CN108793818A - 一种提高混凝土耐久性的外加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高混凝土耐久性的外加剂及其制备方法，该外加剂由以下重量份的原料制备而成：聚萘甲醛磺酸钠盐30～50份、脂肪胺聚氧乙烯基醚18～25份、纳米二氧化钛13～15份、硫酸盐0.2～0.3份、硬脂酸0.5～1.7份、纳米硅颗粒2.5～5.5份、氟硅酸钠16～20份、纳米碳酸钙2.5～8.5份、丙烯酸乳液20～30份、十二烷基硫酸钠5～8份、环氧改性聚硅氧烷3～6份、聚羧酸型减水剂11～19份、羧甲基纤维素钠0.5～0.9份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂5～10份。本发明可以显著提高混凝土的抗渗性能、抗压强度和耐腐蚀性能，从而延长混凝土的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种提高混凝土耐久性的外加剂及其制备方法。
背景技术
混凝土外加剂是在搅拌混凝土过程中掺入，占水泥质量5％以下的，能显著改善混凝土性能的化学物质，在混凝土中掺入外加剂，具有投资少、见效快、技术经济效益显著的特点。随着科学技术的不断进步，外加剂已越来越多地得到应用，工程上常用外加剂可分为四类：
1、改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括减水剂、引气剂和泵送剂。
2、调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂。
3、改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。
4、改善混凝土其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂。
这些外加剂具有改善混凝土某一性能的特点。但是，目前还没有一种功能性外加剂能同时提高混凝土耐侵蚀性能、抗渗性能和耐久性。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高混凝土耐久性的外加剂及其制备方法，该外加剂可以显著提高混凝土的抗渗性能、耐久性和耐腐蚀性能，从而延长混凝土的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种提高混凝土耐久性的外加剂，由以下重量份的原料制备而成：
聚萘甲醛磺酸钠盐30～50份、脂肪胺聚氧乙烯基醚18～25份、纳米二氧化钛13～15份、硫酸盐0.2～0.3份、硬脂酸0.5～1.7份、纳米硅颗粒2.5～5.5份、氟硅酸钠16～20份、纳米碳酸钙2.5～8.5份、丙烯酸乳液20～30份、十二烷基硫酸钠5～8份、环氧改性聚硅氧烷3～6份、聚羧酸型减水剂11～19份、羧甲基纤维素钠0.5～0.9份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂5～10份。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
聚萘甲醛磺酸钠盐30份、脂肪胺聚氧乙烯基醚18份、纳米二氧化钛13份、硫酸盐0.2份、硬脂酸0.5份、纳米硅颗粒2.5份、氟硅酸钠16份、纳米碳酸钙2.5份、丙烯酸乳液20份、十二烷基硫酸钠5份、环氧改性聚硅氧烷3份、聚羧酸型减水剂11份、羧甲基纤维素钠0.5份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂5份。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
聚萘甲醛磺酸钠盐50份、脂肪胺聚氧乙烯基醚25份、纳米二氧化钛15份、硫酸盐0.3份、硬脂酸1.7份、纳米硅颗粒5.5份、氟硅酸钠20份、纳米碳酸钙8.5份、丙烯酸乳液30份、十二烷基硫酸钠8份、环氧改性聚硅氧烷6份、聚羧酸型减水剂19份、羧甲基纤维素钠0.9份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂10份。
优选地，由以下重量份的原料制备而成：
聚萘甲醛磺酸钠盐40份、脂肪胺聚氧乙烯基醚21.5份、纳米二氧化钛14份、硫酸盐0.25份、硬脂酸1.1份、纳米硅颗粒4份、氟硅酸钠18份、纳米碳酸钙5.5份、丙烯酸乳液25份、十二烷基硫酸钠6.5份、环氧改性聚硅氧烷6.5份、聚羧酸型减水剂15份、羧甲基纤维素钠0.7份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂7.5份。
优选地，聚萘甲醛磺酸钠盐50份、脂肪胺聚氧乙烯基醚25份、纳米二氧化钛15份、硫酸盐0.3份、硬脂酸1.7份、纳米硅颗粒5.5份、氟硅酸钠20份、纳米碳酸钙8.5份、丙烯酸乳液30份、十二烷基硫酸钠8份、环氧改性聚硅氧烷6份、聚羧酸型减水剂0.9份、羧甲基纤维素钠0.9份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂10份。
优选地，聚萘甲醛磺酸钠盐40份、脂肪胺聚氧乙烯基醚21.5份、纳米二氧化钛14份、硫酸盐0.25份、硬脂酸1.1份、纳米硅颗粒4份、氟硅酸钠18份、纳米碳酸钙5.5份、丙烯酸乳液25份、十二烷基硫酸钠6.5份、环氧改性聚硅氧烷6.5份、聚羧酸型减水剂0.6份、羧甲基纤维素钠0.7份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂7.5份。
本发明还提供了上述一种提高混凝土耐久性的外加剂的制备方法，该外加剂由组分A和组分B构成，包括如下步骤：
S1、按上述的配方称取各组分；
S2、取一配料罐，加入所称取的聚萘甲醛磺酸钠盐、硬脂酸、硫酸盐，开启分散机进行分散搅拌，搅拌状态加入称取的有脂肪胺聚氧乙烯基醚、纳米二氧化钛，800-2000r/min搅拌30min，得混合物；
S3、另取一配料罐，加入所称取的丙烯酸乳液、聚羧酸型减水剂、纳米碳酸钙，800-2000r/min搅拌30min后，在0.6MPa的压力下加入步骤S2所得的混合物，搅拌均匀，得组分A；
S4、另取一配料罐，加入所称取的氟硅酸钠、纳米硅颗粒和环氧改性聚硅氧烷，开启分散机，800-2000r/min，搅拌10min后，加入称取的十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠和含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂,800-2000r/min搅拌30min，得组分B。
本发明可以显著提高混凝土的抗渗性能、抗压强度和耐腐蚀性能，从而延长混凝土的使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
S1、按重量份称取：聚萘甲醛磺酸钠盐30份、脂肪胺聚氧乙烯基醚18份、纳米二氧化钛13份、硫酸盐0.2份、硬脂酸0.5份、纳米硅颗粒2.5份、氟硅酸钠16份、纳米碳酸钙2.5份、丙烯酸乳液20份、十二烷基硫酸钠5份、环氧改性聚硅氧烷3份、聚羧酸型减水剂11份、羧甲基纤维素钠0.5份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂5份；
S2、取一配料罐，加入所称取的聚萘甲醛磺酸钠盐、硬脂酸、硫酸盐，开启分散机进行分散搅拌，搅拌状态加入称取的有脂肪胺聚氧乙烯基醚、纳米二氧化钛，800-2000r/min搅拌30min，得混合物；
S3、另取一配料罐，加入所称取的丙烯酸乳液、聚羧酸型减水剂、纳米碳酸钙，开启分散机，800-2000r/min搅拌30min后，在0.6MPa的压力下加入步骤S2所得的混合物，搅拌均匀，得组分A；
S4、另取一配料罐，加入所称取的氟硅酸钠、纳米硅颗粒和环氧改性聚硅氧烷，800-2000r/min，搅拌10min后，加入称取的十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠和含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂,800-2000r/min搅拌30min，得组分B。
实施例2
S1、按重量份称取：聚萘甲醛磺酸钠盐50份、脂肪胺聚氧乙烯基醚25份、纳米二氧化钛15份、硫酸盐0.3份、硬脂酸1.7份、纳米硅颗粒5.5份、氟硅酸钠20份、纳米碳酸钙8.5份、丙烯酸乳液30份、十二烷基硫酸钠8份、环氧改性聚硅氧烷6份、聚羧酸型减水剂19份、羧甲基纤维素钠0.9份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂10份；
S2、取一配料罐，加入所称取的聚萘甲醛磺酸钠盐、硬脂酸、硫酸盐，开启分散机进行分散搅拌，搅拌状态加入称取的有脂肪胺聚氧乙烯基醚、纳米二氧化钛，800-2000r/min搅拌30min，得混合物；
S3、另取一配料罐，加入所称取的丙烯酸乳液、聚羧酸型减水剂、纳米碳酸钙，开启分散机，800-2000r/min搅拌30min后，在0.6MPa的压力下加入步骤S2所得的混合物，搅拌均匀，得组分A；
S4、另取一配料罐，加入所称取的氟硅酸钠、纳米硅颗粒和环氧改性聚硅氧烷，800-2000r/min，搅拌10min后，加入称取的十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠和含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂,800-2000r/min搅拌30min，得组分B。
实施例3
S1、按重量份称取：聚萘甲醛磺酸钠盐40份、脂肪胺聚氧乙烯基醚21.5份、纳米二氧化钛14份、硫酸盐0.25份、硬脂酸1.1份、纳米硅颗粒4份、氟硅酸钠18份、纳米碳酸钙5.5份、丙烯酸乳液25份、十二烷基硫酸钠6.5份、环氧改性聚硅氧烷6.5份、聚羧酸型减水剂15份、羧甲基纤维素钠0.7份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂7.5份；
S2、取一配料罐，加入所称取的聚萘甲醛磺酸钠盐、硬脂酸、硫酸盐，开启分散机进行分散搅拌，搅拌状态加入称取的有脂肪胺聚氧乙烯基醚、纳米二氧化钛，800-2000r/min搅拌30min，得混合物；
S3、另取一配料罐，加入所称取的丙烯酸乳液、聚羧酸型减水剂、纳米碳酸钙，800-2000r/min搅拌30min后，在0.6MPa的压力下加入步骤S2所得的混合物，搅拌均匀，得组分A；
S4、另取一配料罐，加入所称取的氟硅酸钠、纳米硅颗粒和环氧改性聚硅氧烷，开启分散机，800-2000r/min，搅拌10min后，加入称取的十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠和含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂,800-2000r/min搅拌30min，得组分B。
本具体实施所得的外加剂使用时的掺入量为：按水泥质量的3.0～5wt％，使用时，A组分和B组分同时添加，搅拌均匀即可。
本具体实施中以脂肪胺聚氧乙烯基醚和十二烷基硫酸钠复配作为引气剂，在混凝土中引入大量分布均匀的微小稳定气泡，从而改善混凝土的抗渗性和抗冻性，气泡也使得混凝土的弹性模量降低，抗裂性提高；丙烯酸乳液经反应后可逐渐生成丙烯酸树脂，可填充混凝土内部的间隙，提高其抗渗性，同时丙烯酸树脂本身具备的高韧性赋予混凝土较强的耐机械力性能。引入全氟烷基的丙烯酸系添加剂作为耐化学品改性剂，在混凝土制备的过程中即可完全迁移到混凝土表面形成一层与水不相容且具有较强的耐酸碱性能的保护膜，可以显著提高混凝土的耐腐蚀性能；纳米硅颗粒具有特殊的网状结构，与纳米碳酸钙配合，在混凝土浆体原有的网状结构的基础上建立一个新的网状结构，有效阻止了混凝土内部微裂纹的扩展，提高了混凝土的抗弯拉强度；硬脂酸作为防水剂，在可以提高混凝土抗渗性的同时，能有效降低氯离子的渗透速率；硫酸盐与水泥中的铝相组分反应生成的适当数量膨胀的钙矾石，钙矾石会填充硬化体的孔隙，使之更加密实。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种提高混凝土耐久性的外加剂，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：
聚萘甲醛磺酸钠盐30～50份、脂肪胺聚氧乙烯基醚18～25份、纳米二氧化钛13～15份、硫酸盐0.2～0.3份、硬脂酸0.5～1.7份、纳米硅颗粒2.5～5.5份、氟硅酸钠16～20份、纳米碳酸钙2.5～8.5份、丙烯酸乳液20～30份、十二烷基硫酸钠5～8份、环氧改性聚硅氧烷3～6份、聚羧酸型减水剂11～19份、羧甲基纤维素钠0.5～0.9份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂5～10份。
2.如权利要求1所述的一种提高混凝土耐久性的外加剂，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：聚萘甲醛磺酸钠盐30份、脂肪胺聚氧乙烯基醚18份、纳米二氧化钛13份、硫酸盐0.2份、硬脂酸0.5份、纳米硅颗粒2.5份、氟硅酸钠16份、纳米碳酸钙2.5份、丙烯酸乳液20份、十二烷基硫酸钠5份、环氧改性聚硅氧烷3份、聚羧酸型减水剂11份、羧甲基纤维素钠0.5份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂5份。
3.如权利要求1所述的一种提高混凝土耐久性的外加剂，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：聚萘甲醛磺酸钠盐50份、脂肪胺聚氧乙烯基醚25份、纳米二氧化钛15份、硫酸盐0.3份、硬脂酸1.7份、纳米硅颗粒5.5份、氟硅酸钠20份、纳米碳酸钙8.5份、丙烯酸乳液30份、十二烷基硫酸钠8份、环氧改性聚硅氧烷6份、聚羧酸型减水剂19份、羧甲基纤维素钠0.9份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂10份。
4.如权利要求1所述的一种提高混凝土耐久性的外加剂，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：聚萘甲醛磺酸钠盐40份、脂肪胺聚氧乙烯基醚21.5份、纳米二氧化钛14份、硫酸盐0.25份、硬脂酸1.1份、纳米硅颗粒4份、氟硅酸钠18份、纳米碳酸钙5.5份、丙烯酸乳液25份、十二烷基硫酸钠6.5份、环氧改性聚硅氧烷6.5份、聚羧酸型减水剂15份、羧甲基纤维素钠0.7份、含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂7.5份。
5.一种提高混凝土耐久性的外加剂的制备方法，该外加剂由组分A和组分B构成，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按权利要求1～4任一项所述的配方称取各组分；
S2、取一配料罐，加入所称取的聚萘甲醛磺酸钠盐、硬脂酸、硫酸盐，开启分散机进行分散搅拌，搅拌状态加入称取的有脂肪胺聚氧乙烯基醚、纳米二氧化钛，800-2000r/min搅拌30min，得混合物；
S3、另取一配料罐，加入所称取的丙烯酸乳液、聚羧酸型减水剂、纳米碳酸钙，开启分散机，800-2000r/min搅拌30min后，在0.6MPa的压力下加入步骤S2所得的混合物，搅拌均匀，得组分A；
S4、另取一配料罐，加入所称取的氟硅酸钠、纳米硅颗粒和环氧改性聚硅氧烷，800-2000r/min，搅拌10min后，加入称取的十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠和含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂,800-2000r/min搅拌30min，得组分B。
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