CN114133184B - 一种抗裂防渗预拌混凝土及其制备工艺 - Google Patents

一种抗裂防渗预拌混凝土及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗裂防渗预拌混凝土，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥100‑150份、碎石1000‑1100份、砂650‑750份、炉渣粉50‑60份、玉米渣粉3‑5份、7‑氟‑5‑氧代‑8‑(4‑(2‑丙烯基)‑1‑哌嗪基)‑5H‑噻唑并[3,2‑a]喹啉‑4‑羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N‑双(2‑羟乙基)‑2‑氨基乙磺酸共聚物5‑8份、废旧凯夫拉纤维8‑13份、UEA膨胀剂8‑15份、硅灰石纤维10‑15份、水溶性超支化聚酰胺3‑5份、超支化聚硫醚多胺1‑2份、纳米硼化硅2‑4份、水60‑100份。本发明还公开了一种所述抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺。本发明公开的抗裂防渗预拌混凝土抗裂防渗效果明显，整体性、稳定性、安全性和耐久性佳，使用寿命长。

Description

一种抗裂防渗预拌混凝土及其制备工艺
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种抗裂防渗预拌混凝土及其制备工艺。
背景技术
预拌混凝土是在工厂或车间集中搅拌运送到建筑工地的混凝土，其具有产品质量好、材料消耗少、工效高、成本较低，又能改善劳动条件，减少环境污染的优点。作为当今土木工程中用量最大、应用范围最广的建筑材料，预拌混凝土越来越多地被应用在超高层建筑、水利大坝、核电站、地下建筑物等重要的结构部位。
预拌混凝土是城市建设、路桥施工、水利工程中一种不可或缺的材料，其不单承担着结构支撑的作用，一些特殊的场景下，还要求混凝土具有较好的抗渗、抗开裂性能。为了实现混凝土优异的抗裂防渗性能，通常是在普通混凝土中添加抗裂防渗剂，然而，现有的抗裂防渗剂或多或少存在收缩补偿时间与混凝土不同步，难以实现补偿收缩的目的；纤维只能在一定范围内提高混凝土的抗拉强度，但混凝土内部仍然存在较大的应力，因而并不能从根本上解决裂缝的产生；大部分的有机材料与混凝土无机类材料相容性差，无法充分发挥相应的功能，且存在容易老化，功能单一，环保性有待进一步改善的缺陷。
为了解决上述问题，中国发明专利申请CN113233861A公开了一种抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺，针对现有的预拌混凝土多数采用添加纤维的方式提供抗裂防渗性能，只能够减轻开裂程度，还增加了生产制备成本，不利于推广使用的问题，提出如下方案，其包括以下步骤：S1：准备抗裂防渗预拌混凝土的制备原料：水泥、粗集料、细集料、矿物掺和料、含铝相原材料、防老剂、半水石膏、天然二水石膏、无水石膏、促进剂、抗裂剂、交联剂和自来水。该发明利用制作的膨胀剂和混凝土原料混合的方式制备抗裂防渗混凝土，在保证抗裂防渗混凝土其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本。然而，该混凝土抗裂防渗性能有待进一步提高，且其成本仍然较高，对混凝土的养护要求较严格，常因养护不当造成混凝土的抗裂性能不足。
可见，本领域仍然需要一种抗裂防渗效果明显，整体性、稳定性、安全性和耐久性佳，使用寿命长的抗裂防渗预拌混凝土及其制备工艺。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种抗裂防渗效果明显，整体性、稳定性、安全性和耐久性佳，使用寿命长的抗裂防渗预拌混凝土及其制备工艺。
为达到以上目的，本发明提供一种抗裂防渗预拌混凝土，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥100-150份、碎石1000-1100份、砂650-750份、炉渣粉50-60份、玉米渣粉3-5份、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物5-8份、废旧凯夫拉纤维8-13份、UEA膨胀剂8-15份、硅灰石纤维10-15份、水溶性超支化聚酰胺3-5份、超支化聚硫醚多胺1-2份、纳米硼化硅2-4份、水60-100份。
优选的，所述7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯加入到乙酸乙酯中，在30-50℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；
步骤D2、将经过步骤D1制成的甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，55-65℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，得到7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物。
优选的，步骤D1中所述N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、乙酸乙酯的摩尔比为1:1:(6-10)。
优选的，步骤D2中所述甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2-4):(0.6-1):(0.03-0.05):(15-25)。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的，所述水泥为P·O 42.5型普通硅酸盐水泥。
优选的，所述砂为天然河砂，粒径为200～4500μm，细度模数为2.3～3.0。
优选的，所述碎石粒径为6～30mm，连续级配。
优选的，所述炉渣粉的粒径为3～7μm。
优选的，所述玉米渣粉购于石家庄市森谷生物科技有限公司，其中含粗蛋白30-40wt%、粗脂肪20-30wt%、灰分0.5-2wt%、余量为糖类及其他营养成分。
优选的，所述废旧凯夫拉纤维的长度为15-20mm，直径为0.8-1.2mm。
优选的，所述UEA膨胀剂为UEA型三和牌膨胀剂。
优选的，所述硅灰石纤维的长度为10-15mm，直径为0.8-1.2mm。
优选的，所述纳米硼化硅的粒径为300-500nm。
优选的，所述水溶性超支化聚酰胺的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述水溶性超支化聚酰胺为按CN1232567C实施例2的方法制成。
优选的，所述超支化聚硫醚多胺的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述超支化聚硫醚多胺为按CN201610625403.4中实施例一的方法制成。
本发明的另一方目的，在于提供一种所述抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述抗裂防渗预拌混凝土。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺，将各组分混合均匀后即可，施工方便，无需专用设备，耗能低，制备周期短，适于连续规模化生产应用。
（2）本发明公开的抗裂防渗预拌混凝土，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥100-150份、碎石1000-1100份、砂650-750份、炉渣粉50-60份、玉米渣粉3-5份、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物5-8份、废旧凯夫拉纤维8-13份、UEA膨胀剂8-15份、硅灰石纤维10-15份、水溶性超支化聚酰胺3-5份、超支化聚硫醚多胺1-2份、纳米硼化硅2-4份；这些组分之间相互作用相互影响，使得制成的混凝土在保证其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本；抗裂防渗效果明显，整体性、稳定性、安全性和耐久性佳，使用寿命长。
（3）本发明公开的抗裂防渗预拌混凝土，水泥、碎石、砂、炉渣粉、废旧凯夫拉纤维、UEA膨胀剂、硅灰石纤维和纳米硼化硅协同作用，能改善混凝土内部结构的密实度，提高混凝土的和易性，减少用水量，提高混凝土的抗渗能力和抗压强度。废旧凯夫拉纤维、UEA膨胀剂、硅灰石纤维和纳米硼化硅配合，使得混凝土抗裂防渗效果更显著。
（4）本发明公开的抗裂防渗预拌混凝土，水溶性超支化聚酰胺、超支化聚硫醚多胺的加入能改善各组分之间的粘结，改善密实度，提高混凝土的综合性能和性能稳定性，使得其抗裂防渗性能更佳；玉米渣粉、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物配合，能有效改善减水、早强、减缩效果，进而提高防渗抗裂性能、抗压强度和耐久性。7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物是首先通过3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯上的氯基与N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸上的氨基发生季铵化反应，得到共聚单体，然后再与7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸发生自由基聚合反应制成。超支化聚硫醚多胺分子结构中含有较多的亲水性的支链，伸展到水溶液中，可提供空间位阻效应，也可以通过架桥吸附作用增强各组分之间的相容性和粘结，改善密实度，提高强度和抗裂防渗性能；水溶性超支化聚酰胺由于其亲水性和超支化结构，能增强与其它组分之间的相容性，改善密实程度，且因为水溶性超支化聚酰胺属于有机高分子聚合物，其长分子链结构以及大分子中的键节或链段的自旋转性，决定其具有与无机非金属材料不同的性质——弹性和塑性， 所以投加在混凝土中可以提高混凝土的密度；另外作为水溶性高分子聚合物，其还可以降低液体之间的磨擦阻力。7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物分子链荷负电，能起到分散、润滑作用，改善流动性和减水效果；7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸结构单元的引入，由于引入的哌嗪基、噻唑并[3,2-a]喹啉结构在电子效应、共轭效应和位阻效应的多重作用下，使得空间位阻效应更强，减水效果更佳，与其它组分配合作用，使得防渗抗裂效果更显著。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。所述水泥为P·O42.5型普通硅酸盐水泥；所述玉米渣粉购于石家庄市森谷生物科技有限公司，其中含粗蛋白30-40wt%、粗脂肪20-30wt%、灰分0.5-2wt%、余量为糖类及其他营养成分；所述UEA膨胀剂为UEA型三和牌膨胀剂；所述水溶性超支化聚酰胺为按CN1232567C实施例2的方法制成；所述超支化聚硫醚多胺为按CN201610625403.4中实施例一的方法制成；所述砂为天然河砂，粒径为200～4500μm，细度模数为2.3～3.0；所述碎石粒径为6～30mm，连续级配。
实施例1
一种抗裂防渗预拌混凝土，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥100份、碎石1000份、砂650份、炉渣粉50份、玉米渣粉3份、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物5份、废旧凯夫拉纤维8份、UEA膨胀剂8份、硅灰石纤维10份、水溶性超支化聚酰胺3份、超支化聚硫醚多胺1份、纳米硼化硅2份、水60份。
所述7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯加入到乙酸乙酯中，在30℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去溶剂，得到甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；
步骤D2、将经过步骤D1制成的甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，55℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物。
步骤D1中所述N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、乙酸乙酯的摩尔比为1:1:6。
步骤D2中所述甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂、高沸点溶剂的质量比为2:0.6:0.03:15。
所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气；所述炉渣粉的粒径为3μm；所述废旧凯夫拉纤维的长度为15mm，直径为0.8mm；所述硅灰石纤维的长度为10mm，直径为0.8mm；所述纳米硼化硅的粒径为300nm。
一种所述抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述抗裂防渗预拌混凝土。
实施例2
一种抗裂防渗预拌混凝土，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥115份、碎石1020份、砂670份、炉渣粉53份、玉米渣粉3.5份、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物6份、废旧凯夫拉纤维9份、UEA膨胀剂10份、硅灰石纤维12份、水溶性超支化聚酰胺3.5份、超支化聚硫醚多胺1.2份、纳米硼化硅2.5份、水70份。
所述7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯加入到乙酸乙酯中，在35℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；
步骤D2、将经过步骤D1制成的甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，57℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物。
步骤D1中所述N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、乙酸乙酯的摩尔比为1:1:7。
步骤D2中所述甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂、高沸点溶剂的质量比为2.5:0.7:0.035:17。
所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气；所述炉渣粉的粒径为4μm；所述废旧凯夫拉纤维的长度为17mm，直径为0.9mm；所述硅灰石纤维的长度为12mm，直径为0.9mm；所述纳米硼化硅的粒径为350nm。
一种所述抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述抗裂防渗预拌混凝土。
实施例3
一种抗裂防渗预拌混凝土，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥130份、碎石1050份、砂700份、炉渣粉55份、玉米渣粉4份、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物6.5份、废旧凯夫拉纤维11份、UEA膨胀剂12份、硅灰石纤维13份、水溶性超支化聚酰胺4份、超支化聚硫醚多胺1.5份、纳米硼化硅3份、水80份。
所述7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯加入到乙酸乙酯中，在40℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；
步骤D2、将经过步骤D1制成的甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，60℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，得到7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物。
步骤D1中所述N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、乙酸乙酯的摩尔比为1:1:8。
步骤D2中所述甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂、高沸点溶剂的质量比为3:0.8:0.04:20。
所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基乙酰胺；所述惰性气体为氖气；所述炉渣粉的粒径为5μm；所述废旧凯夫拉纤维的长度为18mm，直径为1mm；所述硅灰石纤维的长度为13mm，直径为1mm；所述纳米硼化硅的粒径为400nm。
一种所述抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述抗裂防渗预拌混凝土。
实施例4
一种抗裂防渗预拌混凝土，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥140份、碎石1090份、砂740份、炉渣粉58份、玉米渣粉4.5份、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物7.5份、废旧凯夫拉纤维12份、UEA膨胀剂14份、硅灰石纤维14份、水溶性超支化聚酰胺4.5份、超支化聚硫醚多胺1.8份、纳米硼化硅3.5份、水90份。
所述7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯加入到乙酸乙酯中，在45℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；
步骤D2、将经过步骤D1制成的甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，63℃下搅拌反应5.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物。
步骤D1中所述N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、乙酸乙酯的摩尔比为1:1:9。
步骤D2中所述甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂、高沸点溶剂的质量比为3.5:0.9:0.045:23。
所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:2:2:3混合形成的混合物；所述惰性气体为氩气；所述炉渣粉的粒径为6μm；所述废旧凯夫拉纤维的长度为19mm，直径为1.1mm；所述硅灰石纤维的长度为14mm，直径为1.1mm；所述纳米硼化硅的粒径为450nm。
一种所述抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述抗裂防渗预拌混凝土。
实施例5
一种抗裂防渗预拌混凝土，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥150份、碎石1100份、砂750份、炉渣粉60份、玉米渣粉5份、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物8份、废旧凯夫拉纤维13份、UEA膨胀剂15份、硅灰石纤维15份、水溶性超支化聚酰胺5份、超支化聚硫醚多胺2份、纳米硼化硅4份、水100份。
优选的，所述7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯加入到乙酸乙酯中，在50℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，得到甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；
步骤D2、将经过步骤D1制成的甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去溶剂，得到7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物。
步骤D1中所述N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、乙酸乙酯的摩尔比为1:1:10。
步骤D2中所述甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸（CAS：84339-01-5）、引发剂、高沸点溶剂的质量比为4:1:0.05:25。
所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述惰性气体为氮气；所述炉渣粉的粒径为7μm；所述废旧凯夫拉纤维的长度为20mm，直径为1.2mm；所述硅灰石纤维的长度为15mm，直径为1.2mm；所述纳米硼化硅的粒径为500nm。
一种所述抗裂防渗预拌混凝土的制备工艺，包括如下步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述抗裂防渗预拌混凝土。
对比例1
本发明提供一种抗裂防渗预拌混凝土，其配方和制备工艺与实施例1相似，不同的是没有添加超支化聚硫醚多胺和废旧凯夫拉纤维。
对比例2
本发明提供一种抗裂防渗预拌混凝土，其配方和制备工艺与实施例1相似，不同的是用购自常州市方鑫化工物资有限公司的聚羧酸高效减水剂代替7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物。
为了进一步说明本发明各实施例制成的抗裂防渗预拌混凝土的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-2制成的抗裂防渗预拌混凝土进行相关性能测试，测试方法参见GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》、GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，测试结果见表1所示。
从表1可见，本发明实施例公开的抗裂防渗预拌混凝土，与对比例产品相比，具有更加优异的抗压强度、防渗性和抗开裂性能，超支化聚硫醚多胺、废旧凯夫拉纤维和7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物的加入对改善上述性能均有益。
表1
Figure 698147DEST_PATH_IMAGE001
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种抗裂防渗预拌混凝土，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：水泥100-150份、碎石1000-1100份、砂650-750份、炉渣粉50-60份、玉米渣粉3-5份、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物5-8份、废旧凯夫拉纤维8-13份、UEA膨胀剂8-15份、硅灰石纤维10-15份、水溶性超支化聚酰胺3-5份、超支化聚硫醚多胺1-2份、纳米硼化硅2-4份、水60-100份；
所述7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
步骤D1、将N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯加入到乙酸乙酯中，在30-50℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；所述N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、乙酸乙酯的摩尔比为1:1:(6-10)；
步骤D2、将经过步骤D1制成的甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，55-65℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，得到7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸/甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸共聚物；所述甲基丙烯酸酯基改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、7-氟-5-氧代-8-(4-(2-丙烯基)-1-哌嗪基)-5H-噻唑并[3,2-a]喹啉-4-羧酸、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(2-4):(0.6-1):(0.03-0.05):(15-25)。
2.根据权利要求1所述的抗裂防渗预拌混凝土，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的抗裂防渗预拌混凝土，其特征在于，所述水泥为P·O 42.5型普通硅酸盐水泥；所述砂为天然河砂，粒径为200～4500μm，细度模数为2.3～3.0；所述碎石粒径为6～30mm，连续级配。
4.根据权利要求1所述的抗裂防渗预拌混凝土，其特征在于，所述炉渣粉的粒径为3～7μm；所述废旧凯夫拉纤维的长度为15-20mm，直径为0.8-1.2mm。
5.根据权利要求1所述的抗裂防渗预拌混凝土，其特征在于，所述UEA膨胀剂为UEA型三和牌膨胀剂；所述硅灰石纤维的长度为10-15mm，直径为0.8-1.2mm；所述纳米硼化硅的粒径为300-500nm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的抗裂防渗预拌混凝土，其特征在于，包括如下制备工艺步骤：按照重量份将各组分混合，搅拌均匀后，得到所述抗裂防渗预拌混凝土。
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