CN115124272B - 一种混凝土改性剂及混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土改性剂，包括如下按重量份计的各组分制成：钛酸钙纳米纤维5‑8份、石墨烯30‑80份、氧化石墨烯4‑6份、三聚磷酸钠1‑2份、硅酸钠1‑3份、纳米硼纤维3‑5份、凹凸棒土5‑8份、粉煤灰2‑4份、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯2‑5份、异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3‑二氢‑1,3‑二氧代‑2‑(2‑丙烯‑1‑基)‑1H‑异吲哚‑5‑羧酸/N‑三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物3‑5份、消泡剂1‑3份。本发明还公开了一种包含上述混凝土改性剂的混凝土。本发明公开的混凝土改性剂掺量小，对混凝土综合性能负面影响小，可同时提高混凝土的耐久性、机械强度、导电性和抗渗性。

Description

一种混凝土改性剂及混凝土
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种混凝土改性剂及混凝土。
背景技术
混凝土是世界范围内土木工程领域应用最广、用量最大的建筑材料，其具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单，抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等优点，被广泛应用于各种土木工程、造船业、机械工业、海洋的开发、地热工程等领域。普通混凝土通常是由水泥、细骨料（砂）、粗骨料（碎石）以及水混合制成，是建筑的最主要组成部分，其性能直接决定建筑工程质量，影响建筑施工安全。可见，开发综合性能和性能稳定性佳的混凝土势在必行。
混凝土在实际工程应用中，经常暴露于各种较为严酷的环境，如环境周围腐蚀性介质的侵入，环境温湿度的变化、冻融循环破坏以及部分混凝土工程经常处于重荷载磨损等，这些外部条件将会严重影响混凝土的使用寿命。因此，需要在混凝土中添加改性剂，混凝土改性剂是保证混凝土优异的和易性、强度和耐久性，赋予混凝土新功能的必不可少的成分之一，其能有效地改善和调节混凝土的综合性能，延长其使用寿命，提高其附加值，拓宽其应用领域范围。
现有的混凝土改性剂往往功能单一，需要同时添加大量的不同种类的改性剂才能得到综合性能优异的混凝土，然而大量不同种类改性剂的添加会产生拮抗作用，导致它们不能充分发挥各自的功效，同时还会由于粘结性问题导致对混凝土凝结时间、早晚期强度不同程度的负面影响。除此之外，市面上的混凝土改性剂还或多或少存在适应性差、对混凝土综合性能存在负面影响，减水效果、增塑性、环保性和性能稳定性有待进一步提高的缺陷。
为了解决上述问题，专利CN103641362B公开了一种混凝土改性剂，包括以下重量百分含量的组分：膨润土20%-30%、丙烯酸乳液5%-10%、聚丙烯纤维5%-10%、其余为纳米碳粉。该发明制备得到的混凝土改性剂掺量小，导电性能良好，且不影响混凝土的强度。然而，其与混凝土本体之间的相容性不佳，功能单一，性能稳定性和混凝土的综合性能均有待进一步提高。
可见，本领域仍然需要一种掺量小，对混凝土综合性能负面影响小，可同时提高混凝土的耐久性、机械强度、导电性和抗渗性的混凝土改性剂及添加了该改性剂的混凝土。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种掺量小，对混凝土综合性能负面影响小，可同时提高混凝土的耐久性、机械强度、导电性和抗渗性的混凝土改性剂及添加了该改性剂的混凝土。
为达到以上目的，本发明提供一种混凝土改性剂，包括如下按重量份计的各组分制成：钛酸钙纳米纤维5-8份、石墨烯30-80份、氧化石墨烯4-6份、三聚磷酸钠1-2份、硅酸钠1-3份、纳米硼纤维3-5份、凹凸棒土5-8份、粉煤灰2-4份、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯2-5份、异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物3-5份、消泡剂1-3份。
优选的，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种。
优选的，所述异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：将异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50-65℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物。
优选的，所述异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(0.8-1.2):1:(5-8):(0.08-0.12):(30-50)。
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，所述松香基丙烯酰胺单体的来源无特征要求，在本发明的一个实施例中，所述松香基丙烯酰胺单体是按CN105348422B实施例1中的方法制成。
优选的，所述含磺酸铵盐的超支化聚氨酯的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述含磺酸铵盐的超支化聚氨酯是按CN102504162B实施例1中的方法制成。
优选的，所述粉煤灰的粒度为1000-1500目；所述凹凸棒土的粒度为800-1200目；所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长度为3-6mm；所述氧化石墨烯的粒径为800-1000目；所述石墨烯的粒径为700-900目；所述钛酸钙纳米纤维的平均直径为300-500nm，长度为3-5mm。
本发明的另一个目的，在于提供一种包含上述混凝土改性剂的混凝土；所述混凝土包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、碎石110-120份、河砂70-80份、火山灰5-8份、混凝土改性剂5-10份、减水剂1-2份、水25-35份。
优选的，所述所述水泥为通用P.O 52.5普通硅酸盐水泥；所述减水剂为巴斯夫RHEOPLUS 420聚羧酸减水剂；所述火山灰的粒径为800-1200目。
优选的，所述河砂的细度模数为2.5-3.5；所述碎石为粒经5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt％，针片状含量不大于5wt％，紧密孔隙率不大于40wt％，吸水率小于2wt％。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的混凝土改性剂，通过组分种类和含量配比的合理选择，使得制成的混凝土改性剂在掺量较低的情况下仍能获得较好的改性效果，且对混凝土综合性能负面影响小，使得包含该混凝土改性剂的混凝土耐久性、机械强度、导电性和抗渗性优异。
（2）本发明公开的混凝土改性剂，同时添加钛酸钙纳米纤维、石墨烯、氧化石墨烯配合作用，能赋予混凝土优异的导电性；通过氧化石墨烯的加入能改善各组分之间的相容性，进而改善混凝土内部结构的致密性，提高抗压强度、抗渗性和耐久性；三聚磷酸钠、硅酸钠的加入能增强混凝土中各组分之间的粘结，使得它们之间结合更紧密，耐久性和抗压强度高。氧化石墨烯、三聚磷酸钠和硅酸钠配合作用能改善石墨烯的分散性及其与混凝土主料的相容性。
（3）本发明公开的混凝土改性剂，含磺酸铵盐的超支化聚氨酯的加入能与其它组分配合作用，改善混凝土的柔韧性，提高内部结构致密性，同时，其还能起到减水、缓凝和引气效果，与其它组分相互配合共同作用，改善混凝土的机械力学性能和耐久性，降低混凝土改性剂加入后对混凝土综合性能带来的负面影响。另外，其还能填充混凝土内部的间隙，提高其抗渗性。
（4）本发明公开的混凝土改性剂，异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物分子结构中同时含有松香基、硼酸频哪醇酯、吲哚、羟基、酰胺基结构，这些结构在电子效应、位阻效应的多重作用下，使得其添加到混凝土中后能改善各组分的相容性，起到减水作用，提高混凝土的综合性能和性能稳定性。该组分分子结构中的多活性基团能在混凝土中能与其他组分之间通过离子键、氢键及范德华力等相互作用，提高混凝土结构的稳定性，使抗压性能、抗渗性和耐久性提高。
（5）本发明公开的混凝土，钛酸钙纳米纤维、纳米硼纤维、凹凸棒土、粉煤灰、碎石、河砂和火山灰这些无机组分的细度能相互叠加，活性能相互补充，与水泥一起形成比较高的活化效应，有效降低水化热，提高胶凝材料的粘结效应，降低砂浆与石料之间的离散型和离析性，提高混凝土的密实性，进而改善其抗渗性。
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。
本发明各实施例中所述松香基丙烯酰胺单体是按CN105348422B实施例1中的方法制成；所述含磺酸铵盐的超支化聚氨酯是按CN102504162B实施例1中的方法制成。
实施例1
一种混凝土改性剂，包括如下按重量份计的各组分制成：钛酸钙纳米纤维5份、石墨烯30份、氧化石墨烯4份、三聚磷酸钠1份、硅酸钠1份、纳米硼纤维3份、凹凸棒土5份、粉煤灰2份、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯2份、异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物3份、消泡剂1份；所述消泡剂为磷酸三丁酯。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：将异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50℃下搅拌反应3小时，后旋蒸除去溶剂，得到异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物；所述异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:0.8:1:5:0.08:30；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。通过元素分析结合核磁表征，证实共聚物中结构单元异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺的质量比为0.98:0.8:0.95:4.8；通过GPC测试，测得共聚物的Mn=17580g/mol，Mn/MW=1.57。
所述粉煤灰的粒度为1000目；所述凹凸棒土的粒度为800目；所述纳米硼纤维的平均直径为300nm，长度为3mm；所述氧化石墨烯的粒径为800目；所述石墨烯的粒径为700目；所述钛酸钙纳米纤维的平均直径为300nm，长度为3mm。
一种包含上述混凝土改性剂的混凝土，所述混凝土包括如下按重量份计的各组分：水泥30份、碎石110份、河砂70份、火山灰5份、混凝土改性剂5份、减水剂1份、水25份；所述所述水泥为通用P.O 52.5普通硅酸盐水泥；所述减水剂为巴斯夫RHEOPLUS 420聚羧酸减水剂；所述火山灰的粒径为800目；所述河砂的细度模数为2.5；所述碎石为粒经5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt％，针片状含量不大于5wt％，紧密孔隙率不大于40wt％，吸水率小于2wt％。
实施例2
一种混凝土改性剂，包括如下按重量份计的各组分制成：钛酸钙纳米纤维6份、石墨烯45份、氧化石墨烯4.5份、三聚磷酸钠1.2份、硅酸钠1.5份、纳米硼纤维3.5份、凹凸棒土6份、粉煤灰2.5份、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯3份、异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物3.5份、消泡剂1.5份；所述消泡剂为消泡剂德谦3100。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：将异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、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3.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:0.9:1:6:0.09:35；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。
所述粉煤灰的粒度为1200目；所述凹凸棒土的粒度为900目；所述纳米硼纤维的平均直径为350nm，长度为4mm；所述氧化石墨烯的粒径为850目；所述石墨烯的粒径为750目；所述钛酸钙纳米纤维的平均直径为350nm，长度为3.5mm。
一种包含上述混凝土改性剂的混凝土；所述混凝土包括如下按重量份计的各组分：水泥33份、碎石112份、河砂73份、火山灰6份、混凝土改性剂6.5份、减水剂1.2份、水27份；所述所述水泥为通用P.O 52.5普通硅酸盐水泥；所述减水剂为巴斯夫RHEOPLUS 420聚羧酸减水剂；所述火山灰的粒径为900目；所述河砂的细度模数为2.8；所述碎石为粒经5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt％，针片状含量不大于5wt％，紧密孔隙率不大于40wt％，吸水率小于2wt％。
实施例3
一种混凝土改性剂，包括如下按重量份计的各组分制成：钛酸钙纳米纤维7份、石墨烯55份、氧化石墨烯5份、三聚磷酸钠1.5份、硅酸钠2份、纳米硼纤维4份、凹凸棒土6.5份、粉煤灰3份、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯3.5份、异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物4份、消泡剂2份；所述消泡剂为消泡剂BYK088。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：将异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，58℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1:1:6.5:0.1:40；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。
所述粉煤灰的粒度为1300目；所述凹凸棒土的粒度为1000目；所述纳米硼纤维的平均直径为400nm，长度为4.5mm；所述氧化石墨烯的粒径为900目；所述石墨烯的粒径为800目；所述钛酸钙纳米纤维的平均直径为400nm，长度为4mm。
一种包含上述混凝土改性剂的混凝土；所述混凝土包括如下按重量份计的各组分：水泥35份、碎石115份、河砂75份、火山灰6.5份、混凝土改性剂8份、减水剂1.5份、水30份；所述所述水泥为通用P.O 52.5普通硅酸盐水泥；所述减水剂为巴斯夫RHEOPLUS 420聚羧酸减水剂；所述火山灰的粒径为1000目；所述河砂的细度模数为3；所述碎石为粒经5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt％，针片状含量不大于5wt％，紧密孔隙率不大于40wt％，吸水率小于2wt％。
实施例4
一种混凝土改性剂，包括如下按重量份计的各组分制成：钛酸钙纳米纤维7.5份、石墨烯70份、氧化石墨烯5.5份、三聚磷酸钠1.8份、硅酸钠2.5份、纳米硼纤维4.5份、凹凸棒土7.5份、粉煤灰3.5份、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯4.5份、异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物4.5份、消泡剂2.5份；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088按质量比1:1:3混合形成的混合物。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：将异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、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4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.1:1:7.5:0.11:45；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。
所述粉煤灰的粒度为1400目；所述凹凸棒土的粒度为1100目；所述纳米硼纤维的平均直径为450nm，长度为5.5mm；所述氧化石墨烯的粒径为950目；所述石墨烯的粒径为850目；所述钛酸钙纳米纤维的平均直径为450nm，长度为4.5mm。
一种包含上述混凝土改性剂的混凝土；所述混凝土包括如下按重量份计的各组分：水泥38份、碎石118份、河砂78份、火山灰7.5份、混凝土改性剂9份、减水剂1.8份、水33份；所述所述水泥为通用P.O 52.5普通硅酸盐水泥；所述减水剂为巴斯夫RHEOPLUS 420聚羧酸减水剂；所述火山灰的粒径为1100目；所述河砂的细度模数为3.2；所述碎石为粒经5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt％，针片状含量不大于5wt％，紧密孔隙率不大于40wt％，吸水率小于2wt％。
实施例5
一种混凝土改性剂，包括如下按重量份计的各组分制成：钛酸钙纳米纤维8份、石墨烯80份、氧化石墨烯6份、三聚磷酸钠2份、硅酸钠3份、纳米硼纤维5份、凹凸棒土8份、粉煤灰4份、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯5份、异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物5份、消泡剂3份；所述消泡剂为磷酸三丁酯。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：将异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、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5小时，后旋蒸除去溶剂，得到异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物。
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.2:1:8:0.12:50；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。
所述粉煤灰的粒度为1500目；所述凹凸棒土的粒度为1200目；所述纳米硼纤维的平均直径为500nm，长度为6mm；所述氧化石墨烯的粒径为1000目；所述石墨烯的粒径为900目；所述钛酸钙纳米纤维的平均直径为500nm，长度为5mm。
一种包含上述混凝土改性剂的混凝土；所述混凝土包括如下按重量份计的各组分：水泥40份、碎石120份、河砂80份、火山灰8份、混凝土改性剂10份、减水剂2份、水35份；所述所述水泥为通用P.O 52.5普通硅酸盐水泥；所述减水剂为巴斯夫RHEOPLUS 420聚羧酸减水剂；所述火山灰的粒径为1200目；所述河砂的细度模数为3.5；所述碎石为粒经5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt％，针片状含量不大于5wt％，紧密孔隙率不大于40wt％，吸水率小于2wt％。
对比例1
本发明提供一种混凝土改性剂及混凝土，其与实施例1相似，不同的是没有添加氧化石墨烯和含磺酸铵盐的超支化聚氨酯。
对比例2
本发明提供一种混凝土改性剂及混凝土，其与实施例1相似，不同的是没有添加三聚磷酸钠和异丙烯基硼酸频哪醇酯。
为了进一步说明本发明各实施例制成的混凝土的有益技术效果，将各例制成的混凝土进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：首先将混凝土改性剂各组分混合均匀后，研磨过200目筛，得到混凝土改性剂，接着将混凝土各组分混合均匀后，浇铸成膜，在标准养护条件下养护28天得到混凝土，利用混凝土电阻率测试仪对各例制成的混凝土进行测试，根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》检测混凝土的28d抗压强度(MPa)；根据GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》检测抗渗等级。
从表1可见，本发明实施例公开的混凝土改性剂及混凝土，与对比例产品相比，具有更加优异的导电性、抗压强度和抗渗性能，这是各组分协同作用的结果，氧化石墨烯、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯、三聚磷酸钠和异丙烯基硼酸频哪醇酯的加入对改善上述性能有益。
表1
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 (7)

1.一种混凝土改性剂，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分制成：钛酸钙纳米纤维5-8份、石墨烯30-80份、氧化石墨烯4-6份、三聚磷酸钠1-2份、硅酸钠1-3份、纳米硼纤维3-5份、凹凸棒土5-8份、粉煤灰2-4份、含磺酸铵盐的超支化聚氨酯2-5份、异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物3-5份、消泡剂1-3份；
所述异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物的制备方法，包括如下步骤：将异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50-65℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，得到异丙烯基硼酸频哪醇酯/松香基丙烯酰胺单体/2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸/N-三羟甲基甲基丙烯酰胺共聚物；所述异丙烯基硼酸频哪醇酯、松香基丙烯酰胺单体、2,3-二氢-1,3-二氧代-2-(2-丙烯-1-基)-1H-异吲哚-5-羧酸、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(0.8-1.2):1:(5-8):(0.08-0.12):(30-50)。
2.根据权利要求1所述的混凝土改性剂，其特征在于，所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的混凝土改性剂，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。
4.根据权利要求1所述的混凝土改性剂，其特征在于，所述粉煤灰的粒度为1000-1500目；所述凹凸棒土的粒度为800-1200目；所述纳米硼纤维的平均直径为300-500nm，长度为3-6mm；所述氧化石墨烯的粒径为800-1000目；所述石墨烯的粒径为700-900目；所述钛酸钙纳米纤维的平均直径为300-500nm，长度为3-5mm。
5.一种包含权利要求1-4任一项所述混凝土改性剂的混凝土，其特征在于，包括如下按重量份计的各组分：水泥30-40份、碎石110-120份、河砂70-80份、火山灰5-8份、混凝土改性剂5-10份、减水剂1-2份、水25-35份。
6.根据权利要求5所述的混凝土，其特征在于，所述水泥为通用P.O 52.5普通硅酸盐水泥；所述减水剂为巴斯夫RHEOPLUS 420聚羧酸减水剂；所述火山灰的粒径为800-1200目。
7.根据权利要求5所述的混凝土，其特征在于，所述河砂的细度模数为2.5-3.5；所述碎石为粒径5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt％，针片状含量不大于5wt％，紧密孔隙率不大于40wt％，吸水率小于2wt％。
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