CN103539381A - 一种豆石混凝土用外加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及可用于豆石混凝土用的外加剂，其特征在于所述外加剂以式I化合物表示。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程材料，具体涉及一种豆石混凝土外加剂。
背景技术
混凝土是指由胶结料(有机的、无机的或有机无机复合的)、颗粒状集料、水以及需要加入的化学外加剂和矿物掺合料按适当比例拌制而成的混合料，或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料(普通是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人工石材)。混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。混凝土是一种充满生命力的建筑材料。随着混凝土组成材料的不断发展，人们对材料复合技术认识不断提高。对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度，而是在立足强度的基础上，更加注重混凝土的耐久性、变形性能等综合指标的平衡和协调。混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。同时，建筑设备水平的提升，新型施工工艺的不断涌现和推广，使混凝土技术适应了不同的设计、施工和使用要求，发展很快。
混凝土并不是一种孤立存在的单一材料。它离不开混凝土用原材料的发展，离不开混凝土的工程应用对象的发展变化。应该从土木工程大学科的角度来认真对待混凝土。混凝土配合比设计也是这样，首先要分析工程项目的结构、构件特点、设计要求，预估可能出现的不利情况和风险，立足当地原材料.然后采用科学、合理、可行的技术线路、技术手段。配制出满足设计要求、施工工艺要求和使用要求的优质混凝土
1)无机胶凝材料混凝土，无机胶凝材料混凝土包括石灰硅质胶凝材料混醛土(如硅酸盐混凝土)、硅酸盐水泥系混凝土(如硅酸盐水泥、普通水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥、火山灰质水泥、早强水泥混凝土等).钙铝水泥系混凝土(如高铝水泥、纯铝酸盐水泥、喷射水泥，超速硬水泥混凝土等)、石膏混凝土、镁质水泥混凝土、硫磺混凝土、水玻璃氟硅酸钠混凝土、金属混凝土(用金属代替水泥作胶结材料)等。
2)有机胶凝材料混凝土。有机臃龊材料混凝土主要有沥青混凝土和聚合物水泥混凝土、树脂混凝土、聚合物浸渍混凝土等。此外，无机与有机复合的胶体材料混凝土，还可以分聚合物水泥混凝上和聚合物辑靛混凝土。
混凝土按照表观密度的大小可分为：重混凝土、普通混凝土、轻质混凝土。这三种混凝土不同之处就是骨料的不同。
重混凝土是表观密度大于2500公斤／立方米，用特别密实和特别重的集料制成的。如重晶石混凝土、钢屑混凝土等，它们具有不透x射线和γ射线的性能；常由重晶石和铁矿石配制而成。
普通混凝土即是我们在建筑中常用的混凝土，表观密度为1950～2500Kg／立方米，主要以砂、石子为主要集料配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种。
轻质混凝土是表观密度小于1950公斤／立方米的混凝土。它又可以分为三类：
1.轻集料混凝土，其表观密度在800～1950公斤／立方米，轻集料包括浮石、火山渣、陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣、矿渣等。
2.多空混凝土(泡沫混凝土、加气混凝土)，其表观密度是300～1000公斤／立方米。泡沫混凝土是由水泥浆或水泥砂浆与稳定的泡沫制成的。加气混凝土是由水泥、水与发气剂制成的。
3.大孔混凝土(普通大孔混凝土、轻骨料大孔混凝土)，其组成中无细集料。普通大孔混凝土的表观密度范围为1500～1900公斤／立方米，是用碎石、软石、重矿渣作集料配制的。轻骨料大孔混凝土的表观密度为500～1500公斤／立方米，是用陶粒、浮石、碎砖、矿渣等作为集料配制的。
按定额可分为：
1.普通混凝土。普通混凝土分为：普通半干硬性混凝土，普通泵送混凝土和水下灌注混凝土，他们每个又分为：碎石混凝土和卵石混凝土；
2.抗冻混凝土。抗冻混凝土分为：抗冻半干硬性混凝土，抗冻泵送混凝土，他们每个又分为：碎石混凝土和卵石混凝土。
按照使用功能有可分为结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。
按照施工工艺可分为离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有：素(即无筋)混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。
按拌合物可分为干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、流态混凝土等。
按掺和料可分为粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、矿渣混凝土、纤维混凝土等。
另外，混凝土还可按抗压强度分为：低强混凝土(抗压强度小于30MPa)、中强度混凝土(抗压强度30-60Mpa)和高强度混凝土(抗压强度大于等于60MPa)；按每立方米水泥用量又可分为：贫混凝土(水泥用量不超过170kg)和富混凝土(水泥用量不小于230kg)等。
豆石混凝土和细石混凝土都是混凝土。所谓的豆石，材质是没有尖锐棱角的，表面比较光滑，一般在有埋管的时候用，比如地暖或者电缆沟。豆石混凝土所含的石子比较小，形状像豆子。俗称瓜子片。豆石是水洗石的一种，但是水洗石的种类很多。细石的骨料粗细不均匀，豆石混凝土的骨料比较均匀，所以混凝土的密实度较高，卫生间防水较好。豆石混凝土主要用于构造柱、圈梁、塑料管线周围等部位，细石混凝土容易破坏管子。
目前，随着大型工程的增多，在水利工程、水运工程现浇大体积混凝土也越来越常见。在现浇大体积混凝土施工中常常出现以下问题：
1.由于混凝土凝结时间与施工速度控制的不严格，使得现浇混凝土层与层之间出现冷缝，降低了层与层之间的粘结力，特别是对于有保水功能的混凝土建筑物，使得层与层之间漏水严重，丧失了建筑物保水功能；如广西岩滩水电站主厂房4号机因凝结时间与施工速度不协调出现的冷缝，在后期处理时花费了大量的人力和物力，且影响了电站的正常运行；另外，福建水口电厂4号发电机层的现浇板梁，在验收中也发现裂缝，后经设计、监理、大连理工大学三家鉴定为冷缝，由施工处理不当所置，在后期处理中也是引起了诸多麻烦。
2.大体积混凝土浇筑时，混凝土中的胶凝材料水化迅速，胶凝材料产生的水化热较为集中，因水化热使大体积混凝土的内部温度较高，而外部温度较低，内外温差过大，将引起大体积混凝土温度裂缝开裂风险的增加；在水运工程中，因对现浇大体积混凝土温度裂缝处理不当引起开裂现象也不少见，如京杭运河山东段台儿庄、万年闸2座大型船闸，在廊道、闸室墙坡脚处、部份底板处出现温度裂缝，有的裂缝还贯通漏水，在事后进行原因总结时，认为温度裂缝成因主要是由于降温措施没处理好，而降温措施中就包括没有加入缓凝剂避开各层水化热高峰。
3.在大体积混凝土浇筑过程时，为了降低胶凝材料的水化热，胶凝材料中一般都掺入大量的粉煤灰，如三峡大坝坝体中粉煤灰的掺量最高达35％，小湾拱坝中粉煤灰最高掺量达50％，粉煤灰的活性较水泥低许多，致使混凝土早期强度发展较慢，拆模时间较长，影响施工速度和模板利用效率，增加工程成本。
目前解决这些问题的方法主要有以下几种：
1.在工程现场，减水剂、缓凝剂单掺在混凝土中，这种方法是目前大体积混凝土浇筑过程中工地上最普遍的使用方法，但这种单掺的方法缺点是增加了浇筑的工作量，且缓凝剂的掺量特别低，加入量容易出错，造成工程质量问题。
2.在大体积混凝土浇筑过程中，也有缓凝减水剂复合的外加剂，这种外加剂复掺仍然不能解决早期强度较低，影响后期施工速度这一问题。
3.为了提高混凝土早期强度，有些工程在混凝土中掺入了早强剂，而有些早强剂虽然能提高混凝土早期强度，但后期强度出现倒缩现象，给工程安全带来隐患。
4.在水利工程和水运工程大体积混凝土浇筑过程中，还未发现有减水剂、早强剂、缓凝剂复合的外加剂在大体积混凝土中使用。
因此，针对目前水利工程和水运工程中现浇大体积混凝土还存在的诸多问题，以及针对这些问题的解决措施的不足，在提高现浇大体积混凝土施工质量方面，还有许多工作要做。
发明内容
本发明提供了一种可用作豆石混凝土外加剂的化合物，其特征在于以式I表示
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。实施例中用到的所有原料和溶剂均购自Sigma Biochemical and Organic Compounds for Research andDiagnostic Clinical Reagents公司。
(1)将对甲磺酰胺基苯胺0.01mol，3-氧庚酸甲酯0.011mol溶入无水二氧六环50ml中，氮气保护，加入甲醇钠40mg，搅拌反应1小时，反应完毕。加入冰乙酸，中和，蒸除二氧六环，向残留物，加入甲基叔丁基醚50ml，水50ml振摇，分除水相，有机相再用水50ml洗涤，无水硫酸镁干燥。过滤，滤除硫酸镁，滴液减压浓缩至干，得粗产品，不经纯化直接用于下一步。
(2)将步骤(1)的产物1.0g溶入二氧六环30ml中，加入浓盐酸25ml，回流1小时，反应完毕。稍冷，减压浓缩，除去二氧六环，有固体析出，抽滤，滤出固体，水洗，烘干，得粗产品，不经纯化直接用于下一步。
(3)将步骤(2)的产物0.01mol与3N氢氧化钠40ml一起混合，搅拌，加热回流，直到固体溶解。冷却，滴加浓盐酸12ml，有固体析出，抽滤，滤出固体，水洗，烘干，得式I化合物。
1H NMR(400MHz，CD3OD)：0.98(T，3H，CH3)，1.42(m，2H，CH2)，1.77(m，2H，CH2)，2.94(S，3H，CH3)，3.21(T，2H，CH2)，7.25(m，1H，6-CH)，7.45(m，1H，7-CH)，7.89(d，1H，4-CH).
依据《混凝土外加剂》(GB8076-2008)和《水工混凝土外加剂技术规程》(DL／T5100-1999)对本发明书中所述外加剂进行性能测试，当外加剂量为6重量％时，减水率为21％，初凝290分钟，终凝580分钟，7天时的抗压强度比为182％，28天时的抗压强度比为168％，含气量为1.8％。
Claims (2)
1.一种豆石混凝土用外加剂，其特征在于如式I所示：
2.权利要求1所述的化合物在制备混凝土方面的应用。
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