碱骨料复合抑制剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种碱骨料复合抑制剂及其制备方法，该碱骨料复合抑制剂的制备原料按重量份计包括以下组分：钛酸酯偶联剂0.5

【技术实现步骤摘要】
碱骨料复合抑制剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土建筑材料领域，特别涉及一种碱骨料复合抑制剂，同时本专利技术还涉及一种上述碱骨料复合抑制剂的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，混凝土材料因其优异的性价比已成为全球第一大建材。混凝土材料是由胶凝材料，粗、细骨料和水经过拌合、硬化得到的复合材料。胶凝材料的主要品种为水泥，水泥遇水后发生水化反应，将粗、细骨料粘接在一起。自上世纪70年代国际能源危机以来，水泥工业逐渐由湿法改为干法生产，使水泥含碱量增加。特别是80年代后期，作为利用工业废料和节能措施，将加收高碱窑灰掺入水泥作为先进措施在全国推广，使国产水泥碱含量大大增加，导致其水化过程中孔隙液的PH大于12，呈现较强的碱性。另外，粗集料和细集料虽然有天然和人工之分，但是都来源于岩石材料。岩石种类繁多，有叶腊石、蛇纹岩、伊里石、绿泥石、云母、滑石、高岭石，蛭石，火成岩、变质岩、沉积岩等。其中后面三种岩矿中含有应变石英、活性二氧化硅、微晶石英。在潮湿多水的条件下，硬化混凝土中这些活性组分也发生着缓慢的化学反应。
[0003]碱骨料反应是水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅缓慢反应生成硅酸盐凝胶，硅酸盐凝胶通过长期累积，其产量越来越大，且具有强的吸水性，造成硅酸盐凝胶体积膨胀，从而引发混凝土结构由内向外的膨胀应力，导致混凝土开裂，降低混凝土的力学性能，损害混凝土的耐久性。我国一些机场混凝土跑道已发现碱骨料反应开裂，一些城市公路交通在建成几年后，其潮湿部位开裂取样证实为碱骨料反应。
[0004]目前本领域技术人员试图用阻挡水分来源的方式控制碱骨料反应的发展，但是由于水蒸气无孔不入，因此该方案效果不佳。也有从控制水泥碱含量的方式来抑制混凝土碱骨料反应，但在GB175
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2007《通用硅酸盐水泥》中并未对水泥碱含量进行限制，因此从降低水泥碱含量的方式抑制混凝土碱骨料反应就必须对水泥材料进行定制生产，出于成本、生产效率考虑对许多工程项目来说实施难度较大。还有对骨料进行限定，不使用具有活性的粗、细骨料，对于目前砂、石材料供求日益紧张的形式下，很多工程不仅无法避免地应用到活性骨料，未来甚至还会用到建筑垃圾为原材料。而常见的做法是用掺合料替代部分胶凝材料，如硅灰、粉煤灰等，替代量水泥量20
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30%，这样来降低水泥中碱含量，从应用结果来看对抑制混凝土碱骨料反应有一定的效果，而缺点是掺合料用量大，而效果还有待提升。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种碱骨料复合抑制剂，以抑制混凝土碱骨料反应。
[0006]为达上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种碱骨料复合抑制剂，所述碱骨料复合抑制剂的制备原料按重量份计包括以下组分：钛酸酯偶联剂0.5
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2.0份、聚乙二醇与有机酸的酯化物15
‑
30份、中孔沸石200
‑
260份。
[0007]本专利技术的碱骨料复合抑制剂可用于砂石骨料中含有无定形或结晶性差的二氧化
硅的混凝土中，有利于抑制混凝土后期的碱骨料反应，降低混凝土后期的开裂风险，提升混凝土工程以及建筑的耐久性，降低工程项目的后期维护成本。本专利技术可用于常态混凝土、泵送混凝土以及预制混凝土中，可广泛用于工、民建设工程中。
[0008]进一步的，所述钛酸酯偶联剂包括二（三乙醇胺）钛酸二异丙酯、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯和三醇胺的螯合物、异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯中的至少一种。
[0009]进一步的，所述聚乙二醇与有机酸的酯化物中醇酸的摩尔比为（5
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8）：（12
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18）。
[0010]进一步的，所述聚乙二醇的重均分子量为200
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600。
[0011]进一步的，所述有机酸为甲酸、乙酸和丙酸中的至少一种。
[0012]进一步的，所述中孔沸石包括镁碱沸石、Y型沸石和ZSM
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5沸石中的至少一种。
[0013]本专利技术还提出了一种碱骨料复合抑制剂的制备方法，该方法包括以下步骤：在捏合机中加入中孔沸石，加温至60
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65℃，加入聚乙二醇与有机酸的酯化物，捏合1.0
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1.5小时，然后加入钛酸酯偶联剂，捏合1.5
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2小时，冷却至室温，得到所述碱骨料复合抑制剂。
[0014]进一步的，所述聚乙二醇与有机酸的酯化物的制备方法包括以下步骤：将聚乙二醇、有机酸、催化剂和脱水剂混合均匀，加热升温为60
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65℃，保温。
[0015]进一步的，所述催化剂为磷钨杂多酸、SO
42
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/SiO2‑
TiO2、硫酸铈和硫酸锆中的至少一种。
[0016]进一步的，所述脱水剂为氧化钙和无水硫酸钙中的至少一种。
具体实施方式
[0017]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0018]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。另外，除本实施例特别说明之外，本实施例中所涉及的各术语及工艺依照现有技术中的一般认知及常规方法进行理解即可。
[0019]一种碱骨料复合抑制剂，所述碱骨料复合抑制剂的制备原料按重量份计包括以下组分：钛酸酯偶联剂0.5
‑
2.0份、聚乙二醇与有机酸的酯化物15
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30份、中孔沸石200
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260份。
[0020]本专利技术的碱骨料复合抑制剂由钛酸酯偶联剂、聚乙二醇与有机酸的酯化物和中孔沸石粉组成三种主要成分组成。其中中孔沸石粉可以依靠自身的多孔结构，对钛酸酯偶联剂和聚乙二醇与有机酸的酯化物产生吸附作用，使被吸附的钛酸酯偶联剂和聚乙二醇与有机酸的酯化物在硬化混凝土中体系中缓慢释放出来，发挥长效作用。另外中孔沸石自身能够吸附硬化混凝土中的K+离子和Na+，降低可溶性碱性离子浓度，进而抑制系统中氢氧根电离，从而降低系统的pH值，起到抑制碱骨料反应作用。中孔沸石可以选用包括镁碱沸石、Y型沸石和ZSM
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5沸石中的至少一种。
[0021]钛酸酯偶联剂组分可以对骨料表面的活性二氧化硅进行疏水改性，可降低潮湿环境下水分子对硬化混凝土中的活性二氧硅的润湿作用，从而有利于抑制硬化混凝土中碱性离子与活性二氧化硅反应。钛酸酯偶联剂的长碳链疏水基团，接枝到骨料表面，可以对骨料
表面的活性二氧化硅进行疏水改性，这样骨料表面的二氧化硅就具有疏水的作用，使水分不能在骨料表面附着，降低潮湿环境下水分子对硬化混凝土中的活性二氧硅的润湿作用，碱性物质不能被水电离出氢氧根离子，从而有利于抑制硬化混凝土中碱性离子与活性二氧化硅反应。另外钛酸酯偶联剂含有的钛元素可以提升混凝土的耐久性，适量的二氧化钛有助于改善混凝土的自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱骨料复合抑制剂，其特征在于：所述碱骨料复合抑制剂的制备原料按重量份计包括以下组分：钛酸酯偶联剂0.5
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2.0份、聚乙二醇与有机酸的酯化物15
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30份、中孔沸石200
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260份。2.根据权利要求1所述的碱骨料复合抑制剂，其特征在于：所述钛酸酯偶联剂包括二（三乙醇胺）钛酸二异丙酯、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯和三醇胺的螯合物、异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的碱骨料复合抑制剂，其特征在于：所述聚乙二醇与有机酸的酯化物中醇酸的摩尔比为（5
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8）：（12
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18）。4.根据权利要求1所述的碱骨料复合抑制剂，其特征在于：所述聚乙二醇的重均分子量为200
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600。5.根据权利要求1所述的碱骨料复合抑制剂，其特征在于：所述有机酸为甲酸、乙酸和丙酸中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的碱骨料复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪涛，黄玉美，赵发香，杨晓锋，王进春，王龙，王龙飞，刘江涛，董树强，刘松光，袁海军，
申请(专利权)人：四川砼道科技有限公司，
类型：发明
国别省市：