CN109399987B - 一种适用于大体积混凝土的减缩剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于大体积混凝土的减缩剂。由组分A、组分B和组分C组成；所述组分B为三聚丙三醇、乙二醇、新戊二醇中的一种或任意混合；所述组分C为酒石酸、柠檬酸中的一种或任意混合；向羧酸与二乙烯三胺中加入DMAP，抽真空，升温搅拌，反应2‑4h，冷却后加入异丙醇重结晶，过滤即可得到组分A。本发明所述混凝土用减缩剂，可有效降低混凝土收缩50％以上，改善混凝土在大风高温条件下的收缩开裂，提高混凝土的耐久性；对新拌混凝土工作性无不良影响，不会增加混凝土含气量；成分简单，掺量低，同时对硬化混凝土强度无不利影响。

Description

一种适用于大体积混凝土的减缩剂
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种适用于大体积混凝土的减缩剂。
背景技术
混凝土从浇注到硬化，由于体积的变化及其脆性材料的特性，出现裂缝是难以避免的，特别是一些特殊的混凝土结构，例如大体积底板，大体积转换层，超高层建筑、超大跨距桥梁，混凝土裂缝主要由于混凝土收缩引起，混凝土的收缩主要是由于混凝土中水分的迁移产生的，因此控制或抑制混凝土收缩前提是控制混凝土中水分迁移，一是在混凝土浇注以前，从组成材料与配合比设计角度改善混凝土收缩或者因收缩而引起的裂缝形成，二是在混凝土浇注后从养护角度降低混凝土收缩或因收缩引起的开裂，很显然保持混凝土潮湿养护将明显减少混凝土收缩速度和最终的收缩值，实际工程中可采用蓄水养护，但大多数情况下只有通过洒水或采用喷雾以及覆盖潮湿纤维织物等方式进行潮湿养护，然而这些养护方法的效果与操作人员认识程度有很大关系，甚至有些情况下即使采用这些方法也很难对混凝土进行及时或有效的潮湿养护；随着混凝土水灰比降低，混凝土密实度提高，仅通过外部补充水分的措施效果有限，难以解决混凝土自收缩过大的问题。目前混凝土抗裂所用膨胀剂和减缩剂引起人们比较广泛的关注。膨胀剂抑制混凝土收缩主要是利用膨胀剂自身的水化或与水泥水化产物之间反应而产生的微膨胀，来补偿混凝土的收缩。但相关研究结果显示，掺膨胀剂的混凝土在密封或者是养护充分的条件下有效的膨胀可以产生自膨胀现象，但是继续在干燥的环境条件下其膨胀之后的收缩落差较不掺膨胀剂的混凝土更大。虽然现有研究结果都证明减缩剂可以减少收缩，但减缩剂使用时存在与其他化学外加剂相容性不佳，对强度有显著不利影响等问题，一般强度会降低10％以上，而且当减缩剂与减水剂相容性不佳时，混凝土强度降低更加明显，有些情况下可以降低15％以上。除此之外，减缩剂对混凝土成本的增加也是工程界比较关心的问题之一。
发明内容
本发明目的在于提供一种适用于大体积混凝土的减缩剂。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
适用于大体积混凝土的减缩剂，由组分A、组分B和组分C组成；
所述组分A结构式如下：
Figure BDA0001875714880000011
式I中，R为-CH＝CH2、-CHOHCH3或-CH2CHOHCOOH，R1为-H、-CH＝CH2、-CHOHCH3或-CH2CHOHCOOH；
所述组分B为三聚丙三醇、乙二醇、新戊二醇中的一种或任意混合；
所述组分C为酒石酸、柠檬酸中的一种或任意混合。
按上述方案，组分A、组分B、组分C质量比为5:(2-4.5):(0.5-3)。
按上述方案，优化的组分A、组分B、组分C质量比为5:4:1。
按上述方案，所述组分A按以下方法制备而来：
向羧酸与二乙烯三胺中加入4-二甲氨基吡啶(DMAP)，抽真空，升温搅拌，反应2-4h，冷却后加入异丙醇重结晶，过滤即可得到组分A。
按上述方案，所述羧酸包括2-羟基丁二酸、丙烯酸、乳酸中的任意一种。
按上述方案，所述羧酸、二乙烯三胺的摩尔比为1：(1.0-1.2)。
按上述方案，羧酸与二乙烯三胺反应温度为60-90℃。
按上述方案，所述减缩剂由组分A、组分B和组分C混合搅拌均匀制得。
按上述方案，所述减缩剂在凝胶材料中加入量为0.05-0.5wt％。
组分A的反应路线如下：
Figure BDA0001875714880000021
其中，R为-CH＝CH2，-CHOHCH3或-CH2CHOHCOOH，R1为-H，-CH＝CH2，-CHOHCH3或-CH2CHOHCOOH。
有益效果：
(1)本发明所述混凝土用减缩剂，可有效降低混凝土收缩50％以上，改善混凝土在大风高温条件下的收缩开裂，提高混凝土的耐久性；
(2)本发明所述混凝土用减缩剂对新拌混凝土工作性无不良影响，不会增加混凝土含气量；
(3)本发明所述混凝土用减缩剂成分简单，掺量低，同时对硬化混凝土强度无不利影响。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
实施例1
一种适用于大体积混凝土用减缩剂的制备方法如下：
将670g2-羟基丁二酸与550g二乙烯三胺，0.1gDMAP放入圆口烧瓶中，搅拌，反应3小时后，向烧杯中加入异丙醇重结晶，过滤得到组分A。
将50g组分A，30g三聚丙三醇，10g新戊二醇，10g柠檬酸加入烧杯中搅拌均匀，得到减缩剂JS-1。
实施例2
一种适用于大体积混凝土用减缩剂的制备方法如下：
将360g丙烯酸与550g二乙烯三胺，0.1gDMAP放入圆口烧瓶中，搅拌，反应2.5小时后，向烧杯中加入异丙醇重结晶，过滤得到组分A。
将50g组分A，20g三聚丙三醇，10g乙二醇，10g新戊二醇，10g柠檬酸加入烧杯中搅拌均匀，得到减缩剂JS-2。
实施例3
一种适用于大体积混凝土用减缩剂的制备方法如下：
将900g乳酸与550g二乙烯三胺，0.1gDMAP放入圆口烧瓶中，搅拌，反应5小时后，向烧杯中加入异丙醇重结晶，过滤得到组分A。
将50g组分A，10g三聚丙三醇，10g乙二醇，20g新戊二醇，10g酒石酸加入烧杯中搅拌均匀，得到减缩剂JS-3。
将本发明实施例1-3制备的混凝土减缩剂进行混凝土适配实验，实验结果见下表1：
表1实验结果
Figure BDA0001875714880000031
表1
注:1.实验混凝土强度等级为C40，配合比如下：
C40混凝土配合比(kg/m3)
Figure BDA0001875714880000032
水泥为黄石华新水泥厂生产的P.O 42.5普通硅酸盐水泥；机制砂细度模数为2.8；碎石为粒径为5-20mm连续级配的碎石。外加剂组成为聚羧酸减水剂复配引气剂，消泡剂等助剂的混合水溶液。
通过表1对比可知，本发明制备得到的混凝土减缩剂，对混凝土的工作性能及耐久性能均无不良影响，应用于混凝土中可有效降低混凝土28天干燥收缩率50％以上，改善混凝土在大风高温条件下的收缩开裂，提高混凝土的耐久性。
显然，上述实施例仅为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.适用于大体积混凝土的减缩剂，其特征在于由组分A、组分B和组分C组成；
所述组分A结构式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002AA
式I中，R为-CH=CH2、-CHOHCH3或-CH2CHOHCOOH，R1为-H；
所述组分B为三聚丙三醇、乙二醇、新戊二醇中的一种或任意混合；
所述组分C为酒石酸、柠檬酸中的一种或任意混合；
其中，组分A、B、C质量比为5:（2-4.5）:（0.5-3）；所述组分A按以下方法制备而来：
向羧酸与二乙烯三胺中加入4-二甲氨基吡啶，抽真空，升温搅拌，反应2-4h，冷却后加入异丙醇重结晶，过滤即可得到组分A；所述羧酸为2-羟基丁二酸、丙烯酸、乳酸中的任意一种；所述羧酸与二乙烯三胺的摩尔比为1:（1.0-1.2）；反应温度为60-90℃。
2.如权利要求1所述适用于大体积混凝土的减缩剂，其特征在于组分A、B、C质量比为5:4:1。
3.如权利要求1所述适用于大体积混凝土的减缩剂，其特征在于所述减缩剂由组分A、组分B和组分C混合搅拌均匀制得。
4.如权利要求1所述适用于大体积混凝土的减缩剂，其特征在于所述减缩剂在凝胶材料中加入量为0.05-0.5wt%。
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