，开启搅拌，氮吹条件下115℃进行酯化6小时，得到膦酸基分散。
[0028]本实施例水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0029](1)在反应瓶中加入计量的本实施例制备的膦酸基分散剂作为底物，加水调节底物中的膦酸基分散剂的含固量为25％，用碱调节pH为9；
[0030](2)在6℃条件下，采用筛漏方式，于3小时内缓缓加入粒径分布范围在400nm～900nm的硅酸盐水泥熟料，搅拌速率为1000r/min，熟料加入完毕后继续搅拌5小时，得到水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂，硅酸盐水泥熟料和膦酸基分散剂的重量比为25：15。
[0031]实施例2
[0032]本实施例的膦酸基分散剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0033]向装有温度计的四口烧瓶中加入摩尔比为1：3的植酸和聚乙二醇单甲醚(MPEG1000)，开启搅拌，氮吹条件下115℃进行酯化6小时，得到膦酸基分散。
[0034]本实施例水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0035](1)在反应瓶中加入计量的本实施例制备的膦酸基分散剂作为底物，加水调节底物中的膦酸基分散剂的含固量为25％，用碱调节pH为9；
[0036](2)在6℃条件下，采用筛漏方式，于3小时内缓缓加入粒径分布范围在400nm～900nm的硅酸盐水泥熟料，搅拌速率为1000r/min，熟料加入完毕后继续搅拌5小时，得到水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂，硅酸盐水泥熟料和膦酸基分散剂的重量比为25：15。
[0037]为了研究本专利技术水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂的早强效果，测定了混凝土抗压强度，设置实验组1～2和对照组1～2，其中实验组1～2为本专利技术实施例1～2水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂的混凝土抗压强度，对照组1为空白对照组，对照组2为早强聚羧酸减水剂的混凝土抗压强度；具体实验过程如下：
[0038]表1混凝土实验配方
[0039][0040][0041]表2混凝土初、终凝时间及抗压强度(室外自然养护)
[0042][0043][0044]从表1和表2可知，混凝土中掺入水泥熟料水化悬浮液后，能有效缩短混凝土初、终凝时间。在室外自然养护条件下，6h抗压强度大于预制构件拆模强度15MPa，可以实现预制构件自然养护免蒸养工艺，节约成本，降低能耗。
[0045]最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对本专利技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的实质和范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂，其特征在于，包含以下重量份的成分：硅酸盐水泥熟料10～25份和膦酸基分散剂10～45份，所述膦酸基分散剂的结构式如式(Ⅰ)所示：2.根据权利要求1所述的水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂，其特征在于，所述硅酸盐水泥熟料的主要成分为硅酸钙晶体，粒径分布范围在400nm～900nm。3.根据权利要求1所述的水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂，其特征在于，所述膦酸基分散剂的制备方法包括以下步骤：将植酸和聚乙二醇单甲醚(MPEG)在绝氧条件下于105～120℃进行酯化5～8小时。4.根据权利要求3所述水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂，其特征在于，所述植酸和聚乙二醇单甲醚(MPEG)的摩尔比为1：(1～3)。5.根据权利要求3所述水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂，其特征在于，聚乙二醇单甲醚(MPEG)分子量为600～2000。6.根据权利要求1所述水泥熟料水化悬浮液混凝土早强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子儒，张小富，白淑英，赵利华，李宁，刘虎，
申请(专利权)人：河北红墙新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：