发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种提高混凝土强度和耐蚀性的外加剂,其制备步骤为:
(1)配置木质素磺酸钙的水溶液,水浴保温至55±5℃范围内,向溶液中依次加入丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯形成混合液,加料完成后继续搅拌混合液10h以上,搅拌完成后混合液空冷至常温,过滤,向滤液中加入乙醇,沉淀,固液分离,丙酮洗涤固相,烘干,获得固相A;
(2)配置氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液,将所述固相A加入所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,搅拌溶液20~40min,然后向溶液内依次加入十二烷基苯磺酸和双氧水,加料完成后在超声波环境中继续搅拌2~3h,获得组分1;
(3)将硅酸铝粉末和硅粉分别过300目以上筛网,过筛后的两种粉末按一定比例混合;配置硫酸、马来酸的混合水溶液,将混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中,40±5℃水浴保温20h以上,然后空冷至常温,过滤,固相用去离子水洗涤,烘干,获得组分2;
(4)将所述组分1、组分2和引气剂、亚铁盐、矿渣粉、煤灰混合,获得所述外加剂。
进一步地,所述木质素磺酸钙的水溶液中,木质素磺酸钙的浓度为50~ 60g/L,其余为水;所述丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯的加入质量和溶液中木质素磺酸钙的质量比为丙烯酸:N-甲基吡咯烷酮:丙烯酰氯:木质素磺酸钙=5~8g:3~6g:8~10g:10g,向滤液中加入的乙醇质量为滤液质量的10倍以上。
进一步地,所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,氢氧化钠的质量百分含量为10%~15%,柠檬酸钠的质量百分含量为3%~6%,氨基磺酸钠的质量百分含量为3%~6%,其余为水;固相A加入所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中的固液质量比固/液=3~5:10;所述十二烷基苯磺酸和双氧水的加入质量与固相A的质量比为十二烷基苯磺酸:双氧水:固相A=1~ 1.6:0.3~0.7:1,其中所述双氧水中过氧化氢的质量百分数为35%。
进一步地,所述步骤(3)中,过筛后的两种粉末按质量比硅酸铝/硅粉=1:8~ 10的比例混合;所述硫酸、马来酸的混合水溶液通过浓硫酸、马来酸和水混合获得,所述浓硫酸溶质质量百分含量为98%;浓硫酸、马来酸和水的混合质量比浓硫酸:马来酸:水=1~4:0.2~0.5:1,混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中的固液质量比固/液=1:60。
进一步地,所述组分1、组分2和引气剂、亚铁盐、矿渣粉、煤灰混合质量比组分1:组分2:引气剂:亚铁盐:矿渣粉:煤灰=10~14:70~80:0.1~0.2:4~ 6:8~12:10~16。
本发明的有益效果在于:本发明制备的外加剂加入混凝土中,能够显著提高混凝土的抗压性能和耐腐蚀性能,从而提高了混凝土的使用寿命,具有良好的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种提高混凝土强度和耐蚀性的外加剂,其制备步骤为:
(1)配置木质素磺酸钙的水溶液,所述木质素磺酸钙的水溶液中,木质素磺酸钙的浓度为50g/L,其余为水;水浴保温至55±5℃范围内,向溶液中依次加入丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯形成混合液,丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯的加入质量和溶液中木质素磺酸钙的质量比为丙烯酸:N-甲基吡咯烷酮:丙烯酰氯:木质素磺酸钙=5g:3g:8g:10g,加料完成后继续以80r/min的速度搅拌混合液10h,搅拌完成后混合液空冷至常温,过滤,向滤液中加入乙醇,加入的乙醇质量为滤液质量的10倍,沉淀,固液分离,丙酮洗涤固相3次,80℃条件下烘干,获得固相A;
(2)配置氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液,所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,氢氧化钠的质量百分含量为10%,柠檬酸钠的质量百分含量为3%,氨基磺酸钠的质量百分含量为3%,其余为水;按固液质量比固/液=3:10的比例将所述固相A加入所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,80r/min搅拌溶液20min,然后向溶液内依次加入十二烷基苯磺酸和双氧水,十二烷基苯磺酸和双氧水的加入质量与固相A的质量比为十二烷基苯磺酸:双氧水:固相A=1:0.3:1,其中所述双氧水中过氧化氢的质量百分数为35%。加料完成后在超声波环境中继续搅拌2h,获得组分1;
(3)将硅酸铝粉末和硅粉分别过300目筛网,过筛后的两种粉末按质量比硅酸铝/硅粉=1:8的比例混合;配置硫酸、马来酸的混合水溶液,所述硫酸、马来酸的混合水溶液通过浓硫酸、马来酸和水混合获得,所述浓硫酸溶质质量百分含量为98%;浓硫酸、马来酸和水的混合质量比浓硫酸:马来酸:水=1:0.2:1;将混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中,混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中的固液质量比固/液=1:60。40±5℃水浴保温20h,然后空冷至常温,过滤,固相用去离子水洗涤3次,80℃条件下烘干,获得组分2;
(4)将所述组分1、组分2和引气剂(α-烯基磺酸钠)、硫酸亚铁、矿渣粉(过 45μm方孔筛筛余不高于25%)、煤灰(过45μm方孔筛筛余不高于10%)混合,获得所述外加剂,混合质量比组分1:组分2:α-烯基磺酸钠:硫酸亚铁:矿渣粉:煤灰=10:70:0.1:4:8:10。
实施例2
一种提高混凝土强度和耐蚀性的外加剂,其制备步骤为:
(1)配置木质素磺酸钙的水溶液,所述木质素磺酸钙的水溶液中,木质素磺酸钙的浓度为54g/L,其余为水;水浴保温至55±5℃范围内,向溶液中依次加入丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯形成混合液,丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯的加入质量和溶液中木质素磺酸钙的质量比为丙烯酸:N-甲基吡咯烷酮:丙烯酰氯:木质素磺酸钙=6g:4g:9g:10g,加料完成后继续以80r/min的速度搅拌混合液10h,搅拌完成后混合液空冷至常温,过滤,向滤液中加入乙醇,加入的乙醇质量为滤液质量的10倍,沉淀,固液分离,丙酮洗涤固相3次,80℃条件下烘干,获得固相A;
(2)配置氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液,所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,氢氧化钠的质量百分含量为12%,柠檬酸钠的质量百分含量为4%,氨基磺酸钠的质量百分含量为4%,其余为水;按固液质量比固/液=4:10的比例将所述固相A加入所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,80r/min搅拌溶液30min,然后向溶液内依次加入十二烷基苯磺酸和双氧水,十二烷基苯磺酸和双氧水的加入质量与固相A的质量比为十二烷基苯磺酸:双氧水:固相A=1.3:0.5:1,其中所述双氧水中过氧化氢的质量百分数为 35%。加料完成后在超声波环境中继续搅拌2h,获得组分1;
(3)将硅酸铝粉末和硅粉分别过300目筛网,过筛后的两种粉末按质量比硅酸铝/硅粉=1:9的比例混合;配置硫酸、马来酸的混合水溶液,所述硫酸、马来酸的混合水溶液通过浓硫酸、马来酸和水混合获得,所述浓硫酸溶质质量百分含量为98%;浓硫酸、马来酸和水的混合质量比浓硫酸:马来酸:水=2:0.3:1;将混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中,混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中的固液质量比固/液=1:60。40±5℃水浴保温20h,然后空冷至常温,过滤,固相用去离子水洗涤3次,80℃条件下烘干,获得组分2;
(4)将所述组分1、组分2和引气剂(α-烯基磺酸钠)、硫酸亚铁、矿渣粉(过 45μm方孔筛筛余不高于25%)、煤灰(过45μm方孔筛筛余不高于10%)混合,获得所述外加剂,混合质量比组分1:组分2:α-烯基磺酸钠:硫酸亚铁:矿渣粉:煤灰=12:70:0.1:5:10:12。
实施例3
一种提高混凝土强度和耐蚀性的外加剂,其制备步骤为:
(1)配置木质素磺酸钙的水溶液,所述木质素磺酸钙的水溶液中,木质素磺酸钙的浓度为57g/L,其余为水;水浴保温至55±5℃范围内,向溶液中依次加入丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯形成混合液,丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯的加入质量和溶液中木质素磺酸钙的质量比为丙烯酸:N-甲基吡咯烷酮:丙烯酰氯:木质素磺酸钙=7g:5g:9g:10g,加料完成后继续以80r/min的速度搅拌混合液10h,搅拌完成后混合液空冷至常温,过滤,向滤液中加入乙醇,加入的乙醇质量为滤液质量的10倍,沉淀,固液分离,丙酮洗涤固相3次,80℃条件下烘干,获得固相A;
(2)配置氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液,所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,氢氧化钠的质量百分含量为14%,柠檬酸钠的质量百分含量为5%,氨基磺酸钠的质量百分含量为5%,其余为水;按固液质量比固/液=4:10的比例将所述固相A加入所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,80r/min搅拌溶液30min,然后向溶液内依次加入十二烷基苯磺酸和双氧水,十二烷基苯磺酸和双氧水的加入质量与固相A的质量比为十二烷基苯磺酸:双氧水:固相A=1.4:0.6:1,其中所述双氧水中过氧化氢的质量百分数为 35%。加料完成后在超声波环境中继续搅拌3h,获得组分1;
(3)将硅酸铝粉末和硅粉分别过300目筛网,过筛后的两种粉末按质量比硅酸铝/硅粉=1:9的比例混合;配置硫酸、马来酸的混合水溶液,所述硫酸、马来酸的混合水溶液通过浓硫酸、马来酸和水混合获得,所述浓硫酸溶质质量百分含量为98%;浓硫酸、马来酸和水的混合质量比浓硫酸:马来酸:水=3:0.4:1;将混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中,混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中的固液质量比固/液=1:60。40±5℃水浴保温20h,然后空冷至常温,过滤,固相用去离子水洗涤3次,80℃条件下烘干,获得组分2;
(4)将所述组分1、组分2和引气剂(α-烯基磺酸钠)、硫酸亚铁、矿渣粉(过 45μm方孔筛筛余不高于25%)、煤灰(过45μm方孔筛筛余不高于10%)混合,获得所述外加剂,混合质量比组分1:组分2:α-烯基磺酸钠:硫酸亚铁:矿渣粉:煤灰=13:80:0.2:5:10:14。
实施例4
一种提高混凝土强度和耐蚀性的外加剂,其制备步骤为:
(1)配置木质素磺酸钙的水溶液,所述木质素磺酸钙的水溶液中,木质素磺酸钙的浓度为60g/L,其余为水;水浴保温至55±5℃范围内,向溶液中依次加入丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯形成混合液,丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯的加入质量和溶液中木质素磺酸钙的质量比为丙烯酸:N-甲基吡咯烷酮:丙烯酰氯:木质素磺酸钙=8g:6g:10g:10g,加料完成后继续以80r/min的速度搅拌混合液10h,搅拌完成后混合液空冷至常温,过滤,向滤液中加入乙醇,加入的乙醇质量为滤液质量的10倍,沉淀,固液分离,丙酮洗涤固相3次,80℃条件下烘干,获得固相A;
(2)配置氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液,所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,氢氧化钠的质量百分含量为15%,柠檬酸钠的质量百分含量为6%,氨基磺酸钠的质量百分含量为6%,其余为水;按固液质量比固/液=5:10的比例将所述固相A加入所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,80r/min搅拌溶液40min,然后向溶液内依次加入十二烷基苯磺酸和双氧水,十二烷基苯磺酸和双氧水的加入质量与固相A的质量比为十二烷基苯磺酸:双氧水:固相A=1.6:0.7:1,其中所述双氧水中过氧化氢的质量百分数为 35%。加料完成后在超声波环境中继续搅拌3h,获得组分1;
(3)将硅酸铝粉末和硅粉分别过300目筛网,过筛后的两种粉末按质量比硅酸铝/硅粉=1:10的比例混合;配置硫酸、马来酸的混合水溶液,所述硫酸、马来酸的混合水溶液通过浓硫酸、马来酸和水混合获得,所述浓硫酸溶质质量百分含量为98%;浓硫酸、马来酸和水的混合质量比浓硫酸:马来酸:水=4:0.5:1;将混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中,混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中的固液质量比固/液=1:60。40±5℃水浴保温20h,然后空冷至常温,过滤,固相用去离子水洗涤3次,80℃条件下烘干,获得组分2;
(4)将所述组分1、组分2和引气剂(α-烯基磺酸钠)、硫酸亚铁、矿渣粉(过 45μm方孔筛筛余不高于25%)、煤灰(过45μm方孔筛筛余不高于10%)混合,获得所述外加剂,混合质量比组分1:组分2:α-烯基磺酸钠:硫酸亚铁:矿渣粉:煤灰=14:80:0.2:6:12:16。
对比例1
本对比例提供了一种外加剂的制备方法,其制备步骤为:
(1)配置木质素磺酸钙的水溶液,所述木质素磺酸钙的水溶液中,木质素磺酸钙的浓度为54g/L,其余为水;水浴保温至55±5℃范围内,向溶液中依次加入丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯形成混合液,丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯的加入质量和溶液中木质素磺酸钙的质量比为丙烯酸:N-甲基吡咯烷酮:丙烯酰氯:木质素磺酸钙=6g:4g:9g:10g,加料完成后继续以80r/min的速度搅拌混合液10h,搅拌完成后混合液空冷至常温,过滤,向滤液中加入乙醇,加入的乙醇质量为滤液质量的10倍,沉淀,固液分离,丙酮洗涤固相3次,80℃条件下烘干,获得固相A;
(2)将硅酸铝粉末和硅粉分别过300目筛网,过筛后的两种粉末按质量比硅酸铝/硅粉=1:9的比例混合;配置硫酸、马来酸的混合水溶液,所述硫酸、马来酸的混合水溶液通过浓硫酸、马来酸和水混合获得,所述浓硫酸溶质质量百分含量为98%;浓硫酸、马来酸和水的混合质量比浓硫酸:马来酸:水=2:0.3:1;将混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中,混合粉末浸泡在所述硫酸、马来酸的混合水溶液中的固液质量比固/液=1:60。40±5℃水浴保温20h,然后空冷至常温,过滤,固相用去离子水洗涤3次,80℃条件下烘干,获得组分2;
(3)将所述固相A、组分2和引气剂(α-烯基磺酸钠)、硫酸亚铁、矿渣粉(过 45μm方孔筛筛余不高于25%)、煤灰(过45μm方孔筛筛余不高于10%)混合,获得所述外加剂,混合质量比固相A:组分2:α-烯基磺酸钠:硫酸亚铁:矿渣粉:煤灰=12:70:0.1:5:10:12。
对比例2
本对比例提供了一种外加剂,包含木质素磺酸钙、组分2、引气剂(α-烯基磺酸钠)、硫酸亚铁、矿渣粉(过45μm方孔筛筛余不高于25%)、煤灰(过45μm方孔筛筛余不高于10%),所述组分2的制备方法和实施例2中组分2的制备方法完全相同。混合质量比木质素磺酸钙:组分2:α-烯基磺酸钠:硫酸亚铁:矿渣粉:煤灰=12:70:0.1:5:10:12。
对比例3
本对比例提供了一种外加剂,其制备步骤为:
(1)配置木质素磺酸钙的水溶液,所述木质素磺酸钙的水溶液中,木质素磺酸钙的浓度为54g/L,其余为水;水浴保温至55±5℃范围内,向溶液中依次加入丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯形成混合液,丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、丙烯酰氯的加入质量和溶液中木质素磺酸钙的质量比为丙烯酸:N-甲基吡咯烷酮:丙烯酰氯:木质素磺酸钙=6g:4g:9g:10g,加料完成后继续以80r/min的速度搅拌混合液10h,搅拌完成后混合液空冷至常温,过滤,向滤液中加入乙醇,加入的乙醇质量为滤液质量的10倍,沉淀,固液分离,丙酮洗涤固相3次,80℃条件下烘干,获得固相A;
(2)配置氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液,所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,氢氧化钠的质量百分含量为12%,柠檬酸钠的质量百分含量为4%,氨基磺酸钠的质量百分含量为4%,其余为水;按固液质量比固/液=4:10的比例将所述固相A加入所述氢氧化钠、柠檬酸钠、氨基磺酸钠的水溶液中,80r/min搅拌溶液30min,然后向溶液内依次加入十二烷基苯磺酸和双氧水,十二烷基苯磺酸和双氧水的加入质量与固相A的质量比为十二烷基苯磺酸:双氧水:固相A=1.3:0.5:1,其中所述双氧水中过氧化氢的质量百分数为 35%。加料完成后在超声波环境中继续搅拌2h,获得组分1;
(3)将所述组分1、硅酸铝/硅粉混合粉和引气剂(α-烯基磺酸钠)、硫酸亚铁、矿渣粉(过45μm方孔筛筛余不高于25%)、煤灰(过45μm方孔筛筛余不高于10%) 混合,获得所述外加剂,混合质量比组分1:硅酸铝/硅粉混合粉:α-烯基磺酸钠:硫酸亚铁:矿渣粉:煤灰=12:70:0.1:5:10:12。其中硅酸铝/硅粉混合粉通过将硅酸铝粉末和硅粉分别过300目筛网,过筛后的两种粉末按质量比硅酸铝/硅粉=1:9 的比例混合制得。
实施例5
将实施例1~4和对比例1~3制备的外加剂加入混凝土中,混凝土重量配比为普通42.5#水泥357g、标准砂1550g、水255g,外加剂的量为混凝土质量的7%。不加外加剂的混凝土作为对照组。按照标准JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》测试各种样品的抗压强度,以及在氯化钠溶液中的抗压强度变化,结果如表1、表2所示。其中氯化钠溶液中溶质质量百分含量为5%。
表1
表2
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。