CN107188450A

CN107188450A - 一种混凝土增效剂

Info

Publication number: CN107188450A
Application number: CN201710510215.1A
Authority: CN
Inventors: 许双健; 陈春; 潘宏梅
Original assignee: Changzhou Jian Xuan Textile Co Ltd
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2017-09-22

Abstract

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土增效剂。它包括以下的原料：混合粉末、纤维、贝壳干燥物、柠檬酸，其中，混合粉末是由高炉矿渣、白云母和钾长石混合而成，纤维是聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维和聚乙烯醇纤维中的一种，本发明制得的混凝土增效剂具有较好的保坍性，加入混凝土中可有效提高胶凝材料的水化程度，节约水泥用量，同时可改善混凝土施工性能，提高混凝土强度，且使用本发明混凝土增效剂与混凝土原材料相容性较好，可减少混凝土泌水，提高其抗渗性能，从而提升混凝土综合性能。

Description

一种混凝土增效剂

技术领域

本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土增效剂。

背景技术

混凝土是由水泥胶凝材料、颗粒状集料（也称为骨料）和水按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，是当代最主要的土木工程材料之一。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。

在常规的环境下，混凝土中有将近20%的水泥没有完全水化，只是起到填充的作用，不能被有效分散，发生化学反应，实际属于未充分反应的水泥，无法有效发挥水泥的效用。另外一方面，由于不同的减水剂对水泥的吸附影响机理不同，减水剂在加入到一定程度后对混凝土就很难再起作用，其经济性和施工性能难以保障。混凝土增效剂是一种新型的混凝土外加剂，也是一种强力的分散剂，其作用机理为：现在的水泥材料颗粒很细，会有一些粘连的颗粒团，普通减水剂不能分散这些特细颗粒聚集体，而混凝土增效剂可以分散这些聚集体，因而使水泥颗粒更充分地与水接触，提高其反应活性，混凝土增效剂还可以充分活化具有潜在活性的矿物掺和料，从而提高胶凝材料的水化程度，节约水泥用量10～15%左右，同时改善混凝土的施工性能、提高混凝土的耐久性，给混凝土相关生产企业带来节能降耗、减少环境污染等一系列可持续发展的优势。

目前，混凝土增效剂产品种类较少，多用聚醚大单体为原料，在使用过程中与混凝土原材料相容性差，且使用后混凝土坍落度损失较快，影响混凝土强度、抗渗性、抗泌水性能的问题，导致混凝土增效剂未能得到快速的广泛应用。因此，亟待开发一种与混凝土原材料相容性好，使用后混凝土坍落度损失小，且不影响混凝土强度、抗渗性及抗泌水性能的混凝土增效剂产品。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有的混凝土增效剂在使用过程中与混凝土原材料相容性差，且使用后混凝土坍落度损失较快，影响混凝土强度、抗渗性、抗泌水性能的问题，提供了一种混凝土增效剂。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种混凝土增效剂，按重量份数计，包括100～120份混合粉末、20～30份纤维、5～10份贝壳干燥物、1～3份柠檬酸；

所述的混合粉末是按重量份数计，包括100～120份高炉矿渣、5～10份白云母和5～10份钾长石。

所述的纤维是聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维和聚乙烯醇纤维中的一种。

所述的纤维还可以进行改性，具体改性步骤为：

（1）按质量比1:5，称取硫酸钛加入去离子水中，得硫酸钛溶液，向硫酸钛溶液中分别加入尿素和聚乙二醇，搅拌后得处理液；

（2）称取纤维，到粉碎机中粉碎，过80～100目筛得纤维粉末，将纤维粉末加入反应釜中，并加入混合纤维粉末质量5～7倍的处理液，密封并加热，保温搅拌反应1～3h；

（3）待反应结束后冷却至室温，出料得滤渣，洗涤，按质量比1:4将洗涤后的滤渣加入水中，并加入水质量3～5%硫代硫酸钠，超声分散，得分散液后离心分离，得沉淀物，干燥，得改性纤维粉末。

所述的尿素质量为硫酸钛溶液质量8～10%，聚乙二醇质量为硫酸钛溶液质量2～4%。

所述的加热温度为100～120℃。

所述的超声分散分散功率为100～120W，超声分散时间为10～20min。

所述的贝壳干燥物的制备方法为：称取贝壳，粉碎后得贝壳粉末，按重量份数计，分别选取20～30份贝壳粉末、10～20份葡萄糖、4～10份蛋白胨，2～4份酵母菌粉，100～150份去离子水，搅拌混合后，在35～40℃温度下密封发酵30～40h，发酵后过滤得发酵物，按质量比1:8，将发酵物加入水中，浸泡1～2h过滤，得发酵物滤渣，放入烘箱中干燥6～8h，得贝壳干燥物。

本发明的有益效果是：

（1）本发明以高炉矿渣为主要原料，并以白云母和钾长石为激发剂，制备得混凝土增效剂后加入混凝土中，在接触水时，可与水进行反应，生成钙矾石，由于钙矾石在混凝土中的生成，可使水泥水化颗粒之间产生更多结合力更强的化学键合，取代原有的范德华力，从而提高混凝土的强度；

（2）本发明在制备的混凝土增效剂中加入化学纤维，并在化学纤维表面负载纳米二氧化钛，再经过硫代硫酸钠改性后，能提高水泥颗粒的分散性，使水泥的水化更充分，同时减少混凝土拌合用水量，减少泌水，并且纤维表面经改性后，可以增强其在混凝土中的分散性，不易团聚；

（3）本发明加入贝壳干燥物，其目的是发酵后的贝壳表面具有优异的多孔结构，比表面积大、表面能高，加入后可以与混凝土相互填充孔隙，提高混凝土的密实度、抗氯离子渗透性，并且贝壳中的钙元素可以进一步增加了钙矾石的生成量，提高混凝土抗渗性，减少混凝土裂缝。

具体实施方式

按质量比1:5，称取硫酸钛加入去离子水中，以800～1000r/min转速搅拌混合10～15min后得硫酸钛溶液，向硫酸钛溶液中分别加入硫酸钛溶液质量8～10%尿素和硫酸钛溶液质量2～4%聚乙二醇，搅拌混合10～15min后得处理液，称取纤维，加入到粉碎机中粉碎，过80～100目筛得纤维粉末，将纤维粉末加入反应釜中，并向反应釜中加入混合纤维粉末质量5～7倍处理液，密封反应釜并设置反应釜温度为100～120℃，保温搅拌反应1～3h，待反应结束后冷却至室温，出料并过滤，得滤渣，将滤渣先用无水乙醇洗涤2～4次后再用温度为50～70℃的水洗涤2～4次，得洗涤后的滤渣，按质量比1:4将洗涤后的滤渣加入水中，并加入水质量3～5%硫代硫酸钠，在100～120W条件下超声分散10～20min，得分散液后加入离心分离机中，在2000～3000r/min转速下离心分离，收集沉淀物，放入烘箱中，在60～70℃温度下干燥6～8h，得改性纤维，称取500～1000g贝壳，加入粉碎机中粉碎，过200～220目筛，得贝壳粉末，按重量份数计，分别取20～30份贝壳粉末、10～20份葡萄糖、4～10份蛋白胨、2～4份酵母菌粉和100～150份去离子水，搅拌混合后，在35～40℃温度下密封发酵30～40h，发酵后过滤得发酵物，按质量比1:8，将发酵物加入水中，浸泡1～2h过滤，得发酵物滤渣，并将发酵物滤渣放入烘箱中，在60～80℃温度下干燥6～8h，得贝壳干燥物，按重量份数计，分别称取100～120份高炉矿渣、5～10份白云母和5～10份钾长石，混合后加入粉碎机中粉碎，过筛，得混合粉末，按重量份数计，分别取100～120份混合粉末、20～30份改性纤维、5～10份贝壳干燥物、1～3份柠檬酸，搅拌混合20～30min，即可得混凝土增效剂。所述的纤维是聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维和聚乙烯醇纤维中的一种。

实例1

称取500g贝壳，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得贝壳粉末，按重量份数计，分别取20份贝壳粉末、10份葡萄糖、4份蛋白胨、2份酵母菌粉和100份去离子水，搅拌混合后，在35℃温度下密封发酵30h，发酵后过滤得发酵物，按质量比1:8，将发酵物加入水中，浸泡1h过滤，得发酵物滤渣，并将发酵物滤渣放入烘箱中，在60℃温度下干燥6h，得贝壳干燥物，按重量份数计，分别称取100份高炉矿渣、5白云母和5份钾长石，混合后加入粉碎机中粉碎，过筛，得混合粉末，按重量份数计，分别取100份混合粉末、20份聚丙烯纤维、5份贝壳干燥物、1份柠檬酸，搅拌混合20min，即可得混凝土增效剂。

实例2

称取500g贝壳，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得贝壳粉末，按重量份数计，分别取20份贝壳粉末、10份葡萄糖、4份蛋白胨、2份酵母菌粉和100份去离子水，搅拌混合后，在35℃温度下密封发酵30h，发酵后过滤得发酵物，按质量比1:8，将发酵物加入水中，浸泡1h过滤，得发酵物滤渣，并将发酵物滤渣放入烘箱中，在60℃温度下干燥6h，得贝壳干燥物，按重量份数计，分别称取100份高炉矿渣、5白云母和5份钾长石，混合后加入粉碎机中粉碎，过筛，得混合粉末，按重量份数计，分别取100份混合粉末、20份聚酯纤维、5份贝壳干燥物、1份柠檬酸，搅拌混合20min，即可得混凝土增效剂。

实例3

按质量比1:5，称取硫酸钛加入去离子水中，以800r/min转速搅拌混合10min后得硫酸钛溶液，向硫酸钛溶液中分别加入硫酸钛溶液质量8%尿素和硫酸钛溶液质量2%聚乙二醇，搅拌混合10min后得处理液，称取聚酰胺纤维，加入到粉碎机中粉碎，过80目筛得纤维粉末，将纤维粉末加入反应釜中，并向反应釜中加入混合纤维粉末质量5倍处理液，密封反应釜并设置反应釜温度为100℃，保温搅拌反应1h，待反应结束后冷却至室温，出料并过滤，得滤渣，将滤渣先用无水乙醇洗涤2次后再用温度为50℃的水洗涤2次，得洗涤后的滤渣，按质量比1:4将洗涤后的滤渣加入水中，并加入水质量3%硫代硫酸钠，在100W条件下超声分散10min，得分散液后加入离心分离机中，在2000r/min转速下离心分离，收集沉淀物，放入烘箱中，在60℃温度下干燥6h，得改性纤维，称取500g贝壳，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得贝壳粉末，按重量份数计，分别取20份贝壳粉末、10份葡萄糖、4份蛋白胨、2份酵母菌粉和100份去离子水，搅拌混合后，在35℃温度下密封发酵30h，发酵后过滤得发酵物，按质量比1:8，将发酵物加入水中，浸泡1h过滤，得发酵物滤渣，并将发酵物滤渣放入烘箱中，在60℃温度下干燥6h，得贝壳干燥物，按重量份数计，分别称取100份高炉矿渣、5白云母和5份钾长石，混合后加入粉碎机中粉碎，过筛，得混合粉末，按重量份数计，分别取100份混合粉末、20份聚酰胺纤维、5份贝壳干燥物、1份柠檬酸，搅拌混合20min，即可得混凝土增效剂。

分别将本发明实例1～3制得的混凝土增效剂为例与市售CTF混凝土增效剂（对比例）按水泥质量的0.5%掺入到C30混凝土中，搅拌180s后，制得混凝土拌合料，将混凝土拌合料浇筑成30cm×30cm×30cm的立方体试件，浇筑完成后静置24h，随后拆模养护即可。其中C30混凝土所用材料配合比如表1所示：表1加入不同混凝土增效剂的C30混凝土所用材料配合比（用量：kg/cm³）

从表1可以看出，使用本发明制得的混凝土增效剂可提高胶凝材料的水化程度，有效节约了水泥用量。

分别对使用本发明实例1～3制得的混凝土增效剂与市售CTF混凝土增效剂（对比例）制成的混凝土立方体试件进行性能测试，其测试结果如表2所示：

表2混凝土立方体试件性能

从表2可以看出，加入本发明制得的混凝土增效剂可有效提高混凝土抗渗、抗泌水性能，同时可有效提高混凝土抗压强度，保坍性能较好。

Claims

1.一种混凝土增效剂，按重量份数计，包括100～120份混合粉末、20～30份纤维、5～10份贝壳干燥物、1～3份柠檬酸；

其特征在于：所述的混合粉末是按重量份数计，包括100～120份高炉矿渣、5～10份白云母和5～10份钾长石。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土增效剂，其特征在于：所述的纤维是聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维和聚乙烯醇纤维中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土增效剂，其特征在于，所述的纤维还可以进行改性，具体改性步骤为：

（1）向硫酸钛溶液中分别加入尿素和聚乙二醇，搅拌后得处理液；

（3）待反应结束后冷却至室温，出料得滤渣，洗涤，按质量比1:4将洗涤后的滤渣加入水中，并加入水质量3～5%硫代硫酸钠，超声分散，得分散液后离心分离，得沉淀物，干燥，得改性纤维。

4.根据权利要求3所述的一种混凝土增效剂，其特征在于：所述的尿素质量为硫酸钛溶液质量8～10%，聚乙二醇质量为硫酸钛溶液质量2～4%。

5.根据权利要求3所述的一种混凝土增效剂，其特征在于：所述的加热温度为100～120℃。

6.根据权利要求3所述的一种混凝土增效剂，其特征在于：所述的超声分散功率为100～120W，超声分散时间为10～20min。

7.根据权利要求1所述的一种混凝土增效剂，其特征在于，所述的贝壳干燥物的制备方法为：称取贝壳，粉碎后得贝壳粉末，按重量份数计，分别选取20～30份贝壳粉末、10～20份葡萄糖、4～10份蛋白胨，2～4份酵母菌粉，100～150份去离子水，搅拌混合后，在35～40℃温度下密封发酵30～40h，发酵后过滤得发酵物，按质量比1:8，将发酵物加入水中，浸泡1～2h过滤，得发酵物滤渣，放入烘箱中干燥6～8h，得贝壳干燥物。