CN111825390B - 一种自养护混凝土 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自养护混凝土，包括混凝土和抑制乳液，抑制乳液包含以下重量份的原料:长链烯酸3~4.6份，交联剂0.01~0.03份，脂肪酸酯0.1~0.3份，乳化剂0.2~0.3份，水；其制备方法为：S1.将长链烯酸、交联剂、脂肪酸酯、乳化剂以及水搅拌，得到抑制乳液，S2.将砂、矿物掺和料以及膨胀剂进行预搅拌，然后边搅拌边加入水泥，继续搅拌，在搅拌过程中逐渐加入水，再搅拌2分钟，得到混凝土，S3.在混凝土表面喷洒抑制乳液，得到自养护混凝土；本发明的自养护混凝土具有有效提高混凝土水分蒸发的抑制作用，提高混凝土的养护效果的优点。

Description

一种自养护混凝土

技术领域

本发明涉及混凝土的领域，更具体地说，它涉及一种自养护混凝土。

背景技术

随着城市建设速度的不断加快，道路建设和建筑建设的规模也在不断扩大，这使得混凝土的需求日益增多，混凝土的市场发展前景可观；混凝土是由胶凝材料，粗细骨料，水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的人工石材，混凝土使用时一般设有养护的步骤，混凝土养护是人为造成一定的湿度和温度条件，使刚浇筑的混凝土得以正常的或加速其硬化和强度增长，否则，当混凝土中的水分蒸发过快时，已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，容易在混凝土表面出现片状或粉状脱落，甚至出现裂纹。

混凝土养护的方式有多种，其中一种是采用在混凝土表面喷洒抑制剂的方式来实现养护，抑制剂会在混凝土表面成膜，抑制混凝土中的水分蒸发，达到养护的目的。

公告号为CN105503019B的中国专利文献公开了混凝土水分蒸发抑制剂的制备方法，其制备方法如下：配制所述混凝土水分蒸发抑制剂的组分包括C15-C20的长链醇、乳化剂、水和可选的增稠剂、消泡剂，将长链醇、乳化剂、预乳化用水混合，在长链醇完全融化状态下于40℃以上高速剪切乳化，所述预乳化用水的质量为组分中全部用水量的15％-50％；然后在1min以内快速加入5-30℃剩余的水，高速剪切搅拌至混合均匀；可选的继续加入增稠剂和消泡剂，混合均匀得到混凝土水分蒸发抑制剂，将混凝土水分蒸发抑制剂喷洒到混凝土的表面，形成保护膜，抑制水分蒸发，以保证水化作用的进行。

然而，由于长链醇形成的膜常常会存在强度低的问题，长链醇形成的膜的阻水能力较低，导致抑制水分蒸发的作用不够强，影响水化作用。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种自养护混凝土，其具有有效提高混凝土水分蒸发的抑制作用，提高混凝土的养护效果的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种自养护混凝土的制备方法，其具有制备出的混凝土保水性良好的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种自养护混凝土，包括混凝土和抑制乳液，所述混凝土包含以下重量份的原料：

水泥，1000～1600份；

砂，1500～2300份；

矿物掺和料，80～140份；

膨胀剂，30～70份；

水；1100～1500份；

所述抑制乳液包含以下重量份的原料:

长链烯酸，3～4.6份；

交联剂，0.01～0.03份

脂肪酸酯，0.1～0.3份；

乳化剂，0.2～0.3份；

水，60～100份。

通过采用上述技术方案，长链烯酸的羧基与混凝土晶格中的羟基之间通过氢键键合的方式连接，使长链烯酸有序的排布于混凝土表面，形成抑制混凝土水分蒸发的保护膜，并且在交联剂的作用下，长链烯酸之间通过自身的双键交联，形成网状结构，使保护膜的结构更加紧密，从而提高保护膜的强度，有效提高混凝土水分蒸发的抑制作用，提高混凝土的养护效果。

进一步地，按照重量份，所述抑制乳液还包括聚环氧琥珀酸1～1.5份。

通过采用上述技术方案，聚环氧琥珀酸有助于提高长链烯酸在混凝土表面分布的均匀性，从而提高长链烯酸成膜后的阻水效果。

进一步地，所述膨胀剂为铝粉。

通过采用上述技术方案，铝粉作为膨胀剂分布于混凝土中，提高混凝土的抗渗性，同时长链烯酸中带负电荷的羧基能够与带正电荷的铝粉形成离子键，使保护膜与混凝土的结合强度提高，从而提高保护膜保水效果。

进一步地，所述铝粉先经过预处理，预处理步骤为：将铝粉、硅烷偶联剂KH845-4以及乙醇按照1:(0.2～0.5):10的重量比在40～60℃下搅拌1～2h，过滤，用乙醇洗涤，干燥，得到预处理后的铝粉。

通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂KH845-4对铝粉进行预处理，使铝粉在混凝土体系中的分散性提高，铝粉靠近混凝土表面的比例增加，进一步提高保护膜在混凝土表面的铺展效果，

进一步地，所述乳化剂选自十八胺聚氧乙烯醚。

通过采用上述技术方案，十八胺聚氧乙烯醚能够提高乳液体系的稳定性。

进一步地，所述长链烯酸选自2-十二烯酸和9-十八烯酸中的一种。

通过采用上述技术方案，2-十二烯酸和9-十八烯酸的烷烃较长，对疏水性较高，对水分蒸发的阻挡能力也较高。

进一步地，所述交联剂选自过氧化二苯甲酰。

通过采用上述技术方案，过氧化二苯甲酰可以促进长链烯酸之间的双键交联。

进一步地，所述砂选自白云石砂。

进一步地，所述矿物掺和料选自粉煤灰、硅灰和沸石粉的其中一种。

通过采用上述技术方案，提高混凝土内部的结构强度和硬度。

进一步地，所述脂肪酸酯选自月桂酸乙酯。

通过采用上述技术方案，月桂酸乙酯能够提高长链烯酸在乳液体系中的稳定性。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种自养护混凝土的制备方法，包括以下步骤：

S1.将长链烯酸、交联剂、脂肪酸酯、乳化剂以及水在60～75℃下搅拌2～3h，得到抑制乳液；

S2.将砂、矿物掺和料以及膨胀剂进行预搅拌，然后边搅拌边加入水泥，继续搅拌，在搅拌过程中逐渐加入水，再搅拌2分钟，得到混凝土；

S3.在所述混凝土表面喷洒所述抑制乳液，得到所述自养护混凝土。

通过采用上述技术方案，所得的自养护混凝土的保水性良好，养护效果好。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.长链烯酸的羧基与混凝土晶格中的羟基之间通过氢键键合的方式连接，使长链烯酸有序的排布于混凝土表面，形成抑制混凝土水分蒸发的保护膜，并且在交联剂的作用下，长链烯酸之间通过自身的双键交联，形成网状结构，使保护膜的结构更加紧密，从而提高保护膜的强度，有效提高混凝土水分蒸发的抑制作用，提高混凝土的养护效果。

2.铝粉可以提高混凝土的抗渗性，同时铝粉经硅烷偶联剂KH845-4预处理后在混凝土体系中的分散性提高，长链烯酸中带负电荷的羧基能够与带正电荷的铝粉形成离子键，使保护膜与混凝土的结合强度提高，从而进一步提高保护膜保水效果。

具体实施方式

以下结合和实施例对本发明作进一步详细说明。

水泥选购自山东振兴水泥有限公司，规格P.O42.5级；

白云石砂选购自石家庄旭昂矿产品加工有限公司，细度模数2.3～3；

粉煤灰选购自巴林右旗鑫源矿业有限责任公司；

硅灰选购自巩义市星源净水材料有限公司；

沸石粉选购自信阳工业城同创膨润土厂；

铝粉选购自长垣县明宇铝业有限公司；

2-十二烯酸选购自上海思英化工科技有限公司，纯度98％；

9-十八烯酸选购自上海嵩爰化工科技有限公司，纯度98％；

过氧化二苯甲酰选购自湖北鑫鸣泰化学有限公司，纯度98％；

月桂酸乙酯选购自百灵威科技有限公司，纯度99％；

十八胺聚氧乙烯醚选购自杭州洁汉化工有限公司，纯度99％；

聚环氧琥珀酸选购自河北协同环保科技股份有限公司，含量40％；

硅烷偶联剂KH845-4选购自南京创世化工助剂有限公司；

乙醇选购自天津市富宇精细化工有限公司，纯度99％。

实施例

实施例1

一种自养护混凝土的制备方法：

S1.将30g 2-十二烯酸、0.1g过氧化二苯甲酰、3g月桂酸乙酯、3g十八胺聚氧乙烯醚以及600g水加入第一反应釜中，在60℃下用高速搅拌分散机搅拌2h，得到抑制乳液；

S2.将15000g白云石砂、800g粉煤灰和300g铝粉加入到搅拌机中进行预搅拌30min，然后边搅拌边加入16000g水泥，继续搅拌10min，在搅拌过程中逐渐加入11000g水，再搅拌2min，得到混凝土；

S3.取抑制乳液并加入到喷雾器中，在混凝土表面喷洒抑制乳液，喷涂量为0.2kg/m²，得到自养护混凝土。

实施例2～实施例4

实施例2至实施例4与实施例1的区别在于各组分配比不同、反应温度以及反应时间的不同，如表1所示。

表1

实施例5

本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例的S1步骤，在第一反应釜中加入10g聚环氧琥珀酸。

实施例6

本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例的S1步骤，在第一反应釜中加入12.5g聚环氧琥珀酸。

实施例7

本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例的S1步骤，在第一反应釜中加入15g聚环氧琥珀酸。

实施例8

本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例的S2步骤，铝粉加入搅拌机前先经过预处理，预处理步骤为：将500g铝粉、100g硅烷偶联剂KH845-4以及5000g乙醇加入第二反应釜中，在40℃下磁力搅拌2h，过滤得固体，用乙醇洗涤，50℃烘箱干燥1h，得到预处理后的铝粉。

实施例9

本实施例与实施例4的区别仅在于，本实施例的S2步骤，铝粉加入搅拌机前先经过预处理，预处理步骤为：将500g铝粉、250g硅烷偶联剂KH845-4以及5000g乙醇加入第二反应釜中，在40℃下磁力搅拌2h，过滤得固体，用乙醇洗涤，50℃烘箱干燥1h，得到预处理后的铝粉。

实施例10

本实施例与实施例6的区别仅在于，本实施例的S2步骤，铝粉加入搅拌机前先经过预处理，预处理步骤为：将500g铝粉、250g硅烷偶联剂KH845-4以及5000g乙醇加入第二反应釜中，在40℃下磁力搅拌2h，过滤得固体，用乙醇洗涤，50℃烘箱干燥1h，得到预处理后的铝粉。

对比例

对比例1

本对比例与实施例4的区别仅在于，本实施例的S2步骤，铝粉不加入搅拌机中。

对比例2

本对比例与实施例4的区别仅在于，本对比例的S1步骤，过氧化二苯甲酰不加入第一反应釜中。

对比例3

本对比例与实施例4的区别仅在于，本对比例的S1步骤，月桂酸乙酯不加入第一反应釜中。

对比例4

本对比例与实施例4的区别在于，抑制乳液不喷洒在混凝土表面。

对比例5

本对比例与实施例4的区别在于，本对比例的S2步骤，铝粉不加入搅拌机中，并且抑制乳液不喷洒在混凝土表面。

对比例6

本对比例按照背景技术中公告号为CN105503019B的专利文献的实施例1制备的混凝土水分蒸发抑制剂，制备方法为：将49g直链十六醇加热到60℃融化，加入1g十六烷酸钠、2.5g非离子表面活性剂吐温60、50g60℃的水组成的水分散液，2000r/min高速剪切10min，然后快速加入147g的5℃水搅拌10min，继续加入0.3g羟乙基纤维素增稠剂、0.5g矿物油消泡剂即得到高固含量混凝土水分蒸发抑制剂；将混凝土水分蒸发抑制剂稀释64倍，并喷洒于混凝土表面，得到养护后的混凝土。

性能检测试验

通过JC901-2002对本发明的各个实施例和对比例进行保水性能测试，测试各个实施例和对比例养护3天后的水分损失量，其中以对比例5作为基准试件，计算实施例1-10和对比例1-4所得的自养护混凝土的保水率；通过GB/T 50082-2009对本发明的各个实施例和对比例进行早期抗裂测试，测试开裂面积；通过GB/T 50081-2002测试本发明的各个实施例和对比例在自养护7天后的抗压强度，测试结果如表2所示。

表2

从表2可以看出，将实施例1-4与对比例4、5进行对比可知，本发明制备的自养护混凝土具有较高的保水率，有效提高了混凝土水分蒸发的抑制作用，提高混凝土的养护效果，因此自养护混凝土的结构强度较高，从而抗压强度也较高，并且促进混凝土进行良好的水化作用，减小了混凝土开裂的程度。

将实施例4与对比例1进行对比可知，铝粉作为膨胀剂，对混凝土的抗裂性能有着较大影响，并且铝粉可以为长链烯酸提供另外的附着点，长链烯酸中带负电荷的羧基能够与带正电荷的铝粉形成离子键，使得长链烯酸形成的保护膜与混凝土的结合强度提高，从而提高保护膜保水效果，因此加入铝粉后混凝土的保水效果也有所提高。

将对比例4与对比例5进行对比可知，铝粉本身对混凝土的保水效果并无影响。

将实施例4与对比例2进行对比可知，过氧化二苯甲酰作为交联剂，可以提高长链烯酸之间的连接强度，从而提高长链烯酸成膜后的紧密程度，提高保水效果。

将实施例4与对比例3进行对比可知，月桂酸乙酯作为脂肪酸酯，能够提高长链烯酸在乳液体系中的稳定性，从而提高抑制乳液在混凝土表面的覆盖效果，进而提高保水效果。

将实施例4与实施例5-7进行对比可知，抑制乳液中加入聚环氧琥珀酸后，长链烯酸在混凝土表面分布的均匀性提高，从而提高长链烯酸成膜后的结构强度，提高长链烯酸成膜后的阻水效果。

将实施例4与实施例8-9进行对比可知，铝粉经过硅烷偶联剂KH845-4预处理后，铝粉的表面被活化，使得铝粉在混凝土体系中的分散性得到提高，铝粉靠近混凝土表面的比例增加，提高长链烯酸与铝粉结合的机会，从而进一步提高长链烯酸成膜后与混凝土连接的强度，提高保水效果。

将实施例4与实施例10进行对比可知，铝粉经过预处理，且抑制乳液中加入聚环氧琥珀酸后，本发明的自养护混凝土的保水效果、抗压和抗裂效果更佳。

将实施例4与对比例6进行对比可知，本发明生产的自养护混凝土的保水性能、抗压、抗裂强度均好于使用背景技术制备的混凝土水分蒸发抑制剂喷涂于混凝土表面后得到的养护后混凝土。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (2)

1.一种自养护混凝土，其特征在于，包括混凝土和抑制乳液，所述混凝土包含以下重量份的原料：

水泥，1000~1600份；

砂，1500~2300份；

矿物掺和料，80~140份；

膨胀剂，30~70份；

水，1100~1500份；

所述抑制乳液由以下重量份的原料制成:

长链烯酸，3~4.6份；

交联剂，0.01~0.03份；

脂肪酸酯，0.1~0.3份；

乳化剂，0.2~0.3份；

水，60~100份；

聚环氧琥珀酸1~1.5份；

所述膨胀剂为铝粉；

所述乳化剂选自十八胺聚氧乙烯醚；

所述脂肪酸酯选自月桂酸乙酯；

所述铝粉先经过预处理，预处理步骤为：将铝粉、硅烷偶联剂KH845-4以及乙醇按照1:(0.2~0.5):10的重量比在40~60℃下搅拌1~2h，过滤，用乙醇洗涤，干燥，得到预处理后的铝粉；

所述长链烯酸选自2-十二烯酸和9-十八烯酸中的一种；

所述交联剂选自过氧化二苯甲酰。

2.根据权利要求1所述的一种自养护混凝土，其特征在于，所述矿物掺和料选自粉煤灰、硅灰和沸石粉的其中一种。