一种高性能混凝土外加剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于混凝土技术领域，具体公开了一种高性能混凝土外加剂及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种高性能混凝土外加剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于混凝土
，具体涉及一种高性能混凝土外加剂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程的重要材料，其组成主要包括水泥
、
粗细骨料
、
混凝土外加剂和水
。
混凝土外加剂作为现代混凝土技术的重要组成部分，发挥着关键的作用
。
这些外加剂是精确调配的化学或物理添加剂，它们的引入不仅可以改变混凝土的性质，还可以满足不同工程需求
。
[0003]减水剂和增强剂是两个备受关注的外加剂类型
。
其中，减水剂的主要功能是降低混凝土中所需的水量，同时保持混凝土的工作性，不仅有助于提高混凝土的强度和耐久性，还能够有效地降低混凝土中水泥的使用量，从而降低施工成本
。
减水剂通常包括聚羧酸性阴离子表面活性剂，如木质素磺酸盐和萘磺酸盐甲醛聚合物等
。
增强剂则用于提高混凝土的早期强度，增强剂的种类多样，包括无机物和有机物，常见的如氯化物
、
硫酸盐
、
尿素
、
三乙醇胺和甲钙素等，可以加速水泥的水化过程，有助于混凝土更快地达到设计强度
。
单个外加剂独立添加时可以发挥对应的单一功能，当搭配使用时，可能会因为凝结机理等相关作用机理不同而带来相互抑制的未知负面影响
。
因此，提供一种各组分之间可以很好的发挥协同作用的混凝土外加剂十分必要
。
[0004]中国专利
CN110498630A
公开了一种混凝土复合外加剂及其制备方法和混凝土，所述混凝土复合外加剂包含以下原料组成：减水剂
、
膨胀剂
、
硅灰
、
粉煤灰
、
钢渣
、
磨细矿渣，所述减水剂为聚羧酸减水剂，所述膨胀剂为轻烧氧化镁膨胀剂；该专利的复合外加剂中掺入钢渣提高了混凝土的强度，增加了混凝土的抗裂性，但是直接采用市售聚羧酸减水剂对砂
、
石的含泥量较敏感，当含泥量较大时流动性降低，会导致减水性能和保坍性能明显下降
。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种高性能混凝土外加剂，以特定方法制备的复合聚羧酸减水剂
、
抗裂增强剂与微硅粉三种组分进行复配组成混凝土外加剂，相互之间协同作用，不仅可以提高减水性能并改善混凝土的和易性，还能够减少混凝土出现开裂，提高混凝土的保坍性能和耐久性
。
本专利技术还提供了上述高性能混凝土外加剂的制备方法
。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种高性能混凝土外加剂，由复合聚羧酸减水剂
、
抗裂增强剂与微硅粉按照重量比3‑
6:1
‑
3:1
组成
。
[0008]本专利技术的复合聚羧酸减水剂分子结构中含有丰富的羟基
、
醚键等亲水基团，可以通过氢键作用和水分子结合，在水泥颗粒表面形成一层具有润滑作用的水膜，有效降低水泥颗粒之间的阻力，提高混凝土的流动性，从而改善抗裂增强剂
、
微硅粉与混凝土基料的分散性
。
此外，这层表面形成的水膜与抗裂增强剂接触后还能帮助促进其表面形成粘性凝胶
结构，增强混凝土基料与抗裂增强剂
、
微硅粉之间的粘聚性，提高混凝土的耐久性和抗开裂性
。
[0009]本专利技术优选羟乙基
‑
β
‑
环糊精作为原料分别制备了复合聚羧酸减水剂和抗裂增强剂
。
这是因为，羟乙基
‑
β
‑
环糊精具有环状空腔结构，其空腔表面含有丰富的亲水基团，而空腔内可以包含一部分自由水，随着混凝土浆体水化过程的进行，空腔内包含的自由水逐步释放，有助于提高浆体的流动性，还可以避免前期水分过多引发泌水现象，使浆体保持均匀
。
[0010]优选的，所述复合聚羧酸减水剂的制备方法为：
[0011]将8‑
12
重量份羟乙基
‑
β
‑
环糊精溶于
100
‑
150
重量份
0.01
‑
0.03M
氢氧化钠水溶液中，然后加入
0.2
‑
0.5
重量份过氧化二苯甲酰，在
50
‑
60℃
下反应
20
‑
50min
；再加入
10
‑
15
重量份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，在
70
‑
80℃
反应
90
‑
120min
；反应结束后将
pH
调至中性，用丙酮沉淀，过滤，干燥，得到改性单体；
[0012]将8‑
12
重量份异戊烯醇聚氧乙烯醚
、0.1
‑
0.2
重量份过硫酸铵与
30
‑
50
重量份水混合，在
50
‑
70℃
下搅拌
20
‑
50min
，然后加入3‑5重量份改性单体
、1
‑3重量份甲基丙烯酸
、0.5
‑
1.5
重量份衣康酸与
0.3
‑
0.6
重量份3‑
巯基丙酸，在
60
‑
80℃
反应
130
‑
160min
，反应结束后将
pH
调至中性，加入丙酮进行沉淀，过滤，干燥，研磨，得到复合聚羧酸减水剂，平均粒径为
100
‑
150
μ
m。
[0013]传统的聚羧酸减水剂对砂
、
石的含泥量较敏感，而且对水泥存在适应性，当含泥量较大时流动性降低，其减水性能和保坍性能明显下降
。
鉴于此，本专利技术采用的复合聚羧酸减水剂引入了改性单体，所述改性单体由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与羟乙基
‑
β
‑
环糊精通过接枝反应制得，季铵根的加入增加了环糊精空腔表面的阳离子含量，能够与带负电的黏土颗粒的层间和表面产生静电吸附作用，有利于水化过程中减水剂分子中的环糊精结构吸附在粘土层间，防止减水剂分子的其它侧链进入黏土层间，有效减弱减水剂分子与黏土层间的穿插作用，使减水剂保持优异的保坍性能和减水性能
。
[0014]优选的，所述抗裂增强剂的制备方法为：
[0015]将5‑8重量份羟乙基
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高性能混凝土外加剂，其特征在于，由复合聚羧酸减水剂
、
抗裂增强剂与微硅粉按照重量比3‑
6:1
‑
3:1
组成；所述复合聚羧酸减水剂采用异戊烯醇聚氧乙烯醚
、
改性单体
、
甲基丙烯酸与衣康酸反应制得；所述抗裂增强剂采用羟乙基
‑
β
‑
环糊精
、
二乙烯基砜与石蜡反应制得
。2.
如权利要求1所述的高性能混凝土外加剂，其特征在于，所述复合聚羧酸减水剂的制备方法为：将8‑
12
重量份异戊烯醇聚氧乙烯醚
、0.1
‑
0.2
重量份过硫酸铵与
30
‑
50
重量份水混合，加热搅拌，然后加入3‑5重量份改性单体
、1
‑3重量份甲基丙烯酸
、0.5
‑
1.5
重量份衣康酸与
0.3
‑
0.6
重量份3‑
巯基丙酸，升温反应，结束后将
pH
调至中性，沉淀，过滤，干燥，研磨，得到复合聚羧酸减水剂
。3.
如权利要求1或2所述的高性能混凝土外加剂，其特征在于，所述改性单体的制备方法为：将8‑
12
重量份羟乙基
‑
β
‑
环糊精溶于
100
‑
150
重量份氢氧化钠水溶液中，然后加入
0.2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚俊杰，金进，武金峰，
申请(专利权)人：杭州仓前钱潮商品混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：