CN111187027A - 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，涉及混凝土生产技术领域，为了解决现有混凝土增强剂带来的水分易渗透的问题，包括以下原料：乙二醇、异丙醇、聚氨酯乳液、改性硅石粉、亲水性气相白炭黑、改性硅石粉、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、环氧乙烷、甘油、五水偏硅酸钠、缓凝剂、消泡剂、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钙，本发明还公开了所述混凝土增强剂的制备方法，本发明制备的混凝土增强剂用硫酸钠作为减水剂，可以使水泥基的强度得到快速提升；亲水性气相白炭黑作为原料制备获得的混凝土增强剂，对机制砂中的含泥量不敏感，不会因含泥量增大而影响混凝土强度，通过加入木质素磺酸钙，进一步提高了混凝土的抗压强度，具有广阔的市场前景。

Description

一种混凝土增强剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及混凝土生产技术领域，具体是一种混凝土增强剂及其制备方法。

背景技术

混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料，它是由胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿粉等)、骨科(包括砂、石等)以及液体介质(水、外加剂等)经简单机械拌和而成的复合材料体系。

混凝土也是一种复杂多相的复合材料体系，不同相之间的界面过渡区是影响混凝土综合性能最重要的因素，混凝土的许多质量问题归根到底都是界面过渡区有缺陷而产生的。随着科学技术的进步，混凝土外加剂和混凝土增强剂的使用，使得混凝土的性能得到了显著的提高，但与此同时也带来了其他问题，如:水分易侵入，易渗透。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土增强剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混凝土增强剂，包括以下按照重量份的原料：乙二醇10-30份、异丙醇10-20份、聚氨酯乳液10-20份、改性硅石粉1-5份、亲水性气相白炭黑4-10份、改性硅石粉2-10份、硫酸钠1-5份、羟丙基甲基纤维素1-3份、环氧乙烷5-9份、甘油10-16份、五水偏硅酸钠3-7份、缓凝剂4-8份、消泡剂3-11份、十二烷基苯磺酸钠1-4份、木质素磺酸钙2-6份。

作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：乙二醇15-25份、异丙醇12-18份、聚氨酯乳液12-18份、改性硅石粉2-4份、亲水性气相白炭黑6-8份、改性硅石粉4-8份、硫酸钠2-3份、羟丙基甲基纤维素1.5-2.5份、环氧乙烷6-8份、甘油11-15份、五水偏硅酸钠4-6份、缓凝剂5-7份、消泡剂5-9份、十二烷基苯磺酸钠2-3份、木质素磺酸钙3-5份。

作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：乙二醇20份、异丙醇15份、聚氨酯乳液15份、改性硅石粉3份、亲水性气相白炭黑7份、改性硅石粉6份、硫酸钠3份、羟丙基甲基纤维素2份、环氧乙烷7份、甘油13份、五水偏硅酸钠5份、缓凝剂6份、消泡剂7份、十二烷基苯磺酸钠2.5份、木质素磺酸钙4份。

作为本发明进一步的方案：所述改性硅石粉的制备方法如下：将硅石粉在温度为450-550℃焙烧2-4小时，取焙烧后的硅石粉与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比为15:1混合，加入6-10倍的水中超声分散20-30min，超声频率为40-50KHz、超声功率为200-400W，得到混合液A，向混合液A中添加其总质量0.1-0.3％硼酸锌、0.2-0.4％聚磷酸铵搅拌20-30min，离心，干燥即得改性硅石粉。

作为本发明进一步的方案：所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。

作为本发明进一步的方案：所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。

作为本发明进一步的方案：所述混凝土增强剂的制备方法，步骤如下：

1)按配比称取各原料；

2)将乙二醇、异丙醇、聚氨酯乳液、改性硅石粉、亲水性气相白炭黑、改性硅石粉、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、环氧乙烷、甘油、五水偏硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钙依次加入至制备器皿中形成混合物，充分搅拌混合得到混合物A；

3)将缓凝剂、消泡剂加入混合物A中，以500-600rpm/min转速搅拌混合物至混合分散均匀，持续搅拌的时间20-40min后，制备得到所需混凝土增强剂。

作为本发明进一步的方案：上述混凝土增强剂在制备混凝土中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备的混凝土增强剂加入聚氨酯乳液为粘结性能较好的材料，提高了混凝土的粘结性；硫酸钠作为减水剂，可以使水泥基的强度得到快速提升；羟丙基甲基纤维素作为保水剂，可以增加增强剂的施工性；亲水性气相白炭黑作为原料制备获得的混凝土增强剂，对机制砂中的含泥量不敏感，不会因含泥量增大而影响混凝土强度，通过加入木质素磺酸钙，进一步提高了混凝土的抗压强度，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，一种混凝土增强剂，包括以下按照重量份的原料：乙二醇10份、异丙醇10份、聚氨酯乳液10份、改性硅石粉1份、亲水性气相白炭黑4份、改性硅石粉2份、硫酸钠1份、羟丙基甲基纤维素1份、环氧乙烷5份、甘油10份、五水偏硅酸钠3份、缓凝剂4份、消泡剂3份、十二烷基苯磺酸钠1份、木质素磺酸钙2份。

其中，所述改性硅石粉的制备方法如下：将硅石粉在温度为450℃焙烧2小时，取焙烧后的硅石粉与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比为15:1混合，加入6倍的水中超声分散20min，超声频率为40KHz、超声功率为200W，得到混合液A，向混合液A中添加其总质量0.1％硼酸锌、0.2％聚磷酸铵搅拌20min，离心，干燥即得改性硅石粉。

所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。

所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。

本实施例中，所述混凝土增强剂的制备方法，步骤如下：

1)按配比称取各原料；

2)将乙二醇、异丙醇、聚氨酯乳液、改性硅石粉、亲水性气相白炭黑、改性硅石粉、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、环氧乙烷、甘油、五水偏硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钙依次加入至制备器皿中形成混合物，充分搅拌混合得到混合物A；

3)将缓凝剂、消泡剂加入混合物A中，以500rpm/min转速搅拌混合物至混合分散均匀，持续搅拌的时间20min后，制备得到所需混凝土增强剂。

实施例2

本发明实施例中，一种混凝土增强剂，包括以下按照重量份的原料：乙二醇15份、异丙醇12份、聚氨酯乳液12份、改性硅石粉2份、亲水性气相白炭黑6份、改性硅石粉4份、硫酸钠2份、羟丙基甲基纤维素1.5份、环氧乙烷6份、甘油11份、五水偏硅酸钠4份、缓凝剂5份、消泡剂5份、十二烷基苯磺酸钠2份、木质素磺酸钙3份。

其中，所述改性硅石粉的制备方法如下：将硅石粉在温度为475℃焙烧2小时，取焙烧后的硅石粉与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比为15:1混合，加入6倍的水中超声分散20min，超声频率为40KHz、超声功率为250W，得到混合液A，向混合液A中添加其总质量0.1％硼酸锌、0.2％聚磷酸铵搅拌20min，离心，干燥即得改性硅石粉。

所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。

所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。

本实施例中，所述混凝土增强剂的制备方法，步骤如下：

1)按配比称取各原料；

2)将乙二醇、异丙醇、聚氨酯乳液、改性硅石粉、亲水性气相白炭黑、改性硅石粉、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、环氧乙烷、甘油、五水偏硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钙依次加入至制备器皿中形成混合物，充分搅拌混合得到混合物A；

3)将缓凝剂、消泡剂加入混合物A中，以520rpm/min转速搅拌混合物至混合分散均匀，持续搅拌的时间25min后，制备得到所需混凝土增强剂。

实施例3

本发明实施例中，一种混凝土增强剂，包括以下按照重量份的原料：乙二醇20份、异丙醇15份、聚氨酯乳液15份、改性硅石粉3份、亲水性气相白炭黑7份、改性硅石粉6份、硫酸钠3份、羟丙基甲基纤维素2份、环氧乙烷7份、甘油13份、五水偏硅酸钠5份、缓凝剂6份、消泡剂7份、十二烷基苯磺酸钠2.5份、木质素磺酸钙4份。

其中，所述改性硅石粉的制备方法如下：将硅石粉在温度为500℃焙烧3小时，取焙烧后的硅石粉与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比为15:1混合，加入8倍的水中超声分散25min，超声频率为45KHz、超声功率为300W，得到混合液A，向混合液A中添加其总质量0.2％硼酸锌、0.3％聚磷酸铵搅拌25min，离心，干燥即得改性硅石粉。

所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。

所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。

本实施例中，所述混凝土增强剂的制备方法，步骤如下：

1)按配比称取各原料；

2)将乙二醇、异丙醇、聚氨酯乳液、改性硅石粉、亲水性气相白炭黑、改性硅石粉、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、环氧乙烷、甘油、五水偏硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钙依次加入至制备器皿中形成混合物，充分搅拌混合得到混合物A；

3)将缓凝剂、消泡剂加入混合物A中，以550rpm/min转速搅拌混合物至混合分散均匀，持续搅拌的时间30min后，制备得到所需混凝土增强剂。

实施例4

本发明实施例中，一种混凝土增强剂，包括以下按照重量份的原料：乙二醇25份、异丙醇18份、聚氨酯乳液18份、改性硅石粉4份、亲水性气相白炭黑8份、改性硅石粉8份、硫酸钠3份、羟丙基甲基纤维素2.5份、环氧乙烷8份、甘油15份、五水偏硅酸钠6份、缓凝剂7份、消泡剂9份、十二烷基苯磺酸钠3份、木质素磺酸钙5份。

其中，所述改性硅石粉的制备方法如下：将硅石粉在温度为525℃焙烧4小时，取焙烧后的硅石粉与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比为15:1混合，加入9倍的水中超声分散30min，超声频率为50KHz、超声功率为350W，得到混合液A，向混合液A中添加其总质量0.3％硼酸锌、0.4％聚磷酸铵搅拌30min，离心，干燥即得改性硅石粉。

所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。

所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。

本实施例中，所述混凝土增强剂的制备方法，步骤如下：

1)按配比称取各原料；

2)将乙二醇、异丙醇、聚氨酯乳液、改性硅石粉、亲水性气相白炭黑、改性硅石粉、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、环氧乙烷、甘油、五水偏硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钙依次加入至制备器皿中形成混合物，充分搅拌混合得到混合物A；

3)将缓凝剂、消泡剂加入混合物A中，以580rpm/min转速搅拌混合物至混合分散均匀，持续搅拌的时间35min后，制备得到所需混凝土增强剂。

实施例5

本发明实施例中，一种混凝土增强剂，包括以下按照重量份的原料：乙二醇30份、异丙醇20份、聚氨酯乳液20份、改性硅石粉5份、亲水性气相白炭黑10份、改性硅石粉10份、硫酸钠5份、羟丙基甲基纤维素3份、环氧乙烷9份、甘油16份、五水偏硅酸钠7份、缓凝剂8份、消泡剂11份、十二烷基苯磺酸钠4份、木质素磺酸钙6份。

其中，所述改性硅石粉的制备方法如下：将硅石粉在温度为550℃焙烧4小时，取焙烧后的硅石粉与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比为15:1混合，加入10倍的水中超声分散30min，超声频率为50KHz、超声功率为400W，得到混合液A，向混合液A中添加其总质量0.3％硼酸锌、0.4％聚磷酸铵搅拌30min，离心，干燥即得改性硅石粉。

所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。

所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。

本实施例中，所述混凝土增强剂的制备方法，步骤如下：

1)按配比称取各原料；

2)将乙二醇、异丙醇、聚氨酯乳液、改性硅石粉、亲水性气相白炭黑、改性硅石粉、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、环氧乙烷、甘油、五水偏硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钙依次加入至制备器皿中形成混合物，充分搅拌混合得到混合物A；

3)将缓凝剂、消泡剂加入混合物A中，以600rpm/min转速搅拌混合物至混合分散均匀，持续搅拌的时间40min后，制备得到所需混凝土增强剂。

对比例1

与实施例3相比，不含亲水性气相白炭黑，其他与实施例3相同；

对比例2

与实施例3相比，不含木质素磺酸钙，其他与实施例3相同；

对比例3

与实施例3相比，不含亲水性气相白炭黑和木质素磺酸钙，其他与实施例3相同。

性能验证

从以上结果可以看出，本发明制备的混凝土增强剂硫酸钠作为减水剂，可以使水泥基的强度得到快速提升；羟丙基甲基纤维素作为保水剂，可以增加增强剂的施工性；亲水性气相白炭黑作为原料制备获得的混凝土增强剂，对机制砂中的含泥量不敏感，不会因含泥量增大而影响混凝土强度，通过加入木质素磺酸钙，进一步提高了混凝土的抗压强度，具有广阔的市场前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种混凝土增强剂，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：乙二醇10-30份、异丙醇10-20份、聚氨酯乳液10-20份、改性硅石粉1-5份、亲水性气相白炭黑4-10份、改性硅石粉2-10份、硫酸钠1-5份、羟丙基甲基纤维素1-3份、环氧乙烷5-9份、甘油10-16份、五水偏硅酸钠3-7份、缓凝剂4-8份、消泡剂3-11份、十二烷基苯磺酸钠1-4份、木质素磺酸钙2-6份。

2.根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：乙二醇15-25份、异丙醇12-18份、聚氨酯乳液12-18份、改性硅石粉2-4份、亲水性气相白炭黑6-8份、改性硅石粉4-8份、硫酸钠2-3份、羟丙基甲基纤维素1.5-2.5份、环氧乙烷6-8份、甘油11-15份、五水偏硅酸钠4-6份、缓凝剂5-7份、消泡剂5-9份、十二烷基苯磺酸钠2-3份、木质素磺酸钙3-5份。

3.根据权利要求2所述的混凝土增强剂，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：乙二醇20份、异丙醇15份、聚氨酯乳液15份、改性硅石粉3份、亲水性气相白炭黑7份、改性硅石粉6份、硫酸钠3份、羟丙基甲基纤维素2份、环氧乙烷7份、甘油13份、五水偏硅酸钠5份、缓凝剂6份、消泡剂7份、十二烷基苯磺酸钠2.5份、木质素磺酸钙4份。

4.根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于，所述改性硅石粉的制备方法如下：将硅石粉在温度为450-550℃焙烧2-4小时，取焙烧后的硅石粉与γ-氨丙基三乙氧基硅烷按照质量比为15:1混合，加入6-10倍的水中超声分散20-30min，超声频率为40-50KHz、超声功率为200-400W，得到混合液A，向混合液A中添加其总质量0.1-0.3％硼酸锌、0.2-0.4％聚磷酸铵搅拌20-30min，离心，干燥即得改性硅石粉。

5.根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于，所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。

6.根据权利要求1所述的混凝土增强剂，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯醚类消泡剂。

7.如权利要求1-6任一所述的混凝土增强剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1)按配比称取各原料；

2)将乙二醇、异丙醇、聚氨酯乳液、改性硅石粉、亲水性气相白炭黑、改性硅石粉、硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、环氧乙烷、甘油、五水偏硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钙依次加入至制备器皿中形成混合物，充分搅拌混合得到混合物A；

3)将缓凝剂、消泡剂加入混合物A中，以500-600rpm/min转速搅拌混合物至混合分散均匀，持续搅拌的时间20-40min后，制备得到所需混凝土增强剂。

8.如权利要求1-6任一所述的混凝土增强剂在制备混凝土中的应用。