CN104556800A - 一种混凝土防冻剂及其混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土助剂领域，特别涉及一种混凝土防冻剂。一种混凝土防冻剂，由如下重量百分数的组分组成：聚羧酸减水剂15~22%；二异丙醇胺10~22%；木质素磺酸钙5~10%；硝酸钙3~5%；聚乙二醇5~12%；含锰化合物3~5%，并用蒸馏水补足至100%，其中，所述含锰化合物的化学分子式为C₃₈H₃₂N₂O₁₃Mn。发明的混凝土防冻剂由有机、无机等多种材料配制而成，可显著提高混凝土的负温养护7天的强度。而且发明的混凝土防冻剂和各类水泥均有较好的适应性，能够最大程度的发挥各种材料的性能。

Description

一种混凝土防冻剂及其混凝土

技术领域

本发明涉及混凝土助剂领域，特别涉及一种混凝土防冻剂。

背景技术

在低温下为了保证工程的质量防止混凝土发生冻害，主要采取两种防护措施，一是采用覆盖或者围护升温方法防止混凝土温度降至 0℃以下，此方法成本高、操作过程复杂；二是在混凝土中掺加防冻剂，该方法施工简单，效果也较好，因此在我国得到了广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土防冻剂。

本发明另一个目的是提供包含上述混凝土防冻剂的混凝土组合物。

一种混凝土防冻剂，由如下重量百分数的组分组成：

聚羧酸减水剂15~22%；二异丙醇胺10~22%；木质素磺酸钙5~10%；硝酸钙3~5%；聚乙二醇5~12%；含锰化合物3~5%，并用蒸馏水补足至100%，其中，所述含锰化合物的化学分子式为C₃₈H₃₂N₂O₁₃Mn。

进一步的，所述含锰化合物为单斜晶系，P2/n空间群，晶胞参数为a=12.583(5) Å，b=11.384(3) Å，c=13.727(3) Å，α=γ=90 º，β= 107.482(2) º，V=1966.32(2) Å ³。

所述的含锰化合物的制备方法：将有机配体2,4−二苯基醚二羧酸、4,4-联吡啶和硫酸锰溶于甲醇与蒸馏水的混合溶剂当中，其中甲醇与蒸馏水的体积比为1:3，在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液A在80℃下回流24小时得到混合液B，最后将混合液B置入水热反应釜中在溶剂热140℃条件下加热反应48小时后缓慢降温得到所述含锰化合物。

进一步的，所述的降温为2℃/小时~5℃/小时降至室温。

进一步的，所述2,4−二苯基醚二羧酸、4,4-联吡啶和硫酸锰的摩尔比为1:1:1。

其中，所述2,4−二苯基醚二羧酸化学名称为2,4−diphenyl ether dicarboxylic acid。

一种混凝土，包含如下重量份数的组分：

水泥130-500份；砂400~800份；石子780~1100份；权利要求1中的混凝土防冻剂2~7份；水150~200份。

本发明具有如下有益效果：

本发明的混凝土防冻剂由有机、无机等多种材料配制而成，可显著提高混凝土的负温养护7天的强度。而且本发明的混凝土防冻剂和各类水泥均有较好的适应性，能够最大程度的发挥各种材料的性能。

附图说明

图1为本发明的含锰化合物以金属中心Mn的配位环境图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

实施例 1

将0.2 mmol2,4−二苯基醚二羧酸、0.2 mmol4,4-联吡啶和0.2 mmol；硫酸锰溶于12mL水和4mL甲醇的混合溶剂当中，在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液A在80℃下回流24小时得到混合液B，最后将混合液B置入25mL水热反应釜中在溶剂热140℃条件下加热反应48小时后以5℃/小时降至室温得到所述的含锰化合物，产率为57.4% (基于Mn)。

然后将上述化合物进行结构表征。

该化合物的X射线衍射数据是在Bruker Smart Apex CCD面探衍射仪上，用MoK_α辐射(λ = 0.71073 Å)，以ω扫描方式收集并进行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解结构，然后用差值傅立叶法求出全部非氢原子坐标，并用理论加氢法得到氢原子位置(C−H 1.083 Å)，用最小二乘法对结构进行修正。计算工作在PC机上用SHELXTL程序包完成。化合物晶体学参数见表1。结构见图1。

表 1. 晶体学参数与结构解析

单晶X射线衍射数据表明该含锰化合物属于单斜晶系，P2/n空间群，其中，每个不对称单元中包含一个锰原子和两个2,4−二苯基醚二羧酸、一个4,4-联吡啶和两个水分子配位（如图1所示），每个锰原子采用六配位的几何构型，分别两个2,4−二苯基醚二羧酸上的氧原子，两个水分子上的氧原子和两个氧原子和两个4,4-联吡啶上的氮原子配位。

实施例 2

一种混凝土防冻剂，由如下重量百分数的组分组成：

聚羧酸减水剂19%；二异丙醇胺16%；木质素磺酸钙8%；硝酸钙4%；聚乙二醇8%；实施例1中的含锰化合物4%；并用蒸馏水补足至100%。

实施例 3

一种混凝土防冻剂，由如下重量百分数的组分组成：

聚羧酸减水剂22%；二异丙醇胺10.5%；木质素磺酸钙5.5%；硝酸钙5%；聚乙二醇11%；实施例1中的含锰化合物3%；并用蒸馏水补足至100%。

实施例 4

一种混凝土防冻剂，由如下重量百分数的组分组成：

聚羧酸减水剂15%；二异丙醇胺22%；木质素磺酸钙9.5%；硝酸钙3.2%；聚乙二醇5.3%；实施例1中的含锰化合物5%；并用蒸馏水补足至100%。

对比例 1

一种混凝土防冻剂，由如下重量百分数的组分组成：

聚羧酸减水剂19%；二异丙醇胺16%；木质素磺酸钙8%；硝酸钙4%；聚乙二醇8%；并用蒸馏水补足至100%。

实施例 5

一种混凝土，包含如下重量份数的组分：

水泥350份；砂650份；石子1000份；实施例2中的混凝土防冻剂5份；水180份。

实施例 6

一种混凝土，包含如下重量份数的组分：

水泥180份；砂780份；石子800份；实施例3中的混凝土防冻剂7份；水150份。

实施例 7

一种混凝土，包含如下重量份数的组分：

水泥500份；砂420份；石子800份；实施例3中的混凝土防冻剂2份；水200份。

对比例 2

一种混凝土，包含如下重量份数的组分：

水泥350份；砂650份；石子1000份；对比例1中的混凝土防冻剂5份；水180份。

对比例 3

一种混凝土，包含如下重量份数的组分：

水泥350份；砂650份；石子1000份；水180份。

然后将上述实施例5~7和对比例2、3的混凝土按照JC 475-2004标准进行相关测试。测试结果如下表所示。

表 2 性能测试结果对比试验表

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种混凝土防冻剂，其特征在于，由如下重量百分数的组分组成：

聚羧酸减水剂15~22%；

二异丙醇胺10~22%；

木质素磺酸钙5~10%；

硝酸钙3~5%；

聚乙二醇5~12%；

含锰化合物3~5%；

并用蒸馏水补足至100%，

其中，所述含锰化合物的化学分子式为C₃₈H₃₂N₂O₁₃Mn。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土强度增强剂，其特征在于，所述含锰化合物为单斜晶系，P2/n空间群，晶胞参数为a=12.583(5) Å，b=11.384(3) Å，c=13.727(3) Å，α=γ=90 º，β= 107.482(2) º，V=1966.32(2) Å ³。

3.权利要求1所述的含锰化合物的制备方法，其特征在于：将有机配体2,4−二苯基醚二羧酸、4,4-联吡啶和硫酸锰溶于甲醇与蒸馏水的混合溶剂当中，其中甲醇与蒸馏水的体积比为1:3，在室温下搅拌形成混合液A，然后将所述混合液A在80℃下回流24小时得到混合液B，最后将混合液B置入水热反应釜中在溶剂热140℃条件下加热反应48小时后缓慢降温得到所述含锰化合物。

4.根据权利要求3所述的含锰化合物的制备方法，其特征在于：所述的降温为2℃/小时~5℃/小时降至室温。

5.根据权利要求3所述的含锰化合物的制备方法，其特征在于：所述2,4−二苯基醚二羧酸、4,4-联吡啶和硫酸锰的摩尔比为1:1:1。

6.一种混凝土，其特征在于包含如下重量份数的组分：

水泥130-500份；砂400~800份；石子780~1100份；权利要求1中的混凝土防冻剂2~7份；水150~200份。