CN104098288A - 一种混凝土水化热抑制材料 - Google Patents
一种混凝土水化热抑制材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104098288A CN104098288A CN201310656777.9A CN201310656777A CN104098288A CN 104098288 A CN104098288 A CN 104098288A CN 201310656777 A CN201310656777 A CN 201310656777A CN 104098288 A CN104098288 A CN 104098288A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydration heat
- concrete
- prepared
- dextrin
- suppresses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明属于建筑材料混凝土外加剂技术领域，特别是涉及一种混凝土水化热抑制材料及其制备方法。一种混凝土水化热抑制材料，它通过调控酶催化水解过程的制备参数，实现了对糊精DE值的控制；并结合不同程度环氧丙烷的改性制得本发明水化热抑制材料。本发明所制备的水泥水化热抑制材料不仅具有操作简便、绿色环保的综合优势，且使用这种材料能够有效调控水泥的水化过程，降低因混凝土内外温差较大引起的开裂问题，提升混凝土耐久性。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料混凝土外加剂技术领域，特别是涉及一种混凝土水化热抑制材料及其制备方法。
背景技术
由于水泥水化放热引起的混凝土内外温差导致的收缩是混凝土开裂的重要原因，尤其是在大体积混凝土中，混凝土内外温差可达到40度以上，导致现场施工必须采用冷却水管和低热水泥的方式控制因温度引起的混凝土开裂问题。
近年来，国内外学者提出了通过外加剂调控混凝土水化过程，从而达到降低混凝土温度收缩开裂风险的目的。比如，公开号CN103342494A（2013-10-9）的中国发明专利公开了一种利用膨胀剂、水化热抑制剂和内养护剂中的前两者复合或三者复合实用的水化热抑制型混凝土膨胀材料，以解决混凝土温度收缩和干燥收缩，其水化热抑制材料是由50wt%-70wt%玉米淀粉和30wt%-50wt%小麦淀粉干热条件下糊化而成，其在水中溶解度大于80%，还原糖含量达到8wt%-10wt%。公开号为CN102674738A（2013-9-19）的中国发明专利公开了一种由25-40%氧化钙膨胀熟料，1-3%糊精和粉煤灰的多功能抗裂外加剂，其糊精为市售糊精。公开号为CN1810703A（2006-8-2）的中国发明专利公开了一种选自聚炳烯酸-淀粉接枝物、聚羟基乙酸-乳酸共聚物、改性淀粉、聚甲酸胺、聚甲基丙烯酸甲醋、聚丙烯氰烷基醋和乙基纤维素中的一种原料，并将该原料用水溶解，在5-55度反应，将反应后的水相和固相分离制备得到水化热抑制材料。
在目前公开的专利中，水化热抑制材料还主要还是由淀粉进行水解制备得到，制备方法还主要由传统的酸法催化水解，并和膨胀剂材料一起复合使用，其抑制水化热性能、经济性和环保性仍然有待提高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种水泥水化热抑制材料，本发明所制备的水泥水化热抑制材料不仅具有操作简便、绿色环保的综合优势，且使用这种材料能够有效调控水泥的水化过程，降低因混凝土内外温差较大引起的开裂问题，提升混凝土耐久性。本发明为解决上述技术问题提供一种混凝土水化热抑制材料，它依次包括以下制备步骤：
1）制备糊精粉末：制备糊精粉末的原料由淀粉、耐高温α-淀粉酶以及水组成；首先将10-40wt%的淀粉和0.01-0.1wt%的耐高温α-淀粉酶与水混合，混合后水浴加热到88-92℃并在该温度下反应0.2-2个小时得到混合原料液，反应中控制DE值为6-13，反应后冷却所述混合原料液并加酸调整至pH=1使α-淀粉酶失活，再用碱中和至pH为中性，最后烘干所述混合原料液并粉碎，得到本发明所述糊精粉末；
2）制备水化热抑制材料：将10wt%由步骤1）制备的糊精和1wt%的氢氧化钠与水混合，混合后在0℃下匀速滴加0.5-2wt%的环氧丙烷，滴加后放入温度为28-33℃的恒温水浴锅反应11-13h得到混合溶液，接着向上述混合溶液中加入盐酸中和至pH为中性，再喷雾干燥所述混合溶液，然后用95wt%乙醇溶解过滤所述混合溶液以去除无机盐，最后将滤液干燥即得本发明所述水化热抑制材料。
本发明首先通过调控酶催化水解过程的制备参数，实现了对糊精DE值的控制，该控制对于后续反应以及最终得到本发明制备的水化热抑制材料非常关键，并在实现上述对糊精DE值控制的基础上，再通过添加不同含量的环氧丙烷进行改性实现了对水化热抑制材料溶解速率的控制，有效提升了抑制混凝土水化热的性能。相比传统水化热抑制技术，本发明避免了膨胀剂、粉煤灰和冷却水管的大量使用，具有操作简便，绿色环保的优势；同时，本发明通过对糊精DE值的控制以及添加不同含量环氧丙烷进行改性两者共同作用大大提高了本发明所制备的水化热抑制材料对抑制混凝土水化热的性能，使用这种材料能够有效调控水泥的水化过程，降低因混凝土内外温差较大引起的开裂问题，提升混凝土耐久性。
本发明提供的水化热抑制材料能够有效优化水泥水化过程，在混凝土搅拌时直接加入（用量为水泥用量的0.5wt%），通过绝热温升测试仪测试，可降低混凝土内部最高温升8-15℃，大幅度抑制混凝土的温度裂缝。
作为优选，步骤1）制备糊精粉末中所述淀粉含量为20-30wt%。
作为优选，步骤1）制备糊精粉末中所述耐高温α-淀粉酶含量为0.04-0.06wt%。
作为优选，步骤1）制备糊精粉末中所述反应时间为0.5-1h。
作为优选，步骤2）制备水化热抑制材料中所述环氧丙烷含量0.8-1.2wt%。
作为优选，步骤2）制备水化热抑制材料中所述环氧丙烷在3h内滴加完全。
本发明的有益效果是：
（1）本发明避免了膨胀剂、粉煤灰和冷却水管的大量使用，具有操作简便，绿色环保的优势。
（2）本发明通过对糊精DE值的控制以及不同程度环氧丙烷的改性两者共同作用大大提高了本发明所制备的水化热抑制材料对抑制混凝土水化热的性能。
（3）本发明提供的水化热抑制材料能够有效优化水泥水化过程，在混凝土搅拌时直接加入（用量为水泥用量的0.5wt%），通过绝热温升测试仪测试，可降低混凝土内部最高温升8-15℃，大幅度抑制混凝土的温度裂缝。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅限于以下几个实施例。
本发明实施例中混凝土绝热温升测定按照《水工混凝土试验规程》DL/T5150-2001进行。具体程序如下：1、测量拌合物混凝土温度并分两层装入绝热温升容器内，容器中心插入紫铜测温管，盖上容器盖并密封；2、试样容器放入绝热室内，将温度传感器放入测温管中；3、开始试验，控制绝热室温度与试样中心温度相差不大于±0.1℃，每0.5h记录一次试样中心温度，历时24h后每1h记录一次，7d后结束试验；4、试件从拌合、成型和测温，时间不超过30min。5、绝热温升值按照下式进行计算：
θ7=〔(Ck+Cm)/Ck〕*(θ’7-θo)
其中，θ7:7d混凝土绝热温升值,℃；
θ’7：7d仪器记录的温升值,℃；
θo：混凝土拌合物初始温度值,℃；
Ck：混凝土试件质量与混凝土平均比热的乘积,kJ/℃；
Cm：绝热量热器的总热容量。
本发明DE值测定按照GB/T20884-2007中麦芽糊精测定。
具体实施例
实施例1
将10wt%的淀粉和0.01wt%的耐高温α-淀粉酶与水混合，水浴加热到90℃，反应0.2个小时，冷却，加盐酸调整pH=1使α-淀粉酶失活，再用碱中和至pH为中性，烘干并粉碎，得到糊精粉末，测试制备得到的糊精DE值为6。
将10wt%的糊精和1wt%的氢氧化钠与水混合，0℃匀速滴加环氧丙烷0.5wt%，滴加结束后放入恒温水浴锅30℃，反应12h，盐酸中和至中性，喷雾干燥后，95%乙醇溶解过滤去除无机盐，滤液干燥后得到改性后的水化热抑制材料。
将制备得到的水化热抑制材料在混凝土搅拌过程中加入（用量为水泥用量的0.5wt%），混凝土配合比如下：水162kg，水泥360kg(“金宁羊”P.II42.5R级水泥)，沙子743.2kg（天然河沙），大石子668.88kg，小石子445.92kg（石子均为玄武岩碎石）。通过绝热温升测试仪测试（舟山博远BY-ATC/JR），水化热抑制材料7d可降低混凝土内部最高温升9℃。
实施例2-12
见表1所示。
表1实施例2-12
对比例1
同实施例9，不同的是没有滴加环氧丙烷。
对比例2
同实施例11，不同的是没有滴加环氧丙烷。
实施例2-12及对比例1-2的混凝土绝热温升测定结果如表2所示。
表2本发明实施例2-12及对比例1-2绝热温升测定结果
| 实验组 | 降低混凝土温升(℃) |
| 实施例2 | 9 |
| 实施例3 | 11 |
| 实施例4 | 12 |
| 实施例5 | 15 |
| 实施例6 | 8 |
| 实施例7 | 12 |
| 实施例8 | 8 |
| 实施例9 | 15 |
| 实施例10 | 12 |
| 实施例11 | 14 |
| 实施例12 | 12 |
| 对比例1 | 6 |
| 对比例2 | 5 |
从实施例1的结果及表2可以看出，当水解时淀粉含量为20wt%,α-淀粉酶含量为0.05wt%，水解时间为1h，环氧丙烷用量为0.5wt%时，制备得到的水化热抑制材料性能最好，可降低混凝土内部温升15度。
从表2还可以看出，本发明通过环氧丙烷改性的技术优势非常明显，大幅度提升了抑制水化热性能。而本发明的耐高温α-淀粉酶技术和传统酸水解淀粉技术相比较，避免了酸滴加的繁琐控制过程，也避免了酸的大量使用，在操作的简便性和环保性上无疑有着显著的进步。
Claims (6)
1.一种混凝土水化热抑制材料，其特征在于它依次包括以下制备步骤：
1）制备糊精粉末：制备糊精粉末的原料由淀粉、耐高温α-淀粉酶以及水组成；首先将10-40wt%的淀粉和0.01-0.1wt%的耐高温α-淀粉酶与水混合，混合后水浴加热到88-92℃并在该温度下反应0.2-2个小时得到混合原料液，反应中控制DE值为6-13，反应后冷却所述混合原料液并加酸调整至pH=1使α-淀粉酶失活，再用碱中和至pH为中性，最后烘干所述混合原料液并粉碎，得到本发明所述糊精粉末；
2）制备水化热抑制材料：将10wt%由步骤1）制备的糊精和1wt%的氢氧化钠与水混合，混合后在0℃下匀速滴加0.5-2wt%的环氧丙烷，滴加后放入温度为28-33℃的恒温水浴锅反应11-13h得到混合溶液，接着向上述混合溶液中加入盐酸中和至pH为中性，再喷雾干燥所述混合溶液，然后用95wt%乙醇溶解过滤所述混合溶液以去除无机盐，最后将滤液干燥即得本发明所述水化热抑制材料。
2.如权利要求1所述一种混凝土水化热抑制材料，其特征在于：步骤1）制备糊精粉末中所述淀粉含量为20-30wt%。
3.如权利要求1所述一种混凝土水化热抑制材料，其特征在于：步骤1）制备糊精粉末中所述耐高温α-淀粉酶含量为0.04-0.06wt%。
4.如权利要求1所述一种混凝土水化热抑制材料，其特征在于：步骤1）制备糊精粉末中所述反应时间为0.5-1h。
5.如权利要求1所述一种混凝土水化热抑制材料，其特征在于：步骤2）制备水化热抑制材料中所述环氧丙烷含量0.8-1.2wt%。
6.如权利要求1所述一种混凝土水化热抑制材料，其特征在于：步骤2）制备水化热抑制材料中所述环氧丙烷在3h内滴加完全。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310656777.9A CN104098288B (zh) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 一种混凝土水化热抑制材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310656777.9A CN104098288B (zh) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 一种混凝土水化热抑制材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104098288A true CN104098288A (zh) | 2014-10-15 |
| CN104098288B CN104098288B (zh) | 2016-02-03 |
Family
ID=51666877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310656777.9A Active CN104098288B (zh) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 一种混凝土水化热抑制材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104098288B (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104592403A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-06 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水化热调控剂及其制备方法与应用 |
| CN104609769A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水泥水化速率调控材料及其制备方法与应用 |
| CN104609766A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水泥水化速率调控材料及其制备方法与应用 |
| CN105060762A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-11-18 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种淀粉基水化热调控材料的制备方法 |
| CN105217994A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-06 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种淀粉基水泥水化热调控材料的制备方法 |
| CN106093304A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种表征水化热调控材料温控效果的测试方法 |
| CN108147705A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-12 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水泥混凝土用镁质高效抗裂剂、其制备方法及其应用 |
| CN109680717A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-26 | 武汉市市政建设集团有限公司 | 一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法 |
| CN110964149A (zh) * | 2018-09-29 | 2020-04-07 | 镇江苏博特新材料有限公司 | 一种具有内养护功能的水泥水化热调控材料的制备方法 |
| CN111441246A (zh) * | 2019-01-16 | 2020-07-24 | 东南大学 | 一种高强大体积强约束索塔混凝土裂缝控制方法 |
| CN112745086A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-05-04 | 山东阳华建筑安装工程有限公司 | 一种防辐射抗裂混凝土 |
| CN115246718A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-28 | 武汉三源特种建材有限责任公司 | 一种超高性能混凝土专用收缩调控抗裂剂 |
| US11993542B2 (en) | 2019-04-26 | 2024-05-28 | Sobute New Materials Co., Ltd. | Multifunctional cement hydration heat control material and manufacturing method therefor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6054955A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-29 | 電気化学工業株式会社 | セメント添加剤 |
| JP2003112957A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セメント混和材及びセメント組成物 |
| CN1810703A (zh) * | 2005-12-29 | 2006-08-02 | 中港第二航务工程局 | 混凝土水化热降低剂的配制方法 |
| CN102674738A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-09-19 | 江苏博特新材料有限公司 | 一种多功能抗裂外加剂 |
-
2013
- 2013-12-09 CN CN201310656777.9A patent/CN104098288B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6054955A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-29 | 電気化学工業株式会社 | セメント添加剤 |
| JP2003112957A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セメント混和材及びセメント組成物 |
| CN1810703A (zh) * | 2005-12-29 | 2006-08-02 | 中港第二航务工程局 | 混凝土水化热降低剂的配制方法 |
| CN102674738A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-09-19 | 江苏博特新材料有限公司 | 一种多功能抗裂外加剂 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104609769A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水泥水化速率调控材料及其制备方法与应用 |
| CN104609766A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-13 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水泥水化速率调控材料及其制备方法与应用 |
| CN104592403A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-06 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水化热调控剂及其制备方法与应用 |
| CN105060762A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-11-18 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种淀粉基水化热调控材料的制备方法 |
| CN105217994A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-01-06 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种淀粉基水泥水化热调控材料的制备方法 |
| CN106093304A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-11-09 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种表征水化热调控材料温控效果的测试方法 |
| CN106093304B (zh) * | 2016-06-08 | 2018-05-04 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种表征水化热调控材料温控效果的测试方法 |
| CN108147705B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-10-23 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水泥混凝土用镁质高效抗裂剂、其制备方法及其应用 |
| CN108147705A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-12 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种水泥混凝土用镁质高效抗裂剂、其制备方法及其应用 |
| CN110964149A (zh) * | 2018-09-29 | 2020-04-07 | 镇江苏博特新材料有限公司 | 一种具有内养护功能的水泥水化热调控材料的制备方法 |
| CN111441246A (zh) * | 2019-01-16 | 2020-07-24 | 东南大学 | 一种高强大体积强约束索塔混凝土裂缝控制方法 |
| CN109680717A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-26 | 武汉市市政建设集团有限公司 | 一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法 |
| CN109680717B (zh) * | 2019-01-30 | 2021-03-16 | 武汉市市政建设集团有限公司 | 一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法 |
| US11993542B2 (en) | 2019-04-26 | 2024-05-28 | Sobute New Materials Co., Ltd. | Multifunctional cement hydration heat control material and manufacturing method therefor |
| CN112745086A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-05-04 | 山东阳华建筑安装工程有限公司 | 一种防辐射抗裂混凝土 |
| CN115246718A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-28 | 武汉三源特种建材有限责任公司 | 一种超高性能混凝土专用收缩调控抗裂剂 |
| CN115246718B (zh) * | 2022-07-14 | 2023-05-12 | 武汉三源特种建材有限责任公司 | 一种超高性能混凝土专用收缩调控抗裂剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104098288B (zh) | 2016-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104098288B (zh) | 一种混凝土水化热抑制材料 | |
| CN107311560A (zh) | 一种无机保温砂浆及其制备方法 | |
| CN113636774B (zh) | 一种大体积混凝土用聚羧酸减水剂及其制备方法 | |
| CN106915915B (zh) | 一种混凝土外加剂及其应用 | |
| CN105565850A (zh) | 一种微孔轻质硅砖及其制备方法 | |
| CN103979878B (zh) | 一种废渣加气混凝土砌块及其生产技术 | |
| CN103193415B (zh) | 缓凝水泥助磨剂及其制备方法 | |
| CN106517837B (zh) | 一种有利于早期强度提高的含磷氯氧化镁水泥的制备方法 | |
| CN103435279B (zh) | 一种掺钛矿渣超硫酸盐水泥及其制备方法 | |
| CN104058689B (zh) | 砌筑用保温砂浆 | |
| CN101792290B (zh) | 复合硅酸盐多功能涂料及其制备方法 | |
| CN106749965A (zh) | 一种固体聚羧酸减水剂的制备方法 | |
| CN105130387A (zh) | 一种耐干烧陶瓷及其制备方法 | |
| CN101786846A (zh) | 一种建筑干粉砂浆 | |
| CN101642795B (zh) | 聚苯乙烯泡沫消失模用涂料 | |
| CN106007548A (zh) | 一种保温混凝土 | |
| CN102399298A (zh) | 羧甲基瓜尔胶的制备方法 | |
| CN101372404B (zh) | 一种用脱硫二水石膏制备高强α型半水石膏的方法 | |
| CN106587767B (zh) | 一种建筑外墙用防火耐候保温涂料及其制备方法 | |
| CN107266112A (zh) | 一种添加复合造孔剂的日用多孔陶瓷的制备方法 | |
| CN107746239A (zh) | 一种高粘结强度水泥浆的制备方法 | |
| CN103864366B (zh) | 一种瓷砖废渣颗粒保温砂浆及其制作方法 | |
| CN107352903A (zh) | 一种改性石英粉保温砖及其制备方法 | |
| CN208661125U (zh) | 一种减水剂生产装置 | |
| CN106673544B (zh) | 一种节能环保型建筑发泡水泥 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: No.6 shuiyougang, Gulou District, Nanjing City, Jiangsu Province 210013 Patentee after: JIANGSU SUBOTE NEW MATERIALS Co.,Ltd. Address before: 211103 No. 69 Liquan Road, Jiangning District, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee before: JIANGSU SUBOTE NEW MATERIALS Co.,Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder |