【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，具体涉及一种改性组分及其作为混凝土碳化改性剂的应用。
技术介绍
1、基础建设的快速推动了混凝土需求量的逐年增长，水泥作为混凝土最重要的组成成分之一，其需求量随之增长。一方面，随着2021年全国大规模限电，水泥行业限产，水泥价格受供需关系影响持续走高；另一方面，随着环保治理力度的增大，混凝土用骨料品质逐年降低，为保障强度，单方混凝土中水泥用量增加，直接导致混凝土生产成本的增加及混凝土结构被碳化的风险增加，造成混凝土基体碱性降低，耐久性衰弱，严重时直接危害混凝土结构的服役安全性。
2、专利cn201810397023.9公开了一种防止混凝土碳化的憎水强浸层保护结构，该专利提供的一种浸渍剂涂料通过涂抹至混凝土结构表面，形成防碳化憎水保护结构层，以达到抗碳化的作用。
3、专利202110944086.3公开了一种混凝土防碳化抑制剂及其制备方法，涉及混凝土表面防护
所述防碳化抑制剂包括成膜剂、成膜促进剂、co2吸收剂、封孔剂和渗透剂；其中成膜剂是氟硅酸镁、氟硅酸钠和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；成膜促进剂是硅酸锂、硅酸钠及硅酸钾中的一种或几种；co2吸收剂为碳酸钾、碳酸钠、三乙醇胺和2,2-二羟基二乙胺中的一种或几种；封孔剂为改性硅溶胶；渗透剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六醇聚氧乙烯醚二甲基辛烷基氯化铵和十八烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。该混凝土防碳化抑制剂原料易得、制备工艺简单，既可以将co2物理隔离，又可以吸收扩散至混凝土表面的co2，实现了混凝土碳
4、专利cn201810397023.9和专利202110944086.3中所涉及的涂层不仅增加了混凝土的施工及维护成本，同时涂层在自然环境下个存在使用寿命，不能满足长寿命要求下的混凝土抗碳化性能保障。
5、专利201811000732.5公开了一种早强型聚羧酸减水剂及其制备方法，该减水剂是不饱和聚醚、不饱和羧酸、含醇胺基团的不饱和酯以及不饱和含酰胺基团的化合物在氧化还原体系中和链转移剂作用下通过自由基聚合反应制得的，制备过程无需热源，绿色环保。所得减水剂采取具有长侧链的不饱和聚醚，对水泥及混凝土构件的早期强度有一定的增强作用；选择含醇胺基团的不饱和酯及不饱和含酰胺基团的化合物为不饱和早强单体，其中的醇胺基团和酰胺基团会促进c3a水化，生成钙矾石，加快进入水泥水化加速期，缩短水泥凝结时间，从而提高早期强度，提高水泥及混凝土构件的生产效率。同时，减水剂分子中的羧酸基团和酯基会使其具有良好的分散性以及分散保持性。通过将在减水剂结构中接枝早强作用的官能团，且早强作用官能团含量仅占据减水剂分子链很少一部分，其在应用中早强官能团作用效果易受减水剂强空间位阻影响。。
技术实现思路
1、为了解决现有的技术中仅对混凝土起到改善工作性和强度，及通过外涂保护层的方式提高混凝土抗碳化性能，存在单一性，同时存在成本高昂，施工不便捷的问题，本专利技术提供了一种改性组分及作为混凝土碳化改性剂的应用，该改性组分在应用中，具有节约水泥用量，改善混凝土工作性及抗碳化性能的作用，同时制备便捷，无异味，环境友好，成本低廉的优点；为了避免功能性组分发挥作用受影响，在分子结构上将功能组分作为长支链，避免了空间位阻的负面影响，保障了功能组分的发挥，此外，功能组分在整个主链中占据主导地位，可以有效保障其增强和碳化抑制作用的发挥，同时分子量不足减水剂分子量的百分之一，可以实现在水泥基材材料中的快分散，对提高混凝土抗碳化性能、保障混凝土服役性能具有重要意义。
2、一种改性组分，上述改性组分由不饱和醇胺和不饱和羧酸i缩合反应得到；上述不饱和醇胺结构如下式(1)所示：
3、其中，m为3～10的整数，n为3～10的整数；r1、r2和r3相互独立的为h、ch3、ch2ch2oh或ch2ch(oh)ch3；上述不饱和醇胺和不饱和羧酸i的摩尔比为1:(0.2～0.6)。
4、上述不饱和羧酸i为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、富马酸中的至少一种。
5、上述缩合反应过程中使用引发剂和链转移剂，上述引发剂为偶氮二异丁腈、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二特丁基中的至少一种；上述链转移剂为3-巯基丙酸、巯基乙酸、十二硫醇、异丙醇中的至少一种。
6、上述缩合反应温度为50℃～90℃，反应时间为8h～14h；上述缩合反应后处理过程需使用ph调节剂调节ph至7～9；上述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
7、上述不饱和醇胺由不饱和羧酸ii和醇胺类化合物通过酯化反应得到。
8、上述不饱和羧酸ii为9-十八碳烯酸、7-十六碳烯酸、4-二十碳烯酸、5-十二碳烯酸中的至少一种；上述醇胺类化合物为二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、n-甲基二乙醇胺中的至少一种，其中不饱和羧酸ii和醇胺类化合物摩尔比为1：(0.5～1.2)。
9、上述酯化反应过程中使用催化剂，上述催化剂为对甲苯磺酸、钛酸四丁酯、浓硫酸、浓盐酸中的任一种；上述酯化反应温度为110℃～180℃，反应时间为4h～8h。
10、一种混凝土碳化改性剂，包括下述按质量百分数混合的各组分：
11、
12、上述消泡组分为磷酸三丁酯、二异丁基甲醇、聚二甲基硅氧烷、羧酸-n-烷基酰胺中的至少一种；上述调凝组分为葡萄糖、葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、蔗糖中的至少一种；上述增稠组分为羟丙基纤维素、羧甲基纤维素醚、甲基纤维素醚、羟乙基纤维素中的至少一种。
13、一种混凝土碳化改性剂的制备方法，将改性组分、消泡组分、缓凝组分、增稠组分、水按比例计量后，投入反应釜中，常温混合搅拌30min即可得到混凝土碳化改性剂。
14、上述混凝土碳化改性剂应用于水泥基材料中，且其折固掺量为胶凝材料用量的0.1％～0.5％。
15、本专利技术相比现有技术具有以下优点：
16、1、本专利技术的混凝土碳化改性剂是通过将功能性单体与不饱和羧酸通过缩合反应制备而成，结构中引入的功能性组分作为长支链伸展在浆体孔隙溶液中，提供空间位阻，改善水泥颗粒的分散，实现混凝土流动性改善；此外，伸展在孔隙液中功能性组分的分子结构中引入了醇胺结构的功能性官能团，可以吸附中和环境中通过溶解、传输进入混凝土的co2，降低水化产物氢氧化钙被中和的几率，保障混凝土体系的碱度，提升制混凝土在高二氧化碳环境下的抗碳化性能；羧基吸附于水泥颗粒表面，赋予水泥颗粒电性能，使得水泥颗粒之间因带有同电荷而相互排斥，改善水泥颗粒的分散性能，提供一定的减水功效。
17、2、本专利技术的混凝土碳化改性剂利用缩合反应制备具有特殊官能团的有机物分子作为改性组分，其掺入混凝土之后一方面部分支链发生水解，水解后的带有醇胺结构的分子分散在孔溶液中，加快了水泥矿物组分溶解及水化进程，起到提高混凝土强度的作用；另一方面未发生水解的支链则吸附中和溶解于孔溶液中的co2，起到抑制混凝土表面碳化，改本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性组分，其特征在于：所述改性组分由不饱和醇胺和不饱和羧酸I缩合反应得到；
2.根据权利要求1所述的一种改性组分，其特征在于：所述不饱和醇胺由不饱和羧酸II和醇胺类化合物通过酯化反应得到；所述不饱和羧酸II为9-十八碳烯酸、7-十六碳烯酸、4-二十碳烯酸、5-十二碳烯酸中的至少一种；所述醇胺类化合物为二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺中的至少一种，其中不饱和羧酸II和醇胺类化合物摩尔比为1：
3.根据权利要求2所述的一种改性组分，其特征在于：所述酯化反应过程中使用催化剂，所述催化剂为对甲苯磺酸、钛酸四丁酯、浓硫酸、浓盐酸中的任一种；所述酯化反应温度为110℃～180℃，反应时间为4h～8h。
4.权利要求1-3任一项所述的一种改性组分的制备方法，其特征在于：所述改性组分由不饱和醇胺和不饱和羧酸I在引发剂和链转移剂作用下，50℃～90℃条件下反应8h～14h缩合反应得到，后加入pH调节剂调节pH至7～9制备而成。
5.根据权利要求4所述的一种改性组分的制备方法，其特征在于：所述缩合反应过程中使用
6.根据权利要求4所述的一种改性组分的制备方法，其特征在于：所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
7.一种混凝土碳化改性剂，其特征在于，包括下述按质量百分数混合的各组分：
8.根据权利要求7所述的一种混凝土碳化改性剂，其特征在于：所述消泡组分为磷酸三丁酯、二异丁基甲醇、聚二甲基硅氧烷、羧酸-N-烷基酰胺中的至少一种；所述调凝组分为葡萄糖、葡萄糖酸钠、木质素磺酸钠、蔗糖中的至少一种；所述增稠组分为羟丙基纤维素、羧甲基纤维素醚、甲基纤维素醚、羟乙基纤维素中的至少一种。
9.权利要求7-8任一项所述的一种混凝土碳化改性剂的制备方法，其特征在于：将改性组分、消泡组分、缓凝组分、增稠组分、水按比例计量后，投入反应釜中，常温混合搅拌90min即可得到混凝土碳化改性剂。
10.权利要求7-8任一项所述的一种混凝土碳化改性剂的应用，其特征在于：所述混凝土碳化改性剂应用于水泥基材料中，且其折固掺量为胶凝材料用量的0.1％～0.5％。
...【技术特征摘要】
1.一种改性组分，其特征在于：所述改性组分由不饱和醇胺和不饱和羧酸i缩合反应得到；
2.根据权利要求1所述的一种改性组分，其特征在于：所述不饱和醇胺由不饱和羧酸ii和醇胺类化合物通过酯化反应得到；所述不饱和羧酸ii为9-十八碳烯酸、7-十六碳烯酸、4-二十碳烯酸、5-十二碳烯酸中的至少一种；所述醇胺类化合物为二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、n-甲基二乙醇胺中的至少一种，其中不饱和羧酸ii和醇胺类化合物摩尔比为1：
3.根据权利要求2所述的一种改性组分，其特征在于：所述酯化反应过程中使用催化剂，所述催化剂为对甲苯磺酸、钛酸四丁酯、浓硫酸、浓盐酸中的任一种；所述酯化反应温度为110℃～180℃，反应时间为4h～8h。
4.权利要求1-3任一项所述的一种改性组分的制备方法，其特征在于：所述改性组分由不饱和醇胺和不饱和羧酸i在引发剂和链转移剂作用下，50℃～90℃条件下反应8h～14h缩合反应得到，后加入ph调节剂调节ph至7～9制备而成。
5.根据权利要求4所述的一种改性组分的制备方法，其特征在于：所述缩合反应过程中使用引发剂和链转移剂，所述引发剂为偶氮二异...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，蔡景顺，穆松，张浩，郭政，刘光严，周莹，王涛，
申请(专利权)人：江苏省建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。