CN104891851A - 一种高强混凝土强度激发剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土材料技术领域，尤其是一种高强混凝土强度激发剂及其制备方法；组分按重量百分比计包括：三乙醇胺8～10%、三异丙醇胺8～10%、自制XC添加剂3～5%、可再分散性乳胶粉0.05～0.2%、纳米二氧化硅1～2%、黄原胶0.05～0.2%、消泡剂0.05～0.2%、余量为水；其制备方法如下，按计量称取各组分；再将各组分分别溶于水，各自制成溶液，最后将各组分水溶液混合，充分搅拌至均匀后制得成品，采用本发明技术方案的高强混凝土强度激发剂，制备简单、能耗小、成本低，且不影响混凝土耐久性。

Description

一种高强混凝土强度激发剂及其制备方法

技术领域

本发明属于混凝土材料技术领域，尤其是一种高强混凝土强度激发剂及其制备方法。

背景技术

混凝土是由水泥胶凝材料、颗粒状集料和水按一定比例配制，经过均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材，具有抗压强度高，制备原材料丰富，强度等级范围宽等特点。这其中强度等级不低于C60的高强混凝土,因其可大幅减少截面尺寸、扩大利用空间、减轻结构自重，并可使混凝土结构更为轻巧美观，因而普遍应用于各个建筑领域。

国内外研究资料表明，在常规环境下，混凝土内有20％～30％左右的水泥胶凝材料水化反应不充分，只起到填充作用，不能充分发挥水泥强度，如何激发这部分未水化水泥强度已成为亟待解决的问题。

中国专利CN201310023938.0公开了一种用于大掺量粒化高炉矿渣砂浆或混凝土早期强度激发剂的制备方法，主要原料为半水石膏、铝酸钠，氧化钙，该发明提供的早期强度激发剂虽然能够提高大掺量粒化高炉矿渣砂浆或混凝土早期强度，后期强度不缩减，但是其并不能完全激发混凝土中未水化部分水泥活性而使混凝土强度增加、减少水泥用量，另外，该早期激发剂制备所用的铝酸钠原料，会增大混凝土的总碱量，影响混凝土耐久性。中国专利申请CN201110415848.7公开了一种混凝土增效剂及其制备方法，但该增效剂制备需要将各原料经过加热搅拌反应，耗时较长、能源消耗较大、成本较高。因此有必要提供一种制备简单、能耗小、成本低，且不影响混凝土耐久性的高强混凝土强度激发剂。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种制备简单、能耗小、成本低，且不影响混凝土耐久性的高强混凝土强度激发剂；本发明的又一目的在于提供这种强度激发剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种高强混凝土强度激发剂，由以下重量百分比的组分构成：三乙醇胺8～10％、三异丙醇胺8～10％、自制XC添加剂3～5％、可再分散性乳胶粉0.05～0.2％、纳米二氧化硅1～2％、黄原胶0.05～0.2％、消泡剂0.05～0.2％、余量为水。

所述自制XC添加剂由如下方法制得：

以重量份计，将烷基酚聚氧乙烯醚2～3份、十二烷基磺酸钠1份、亚硝酸钠0.5份、聚丙烯酸丁酯1份、丙二醇0.5份复配后加入到溶剂水中至完全溶解，得溶液A；

将2份的过硫酸铵溶于溶剂水中，得溶液B；

将环氧树脂15～18份、八甲基环四硅氧烷10份、甲基丙烯酸8份、丙烯酸8份、甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯15份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份、聚乙二醇1份、碳酸氢钠0.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠0.5份、羟苯甲酯0.5份、聚山梨酯0.5份、邻苯二甲酸二辛酯1份加入到溶剂水中完全混合，得到混合液C；

将1/2的溶液A加入装有回流冷凝管和搅拌器的容器中，室温不断搅拌，然后滴加混合液C，滴加完后，持续搅拌0.4～0.6小时得到溶液D，留待备用；

将剩余的A加入到装有回流冷凝管和搅拌器的容器中，再加入1/10D和1/2的B进行反应，逐渐升温至75℃后，保持反应0.4～0.6小时；

保温反应后在2～3小时内匀速滴加剩余的D，以每10min 1次的频率滴加B，待各溶液加完后逐渐升温到80℃后，再保温反应1.5h后停止反应；

将上述反应体系降温至30℃以下后氨水调节pH为7～8，用100目筛子过滤，出料，得到自制XC添加剂。

本发明的另一目的是提供一种高强混凝土激发剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按计量比例分别称取三乙醇胺、三异丙醇胺、自制XC添加剂、可再分散性乳胶粉、纳米二氧化硅、黄原胶、消泡剂、水；

(2)将称取的水分成七份，将上述各组分分别溶于不同的水中，各自制成溶液；

(3)将各组分水溶液混合，充分搅拌至均匀后制得成品。

本发明的强度激发剂有的益效果是：制备比较简单，只需要将按比例称取的组分溶于水混合均匀即可使用，能耗低，且强度激发剂的主要组分为常规工业化产品，成本较低，使用时在每100份混凝土胶凝材料加入0.01～0.03份本发明强度激发剂，得到的高强混凝土与传统高强混凝土相比，在水泥用量相同的前提下，平均可提高一个强度等级，在强度等级相同的前提下可减少10～20％的混凝土胶凝材料用量，节约成本，提高经济效益。。

具体实施方式

实施例1

本发明提供一种高强混凝土强度激发剂，每0.1kg的高强混凝土强度激发剂由以下组分构成：三乙醇胺10g、三异丙醇胺10g、自制XC添加剂5g、可再分散性乳胶粉0.2g、纳米二氧化硅2g、黄原胶0.2g、消泡剂0.2g、余量为水。

其中三乙醇胺为德国巴斯夫生产；三异丙醇胺为美国陶氏生产；可再分散性乳胶粉为山西三维集团股份有限公司生产，主要成分为乙烯、醋酸乙烯酯的共聚物，以聚乙烯醇作为保护胶体；纳米二氧化硅为深圳市创辉磁材厂生产；黄原胶为河南华康生物科技有限公司生产；消泡剂为道康宁公司生产，主要组分为聚醚；

自制XC添加剂为申请人制备，其具体方法如下：

将烷基酚聚氧乙烯醚2g、十二烷基磺酸钠1g、亚硝酸钠0.5g、聚丙烯酸丁酯1g、丙二醇0.5g复配后加入到适量的溶剂水中，稍稍加热至40℃直至完全溶解，得溶液A；

将过硫酸铵2g溶于10ml的水中，得溶液B；

将环氧树脂15g、八甲基环四硅氧烷10g、甲基丙烯酸8g、丙烯酸8g、甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯15g、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5g、聚乙二醇1g、碳酸氢钠0.5g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠0.5g、羟苯甲酯0.5g、聚山梨酯0.5g、邻苯二甲酸二辛酯1g,加适量水中完全混合，得到混合液C；

将1/2的溶液A加入装有回流冷凝管，搅拌器的250ml四口烧瓶中，室温不断搅拌，然后按约1滴/秒的速度滴加混合液C，滴加完后，持续搅拌约0.5小时得到溶液D，留待备用；

将剩余的A加入到装有回流冷凝管，搅拌器的250ml四口烧瓶中，再加入1/10D和1/2的B进行反应，逐渐升温至75℃，升温过程中发现反应体系稳定，待温度达到75℃，持续保持约0.5小时；

保温反应后在2小时内以1滴/秒的速度滴加剩余的D，以每10min 1次的频率滴加B，待各溶液加完后逐渐升温到80℃，再保温反应1.5h后停止反应；

将上述反应体系降温至30℃以下后氨水调节pH为7，用100目筛子过滤，出料，得到自制XC添加剂。

高强混凝土激发剂的具体制备方法如下：

(1)称取三乙醇胺10g、三异丙醇胺10g、自制XC添加剂5g、可再分散性乳胶粉0.2g、纳米二氧化硅2g、黄原胶0.2g、消泡剂0.2g、水72.4g。；

(2)将称取的水分成七份分别用来溶解上述组分，得到各自的溶液；

(3)将各组分水溶液混合，充分搅拌至均匀后制得成品的高强混凝土强度激发剂。

高强混凝土激发剂的使用及实验方法如下：

将得到强度激发剂成品与混凝土胶凝材料按照0.01：100的重量比混合，然后与设计比例的颗粒状集料、外加剂及水混合均匀可到序号1的高强度混凝土；

将得到强度激发剂成品与混凝土胶凝材料按照0.03：100的重量比混合，然后与设计比例的颗粒状集料、外加剂及水混合均匀可到序号2的高强度混凝土；

将未添加本发明强度激发剂的高强混凝土的序号标为3；

参考JGJ/T281-2012《高强混凝土应用技术规程》，对得到的几份高强混凝土进行抗压强度测试，测试结果如下。

实施例2

本实施例高强混凝土强度激发剂的制备方法以及实验方法与实施例1相同，区别在于各组分的配比及自制XC添加剂的制备方法。

每0.1kg的高强混凝土强度激发剂由以下组分构成：三乙醇胺8g、三异丙醇胺8g、自制XC添加剂3g、可再分散性乳胶粉0.05g、纳米二氧化硅1g、黄原胶0.05g、消泡剂0.05～0.2g、余量为水。

其中三乙醇胺为德国巴斯夫生产；三异丙醇胺为美国陶氏生产；可再分散性乳胶粉为山西三维集团股份有限公司生产，为乙烯、醋酸乙烯酯的共聚物，以聚乙烯醇作为保护胶体；纳米二氧化硅为深圳市创辉磁材厂生产；黄原胶为河南华康生物科技有限公司生产；消泡剂为道康宁公司生产，主要组分为聚醚；

自制XC添加剂为申请人制备，其具体方法如下：

将烷基酚聚氧乙烯醚3g、十二烷基磺酸钠1g、亚硝酸钠0.5g、聚丙烯酸丁酯1g、丙二醇0.5复配后加入到适量的溶剂水中，稍稍加热至40℃直至完全溶解，得溶液A；

将过硫酸铵2g溶于10ml的水中，得溶液B；

将环氧树脂18g、八甲基环四硅氧烷10g、甲基丙烯酸8g、丙烯酸8g、甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯15g、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5g、聚乙二醇1g、碳酸氢钠0.5g、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠0.5g、羟苯甲酯0.5g、聚山梨酯0.5g、邻苯二甲酸二辛酯按配比1g,加如适量水中完全混合，得到混合液C；

将1/2的溶液A加入装有回流冷凝管，搅拌器的250ml四口烧瓶中，室温不断搅拌，然后按约1滴/秒的速度滴加混合液C，滴加完后，持续搅拌约0.5小时得到溶液D，留待备用；

将剩余的A加入到装有回流冷凝管，搅拌器的250ml四口烧瓶中，再加入1/10D和1/2的B进行反应，逐渐升温至75℃，升温过程中发现反应体系稳定，待温度达到75℃，持续保持约0.5小时；

保温反应后在3小时内以1滴/秒的速度滴加剩余的D，以每10min 1次的频率滴加B，待各溶液加完后逐渐升温到80℃，再保温反应1.5h后停止反应；

将上述反应体系降温至30℃以下后氨水调节pH为8，用100目筛子过滤，出料，得到自制XC添加剂。

参照实施例1的实验方法，得到的测试结果如下。

实施例3

本实施例高强混凝土强度激发剂的制备方法与实施例1相同，区别在于各组分的配比。

每0.1kg的高强混凝土强度激发剂由以下组分构成：三乙醇胺9g、三异丙醇胺9g、自制XC添加剂4g、可再分散性乳胶粉0.1g、纳米二氧化硅1.5g、黄原胶0.1g、消泡剂0.1g、余量为水。

参照实施例1的实验方法，得到的测试结果如下。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，方案中公知特性、常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明组分构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (2)

1.一种高强混凝土强度激发剂，其特征在于，由以下重量百分比的组分构成：三乙醇胺8～10%、三异丙醇胺8～10%、自制XC添加剂3～5%、可再分散性乳胶粉0.05～0.2%、纳米二氧化硅1～2%、黄原胶0.05～0.2%、消泡剂0.05～0.2%、余量为水；

所述自制XC添加剂由如下方法制得：

以重量份计，将烷基酚聚氧乙烯醚2～3份、十二烷基磺酸钠1份、亚硝酸钠0.5份、聚丙烯酸丁酯1份、丙二醇0.5份复配后加入到溶剂水中至完全溶解，得溶液A；

将过硫酸铵2份溶于溶剂水中至完全溶解，得溶液B；

将环氧树脂15～18份、八甲基环四硅氧烷10份、甲基丙烯酸8份、丙烯酸8份、甲氧基聚氧乙烯丙烯酸酯15份、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份、聚乙二醇1份、碳酸氢钠0.5份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠0.5份、羟苯甲酯0.5份、聚山梨酯0.5份、邻苯二甲酸二辛酯1份加入到溶剂水中完全混合，得到混合液C；

将1/2 的溶液A加入装有回流冷凝管和搅拌器的容器中，室温不断搅拌，然后滴加混合液C，滴加完后，持续搅拌0.4～0.6小时得到溶液D，留待备用；

将剩余的A加入到装有回流冷凝管和搅拌器的容器中，再加入1/10 D和1/2的B进行反应，逐渐升温至75℃后，保持反应0.4～0.6小时；

保温反应后在2～3小时内匀速滴加剩余的D，以每10min 1次的频率滴加B，待各溶液加完后逐渐升温到80℃后，再保温反应1.5h后停止反应；

降温至30℃以下后用氨水调节pH为7～8，用100目筛子过滤，出料，得到自制XC添加剂。

2.一种制备如权利要求1所述高强混凝土强度激发剂的方法，其特征是：

（1）按计量比例分别称取三乙醇胺、三异丙醇胺、自制XC添加剂、可再分散性乳胶粉、纳米二氧化硅、黄原胶、消泡剂和水；

（2）将称取的水分成七份，将上述各组分分别溶于不同的水中，各自制成溶液；

（3）将各组分水溶液混合，充分搅拌至均匀后制得成品。