CN105217990A - 一种混凝土增强剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土增强剂，是由以下重量百分比的原料组成的：促进剂3-7%、四羟基乙基乙二胺2-5%、激发剂2-6%、二萘基甲烷二磺酸钠1-3%、异丙醇5-12%、月桂酰单异丙醇胺16-25%，余量为水。本发明的混凝土增强剂通过各组分的协同作用，与外加剂配合使用可显著改善混凝土的拌合物和易性，全面提升混凝土的力学性能，提高混凝土各龄期的强度，从而达到降低混凝土中水泥用量的目的；与多种水泥和减水剂的适应性好，制备方法简单，原料价廉易得，具有显著的经济和社会效益，市场应用前景广阔。

Description

一种混凝土增强剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑用外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土增强剂及其制备方法。

背景技术

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，它是由胶凝材料、颗粒状集料（也称为骨料）、水、以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。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。

随着科学技术的不断进步，尤其是外加剂的使用，使得混凝土在性能上得到了显著的提高，在成本上有了明显的降低；为了确保混凝土的工作性能，以目前的外加剂的效果，在混凝土中始终还有20%左右的水泥没有充分水化反应，因而无法进一步提高混凝土的强度。

针对这种现状，各国专家学者在混凝土增强剂方面作了大量的科学研究，但始终没有取得明显的进展；直到最近十年由于新型小分子的表面活性剂的研制成功，才使得混凝土增强剂产品的研发取得实质性突破。

混凝土增强剂是与混凝土外加剂一起在混凝土拌和过程中加入，用以提高混凝土抗压强度，从而达到减少胶凝材料用量、节约混凝土生产成本的目的。

从现有公开的大量文献来看，主要存在以下缺陷：1）现有的增强剂产品针对纯水泥生产工艺过程的较多，专门针对混凝土类的增强剂产品相对较少，然而水泥与混凝土的材料成分及性能差别较大，如果将水泥类增强剂直接照搬于混凝土中，往往效果会发生很大改变，很难达到预期的增强目的；2）现有的混凝土类增强剂与目前混凝土生产所用的外加剂适应性不强，有的增强剂适应萘系减水剂，但对聚羧酸和脂肪族减水剂则几乎没有效果；3）现有的部分混凝土类增强剂产品不仅配制困难，而且成本高，对混凝土性能的改善还有待进一步提高。

因此，如何对现有混凝土增强剂的配方、原料及制备工艺进行改进，一直是本领域技术人员长期面临的技术难题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种增强效果好、适应性强、价格低廉的混凝土增强剂。

本发明还提供了一种混凝土增强剂的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种混凝土增强剂，是由以下重量百分比的原料组成的：促进剂3-7%、四羟基乙基乙二胺2-5%、激发剂2-6%、二萘基甲烷二磺酸钠1-3%、异丙醇5-12%、月桂酰单异丙醇胺16-25%，余量为水；

所述促进剂为N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠按照1：1-1.5的重量比混合得到的；

所述激发剂为硫酸氰钠和磷酸三钙按照1：0.5-2的重量比混合得到的。

优选的，一种混凝土增强剂，是由以下重量百分比的原料组成的：促进剂4-6%、四羟基乙基乙二胺3%、激发剂3-5%、二萘基甲烷二磺酸钠2%、异丙醇7-10%、月桂酰单异丙醇胺19-22%，余量为水。

更优选的，一种混凝土增强剂，是由以下重量百分比的原料组成的：促进剂5%、四羟基乙基乙二胺3%、激发剂4%、二萘基甲烷二磺酸钠2%、异丙醇8%、月桂酰单异丙醇胺21%，余量为水。

一种混凝土增强剂的制备方法，是由以下步骤组成的：

1）按照1：1-1.5的重量比将N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠配制成促进剂；

2）按照1：0.5-2的重量比将硫酸氰钠和磷酸三钙配制成激发剂；

3）按照重量百分比称取以下各原料：促进剂3-7%、四羟基乙基乙二胺2-5%、激发剂2-6%、二萘基甲烷二磺酸钠1-3%、异丙醇5-12%、月桂酰单异丙醇胺16-25%，余量为水；

4）将促进剂、四羟基乙基乙二胺、激发剂和二萘基甲烷二磺酸钠混合均匀，得组分1；

5）将组分1缓缓加入到异丙醇、月桂酰单异丙醇胺和水的混合溶液中，混合均匀，得混凝土增强剂。

本发明中，物料流动性受颗粒分散或聚结状态的影响，主要由颗粒与介质、颗粒与颗粒间的相互作用决定。本发明的促进剂可以吸附在颗粒表面时，在颗粒表面形成单分子吸附薄膜，以减少了固体颗粒间直接接触面积，如同润滑剂一样减少粉体颗粒之间的摩擦，使得混凝土中材料的流动性增强，促进混凝土强度的提高。四羟基乙基乙二胺和激发剂可促进胶凝材料体系的水化，提高早期强度。与钙离子形成络合物，降低水化产物中钙离子的浓度，加速水泥水化反应向正方向进行，提高水泥水化结构的致密性，从而改善水泥性能，最大限度的提高混凝土的强度。二萘基甲烷二磺酸钠可以充分分散胶凝材料和集料，使胶凝材料和集料更好的混合，确保水泥硬化浆体中通道的完整性和均匀性，以提高混凝土的强度。异丙醇和月桂酰单异丙醇胺相互配合，分散水泥中的细小颗粒，使得水泥颗粒被分散开来充分水化，降低水胶比，改善混凝土的和易性，进而提高混凝土的强度。

本发明的有益效果：

1.本发明的混凝土增强剂通过各组分的协同作用，与外加剂配合使用可显著改善混凝土的拌合物和易性，全面提升混凝土的力学性能，提高混凝土各龄期的强度，从而达到降低混凝土中水泥用量的目的。

2.本发明的混凝土增强剂与多种水泥和减水剂的适应性好，制备方法简单，原料价廉易得，具有显著的经济和社会效益，市场应用前景广阔。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

实施例1

一种混凝土增强剂，是由以下步骤组成的：

1）按照1：1的重量比将N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠配制成促进剂；

2）按照1：2的重量比将硫酸氰钠和磷酸三钙配制成激发剂；

3）按照重量百分比称取以下各原料：促进剂7%、四羟基乙基乙二胺2%、激发剂6%、二萘基甲烷二磺酸钠1%、异丙醇12%、月桂酰单异丙醇胺16%，余量为水；

4）将促进剂、四羟基乙基乙二胺、激发剂和二萘基甲烷二磺酸钠混合均匀，得组分1；

5）将组分1缓缓加入到异丙醇、月桂酰单异丙醇胺和水的混合溶液中，混合均匀，得混凝土增强剂。

实施例2

一种混凝土增强剂，是由以下步骤组成的：

1）按照1：1.1的重量比将N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠配制成促进剂；

2）按照1：1.5的重量比将硫酸氰钠和磷酸三钙配制成激发剂；

3）按照重量百分比称取以下各原料：促进剂6%、四羟基乙基乙二胺3%、激发剂5%、二萘基甲烷二磺酸钠2%、异丙醇10%、月桂酰单异丙醇胺19%，余量为水；

4）将促进剂、四羟基乙基乙二胺、激发剂和二萘基甲烷二磺酸钠混合均匀，得组分1；

5）将组分1缓缓加入到异丙醇、月桂酰单异丙醇胺和水的混合溶液中，混合均匀，得混凝土增强剂。

实施例3

一种混凝土增强剂，是由以下步骤组成的：

1）按照1：1.2的重量比将N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠配制成促进剂；

2）按照1：1.3的重量比将硫酸氰钠和磷酸三钙配制成激发剂；

3）按照重量百分比称取以下各原料：促进剂5%、四羟基乙基乙二胺3%、激发剂4%、二萘基甲烷二磺酸钠2%、异丙醇8%、月桂酰单异丙醇胺21%，余量为水；

4）将促进剂、四羟基乙基乙二胺、激发剂和二萘基甲烷二磺酸钠混合均匀，得组分1；

5）将组分1缓缓加入到异丙醇、月桂酰单异丙醇胺和水的混合溶液中，混合均匀，得混凝土增强剂。

实施例4

一种混凝土增强剂，是由以下步骤组成的：

1）按照1：1.4的重量比将N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠配制成促进剂；

2）按照1：1的重量比将硫酸氰钠和磷酸三钙配制成激发剂；

3）按照重量百分比称取以下各原料：促进剂4%、四羟基乙基乙二胺3%、激发剂3%、二萘基甲烷二磺酸钠2%、异丙醇7%、月桂酰单异丙醇胺22%，余量为水；

4）将促进剂、四羟基乙基乙二胺、激发剂和二萘基甲烷二磺酸钠混合均匀，得组分1；

5）将组分1缓缓加入到异丙醇、月桂酰单异丙醇胺和水的混合溶液中，混合均匀，得混凝土增强剂。

实施例5

一种混凝土增强剂，是由以下步骤组成的：

1）按照1：1.5的重量比将N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠配制成促进剂；

2）按照1：0.5的重量比将硫酸氰钠和磷酸三钙配制成激发剂；

3）按照重量百分比称取以下各原料：促进剂3%、四羟基乙基乙二胺5%、激发剂2%、二萘基甲烷二磺酸钠3%、异丙醇5%、月桂酰单异丙醇胺25%，余量为水；

4）将促进剂、四羟基乙基乙二胺、激发剂和二萘基甲烷二磺酸钠混合均匀，得组分1；

5）将组分1缓缓加入到异丙醇、月桂酰单异丙醇胺和水的混合溶液中，混合均匀，得混凝土增强剂。

试验例

在C30混凝土中分别添加重量相同的上述配方的增强剂作为实验例1-5，以不添加增强剂的C30混凝土作为对照例，将实验例和对照例进行测试，测试结果见表1。

表1测试结果

由表1可知：掺入实施例1-5的增强剂后，其坍落度、扩展度、和易性均优于对照例，其各期抗压强度均高于对照例。

Claims (4)

1.一种混凝土增强剂，其特征在于，是由以下重量百分比的原料组成的：促进剂3-7%、四羟基乙基乙二胺2-5%、激发剂2-6%、二萘基甲烷二磺酸钠1-3%、异丙醇5-12%、月桂酰单异丙醇胺16-25%，余量为水；

所述促进剂为N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠按照1：1-1.5的重量比混合得到的；

所述激发剂为硫酸氰钠和磷酸三钙按照1：0.5-2的重量比混合得到的。

2.根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于，是由以下重量百分比的原料组成的：促进剂4-6%、四羟基乙基乙二胺3%、激发剂3-5%、二萘基甲烷二磺酸钠2%、异丙醇7-10%、月桂酰单异丙醇胺19-22%，余量为水。

3.根据权利要求2所述的混凝土增强剂，其特征在于，是由以下重量百分比的原料组成的：促进剂5%、四羟基乙基乙二胺3%、激发剂4%、二萘基甲烷二磺酸钠2%、异丙醇8%、月桂酰单异丙醇胺21%，余量为水。

4.一种权利要求1所述的混凝土增强剂的制备方法，其特征在于，是由以下步骤组成的：

1）按照1：1-1.5的重量比将N-羟甲基丙烯酰胺和三聚磷酸钠配制成促进剂；

2）按照1：0.5-2的重量比将硫酸氰钠和磷酸三钙配制成激发剂；

3）按照重量百分比称取以下各原料：促进剂3-7%、四羟基乙基乙二胺2-5%、激发剂2-6%、二萘基甲烷二磺酸钠1-3%、异丙醇5-12%、月桂酰单异丙醇胺16-25%，余量为水；

4）将促进剂、四羟基乙基乙二胺、激发剂和二萘基甲烷二磺酸钠混合均匀，得组分1；

5）将组分1缓缓加入到异丙醇、月桂酰单异丙醇胺和水的混合溶液中，混合均匀，得混凝土增强剂。