CN117164274A - 大体积混凝土用减水剂、制备方法以及混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大体积混凝土用减水剂、制备方法以及混凝土;本发明属于混凝土外加剂技术领域;按重量份计,所述大体积混凝土用减水剂包括以下成分:自制缓凝型聚羧酸减水剂260‑350份、自制水化削峰剂12‑16份、丙三醇30‑50份、新戊二醇35‑55份、烷基羧酸5‑8份、30%氢氧化钠水溶液5‑10份、去离子水520‑580份。本发明的大体积混凝土用减水剂中的组分未使用纳米材料,各个组分容易在大体积混凝土中取得良好的分散性,从而更好的在大体积混凝土中发挥各个组分各自起到的作用;其能够明显降低混凝土终凝之前的水化反应速度,同时也降低了水泥水化热的放热量;并提高混凝土抗裂性能;并且能够达到降低混凝土收缩量的目的;能够显著提升大体积混凝土工程的耐久性。
Description
技术领域
本发明属于混凝土外加剂技术领域,具体的,涉及大体积混凝土用减水剂、制备方法以及混凝土。
背景技术
大体积混凝土作为重要混凝土结构,广泛应用于各类混凝土堤坝、高架桥支护和混凝土重力坝等。大体积混凝土作为建筑工程中的重要组成部分,工程难度大;具体施工工程中,其难点在于大体积混凝土的开裂问题。
大体积混凝土开裂的原因在于:
(1)温度变化:水泥水化是一个放热反应的过程,大体积混凝土本身有一定的隔热能力,从而导致大体积混凝土内部的温升要远远大于其表面的温升,且在高温高峰之后的冷却阶段,大体积混凝土内部的冷却速率也要远远低于表面,在这个过程中,由于内部的约束和外部的限制,产生的混凝土内部温度变形和温度应力;当温度应力超出了其能够承载的最大张力,则会使其产生裂纹;
(2)混凝土收缩:当水泥硬化到一定程度后,它的体积就会减小,混凝土自由变形是在外力作用下,当受到外界(支撑条件、钢筋等)的制约时,会在混凝土中形成拉应力,而这种情况再大体积混凝土上得到放大,使得大体积混凝土更易导致开裂。
裂缝的产生及发展对大体积混凝土结构的强度、刚度和耐久性有着极大的影响,已经成为混凝土外加剂技术领域中迫切需要解决的技术问题。
如公告号为CN110981264B的中国发明专利,申请日为2019年12月24日的专利文件,公告了一种纳米大体积混凝土抗裂剂及其制备方法;上述技术方案,公告了一种混凝土抗裂剂包括:氧化石墨烯35~55份,纳米氧化锌10~20份,纳米氧化镁5~15份,分散剂10~90份,去离子水500~2000份;其将纳米ZnO、纳米MgO、氧化石墨烯复合,以分散乳液的形式加入到混凝土中,充分发挥三者之间的协同、补充和叠加作用,大大提高了混凝土的抗裂性能,且能保证混凝土的强度。
如公告号为CN113636774B的中国发明专利,申请日为2021年8月13日的专利文件,公告了一种大体积混凝土用聚羧酸减水剂及其制备方法;上述技术方案,公告了一种大体积混凝土用聚羧酸减水剂,其特征在于:所述大体积混凝土用聚羧酸减水剂由聚醚大单体、丙烯酸、水化热调控功能材料共聚制得;其中,所述水化热调控功能材料包含纳米材料和不饱和酯类单体。
上述两种技术方案皆存在明显的缺陷,两种技术方案皆存在使用纳米材料的情况,纳米材料的比表面积大,表面能大,处于能量不稳定状态,容易导致纳米粉体产生团聚;并且纳米材料颗粒之间的范德华力远大于颗粒自身的重力,纳米颗粒间往往容易互相吸引团聚;
上述现有技术的缺陷导致,纳米材料在大体积混凝土中无法充分的分散,从而在实际应用中,因为纳米粒子的团聚作用,其无法实现良好分散;从而大大影响纳米粒子在大体积混凝土中所发挥的抗裂作用。
如果在上述两种技术方案的基础上添加纳米粒子分散剂,则会大大增加制造成本,不具有良好的实际应用前景;因此,迫切需要引入新的工艺技术来解决以上问题并寻求更可行的解决方案。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种大体积混凝土用减水剂、制备方法以及混凝土。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂260-350份、自制水化削峰剂12-16份、丙三醇30-50份、新戊二醇35-55份、烷基羧酸5-8份、30%氢氧化钠水溶液5-10份、去离子水520-580份。
进一步地,所述大体积混凝土用减水剂中烷基羧酸的碳原子数为12-14;
所述自制缓凝型聚羧酸减水剂,以重量份计,包括以下组分:去离子水160-210份,乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚320-350份、双氧水3.0-4.5份、A料、B料;
其中,A料,以重量份计,包括以下组分:双磷酸不饱和单体45-52份、去离子水40-45份;
其中,B料,以重量份计,包括以下组分:去离子水60-75份、吊白块0.3-0.6份、巯基乙酸1.5-2.6份;
其中,A料中的双磷酸不饱和单体,以重量份计,包括以下组分:丙烯酸140-156份,对苯二酚0.5-1.0份、对甲苯磺酸2.1-3.2份、乙醇胺120-130份、甲醛60-70份、亚磷酸160-175份;
进一步地,所述自制缓凝型聚羧酸减水剂中乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚的平均分子量为3000。
所述自制水化削峰剂,以重量份计,包括以下组分:去离子水80-110份、玉米淀粉20-30份、10%硫酸水溶液0.1-0.5份、淀粉酶0.1-0.3份、30%氢氧化钠水溶液0.2-0.8份;
自制缓凝型聚羧酸减水剂制备方法为:在反应容器中依次加入去离子水和乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚,随后将反应容器内部温度控制在15-20℃,搅拌30-45min;随后在反应容器中加入双氧水,搅拌5-10分钟后,同时滴加A料、B料,其中A料滴加50-60分钟,B料滴加60-70分钟,滴加完成后,保温45-50分钟,即制备得到缓凝型聚羧酸减水剂。
其中,A料由去离子水和双磷酸不饱和单体混合后搅拌均匀得到;
其中,B料由去离子水、吊白块和巯基乙酸混合后搅拌均匀后得到;
其中,A料中双磷酸不饱和单体制备方法为:在反应容器中依次加入丙烯酸和对苯二酚,开启搅拌,搅拌均匀后再加入对甲苯磺酸,油浴升温至70-80℃,随后采用恒流泵滴入乙醇胺,滴加时间90-120分钟,保温30分钟后,再依次加入甲醛和亚磷酸,继续反应120-150分钟,反应完成后即得到浅黄色的双磷酸不饱和单体。
自制水化削峰剂制备方法为:在反应容器中加入去离子水,油浴升温至75-80℃,分多次加入玉米淀粉,熟化60-75min,随后加入10%硫酸,搅拌5-10分钟,加入淀粉酶,反应60-90分钟后,加入30%氢氧化钠水溶液,搅拌15-30分钟,最后将反应产物降至室温即制备得到白色膏状物样的自制水化削峰剂。
大体积混凝土用减水剂制备方法为:在反应容器中加入去离子水,开启油浴加热至62-70℃,开启机械搅拌,加入30%氢氧化钠水溶液,分多次加入烷基羧酸,每两次间隔30-40分钟,添加完成后继续反应35-45分钟,随后依次加入丙三醇、新戊二醇、自制缓凝型减水剂和自制水化削峰剂,最后再搅拌60-75分钟,即制备得到大体积混凝土用减水剂。
进一步地,一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂350份、自制水化削峰剂16份、丙三醇50份、新戊二醇55份、烷基羧酸8份、30%氢氧化钠水溶液10份、去离子水580份。
本发明还提供一种混凝土,各组分以重量份计,包括:280份水泥、110份煤灰、840份砂、1023份石头、150份水、4.1份减水剂;
所述混凝土中的减水剂由上述大体积混凝土用减水剂制备得到。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明通过在减水剂中引入双磷酸不饱和单体,其能够填充混凝土中的微观空隙和微裂缝,并通过桥接混凝土中的裂缝,阻止裂缝的扩展,从而提高混凝土抗裂性能;并且在单体中引入带三价阴离子的磷酸基团,相对于羧酸根基团,其对水泥颗粒的吸附更强,分子间的静电斥力作用也更强,并且磷酸根在未水化水泥颗粒吸附或在已水化相上吸附会形成高分子膜层,阻止水的浸入,从而延缓了水泥中C3S和C3A的水化,降低了终凝之前的水化反应速度,同时也降低了水泥水化热的放热量;
(2)本发明的在减水剂中引入的自制水化削峰剂,其分子为10个以内糖元构成的中等大小分子,其性质为外部具有亲水性,内部具有疏水性,使得能够在水泥碱性条件下缓慢溶解、释放、吸附包裹在水泥颗粒表面,降低其水化反应速率;
(3)本发明的在减水剂中引入的丙三醇、新戊二醇能够在混凝土的自收缩和干燥收缩期间在毛细孔中形成的凹液面上富集,从而降低孔溶液的气-液界面张力,并最终达到减小毛细孔中的附加压力,从而达到降低混凝土收缩量的目的;
(4)本发明的在减水剂中引入的小分子烷基羧酸与碱反应生成的钠盐掺入混凝土中,能够根据溶度积原理钠盐被钙盐置换,从而使得混凝土界面呈现疏水性,抑制水以及水蒸气渗入,从而抑制氯离子和硫酸根离子,从而提升工程的耐久性;
(5)大体积混凝土用减水剂中的组分未使用纳米材料,各个组分容易在大体积混凝土中取得良好的分散性,从而更好的在大体积混凝土中发挥各个组分各自起到的作用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
以下实施例中所指出的“份”,均为重量份。
实施例1
一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂260份、自制水化削峰剂12份、丙三醇30份、新戊二醇35份、碳原子数为12-14的烷基羧酸5份、30%氢氧化钠水溶液5份、去离子水520份;
所述自制缓凝型聚羧酸减水剂,以重量份计,包括以下组分:去离子水160份,平均分子量为3000的乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚320份、质量分数30%的双氧水3.0份、A料、B料;
其中,A料,以重量份计,包括以下组分:双磷酸不饱和单体45份、去离子水40份;
其中,B料,以重量份计,包括以下组分:去离子水60份、吊白块0.3份、巯基乙酸1.5份;
其中,A料中的双磷酸不饱和单体,以重量份计,包括以下组分:丙烯酸140份,对苯二酚0.5份、对甲苯磺酸2.1份、乙醇胺120份、甲醛60份、亚磷酸160份;
自制缓凝型聚羧酸减水剂制备方法为:在反应容器中依次加入160份去离子水和平均分子量为3000的乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚320份,随后利用冰袋将反应容器内部温度控制在15-20℃,搅拌30-40min;随后在反应容器中加入质量分数30%的双氧水,搅拌5-10min后,同时滴加A料、B料,其中A料滴加50-60min,B料滴加60-70min,滴加完成后,保温45-50min,即制备得到缓凝型聚羧酸减水剂。
其中,A料由40份去离子水和45份双磷酸不饱和单体混合后搅拌均匀得到;
其中,B料由60份去离子水、0.3份吊白块和1.5份巯基乙酸混合后搅拌均匀后得到;
其中,A料中双磷酸不饱和单体制备方法为:在反应容器中依次加入140份丙烯酸和0.5份对苯二酚,开启搅拌,搅拌均匀后再加入对2.1份甲苯磺酸,并将反应容器置于油浴环境中并升温至70-80℃,随后采用恒流泵滴入120份乙醇胺,滴加时间90-120分钟,滴加完成并保温30分钟后,再依次加入60份甲醛和160份亚磷酸,继续反应120-150分钟,反应完成后即得到浅黄色的双磷酸不饱和单体。
所述自制水化削峰剂,以重量份计,包括以下组分:去离子水80份、玉米淀粉20份、10%硫酸0.1份、淀粉酶0.1份、30%氢氧化钠水溶液0.2份;
自制水化削峰剂制备方法为:在反应容器中加入80份去离子水,油浴升温至75-80℃,将玉米淀粉平均分三次,依次加入共计20份玉米淀粉至反应容器中;玉米淀粉全部加入完成后熟化60-75min,随后加入0.1份的10%硫酸水溶液,搅拌5-10分钟,加入0.1份淀粉酶,反应60-90分钟后,加入0.2份30%氢氧化钠水溶液,搅拌15-30分钟,最后将反应产物降至常温即制备得到白色膏状物样的自制水化削峰剂。
大体积混凝土用减水剂制备方法为:在反应容器中加入520份去离子水,开启油浴加热至62-70℃,开启机械搅拌,加入5份30%氢氧化钠水溶液,平均分三次加入碳原子数为12-14的烷基羧酸共计5份;每次添加后间隔30-40分钟,添加完成后继续反应35-45分钟,随后依次加入30份丙三醇、35份新戊二醇、260份自制缓凝型减水剂、12份自制水化削峰剂,最后再搅拌60-75分钟,即制备得到大体积混凝土用减水剂。
实施例2
一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂350份、自制水化削峰剂16份、丙三醇50份、新戊二醇55份、碳原子数为12-14的烷基羧酸8份、30%的氢氧化钠10份、去离子水580份。
所述自制缓凝型聚羧酸减水剂按重量份数计,其组成如下:去离子水210份,平均分子量为3000的乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚350份、质量分数30%的双氧水4.5份、A料、B料;
其中,A料以重量份计,包括以下组分:去离子水45份、双磷酸不饱和单体52份;
其中,B料以重量份计,包括以下组分:去离子水75份、吊白块0.6份、巯基乙酸2.6份;
其中,双磷酸不饱和单体,以重量份计,包括以下组分:丙烯酸156份,对苯二酚1.0份、对甲苯磺酸3.2份、乙醇胺130份、甲醛70份、亚磷酸175份;
所述自制水化削峰剂按重量份数计,包括以下组分:去离子水110份、玉米淀粉30份、硫酸水溶液0.5份、淀粉酶0.3份、30%氢氧化钠水溶液0.8份;
所述实施例2中,自制缓凝型聚羧酸减水剂、自制水化削峰剂、大体积混凝土用减水剂的制备方法皆同实施例1一致。
实施例3
一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂305份、自制水化削峰剂14份、丙三醇40份、新戊二醇45份、碳原子数为12-14的烷基羧酸6份、30%的氢氧化钠7份、去离子水550份。
所述自制缓凝型聚羧酸减水剂按重量份数计,其组成如下:去离子水180份,平均分子量为3000的乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚330份、质量分数30%的双氧水4.0份、A料、B料;
其中,A料以重量份计,包括以下组分:去离子水42份、双磷酸不饱和单体49份;
其中,B料以重量份计,包括以下组分:去离子水68份、吊白块0.4份、巯基乙酸2.1份;
其中,双磷酸不饱和单体,以重量份计,包括以下组分:丙烯酸148份,对苯二酚0.7份、对甲苯磺酸2.7份、乙醇胺125份、甲醛65份、亚磷酸168份;
所述自制水化削峰剂按重量份数计,包括以下组分:去离子水100份、玉米淀粉25份、10%硫酸0.3份、淀粉酶0.2份、30%氢氧化钠水溶液0.5份;
所述实施例3中,自制缓凝型聚羧酸减水剂、自制水化削峰剂、大体积混凝土用减水剂的制备方法皆同实施例1一致。
实施例4
一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂330份、自制水化削峰剂15份、丙三醇50份、新戊二醇35份、碳原子数为12-14的烷基羧酸5份、30%的氢氧化钠7份、去离子水560份。
所述自制缓凝型聚羧酸减水剂按重量份数计,其组成如下:去离子水210份,平均分子量为3000的乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚320份、质量分数30%的双氧水4.5份、A料、B料;
其中,A料以重量份计,包括以下组分:去离子水40份、双磷酸不饱和单体52份;
其中,B料以重量份计,包括以下组分:去离子水75份、吊白块0.3份、巯基乙酸2.6份;
其中,双磷酸不饱和单体,以重量份计,包括以下组分:丙烯酸140份,对苯二酚1.0份、对甲苯磺酸2.1份、乙醇胺120份、甲醛60份、亚磷酸175份;
所述自制水化削峰剂按重量份数计,包括以下组分:去离子水110份、玉米淀粉30份、10%硫酸0.1份、淀粉酶0.2份、30%氢氧化钠水溶液0.6份;
所述实施例4中,自制缓凝型聚羧酸减水剂、自制水化削峰剂、大体积混凝土用减水剂的制备方法皆同实施例1一致。
实施例5
在实施例2的基础上,将大体积混凝土用减水剂中8重量份的碳原子数为12-14的烷基羧酸组分;替换为8重量份的碳原子数16~32的烷基羧酸组分;其他各项组分不变;
一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂350份、自制水化削峰剂16份、丙三醇50份、新戊二醇55份、碳原子数为16-32的烷基羧酸8份、30%的氢氧化钠10份、去离子水580份。
所述自制缓凝型聚羧酸减水剂按重量份数计,其组成如下:去离子水210份,平均分子量为3000的乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚350份、质量分数30%的双氧水4.5份、A料、B料;
其中,A料以重量份计,包括以下组分:去离子水45份、双磷酸不饱和单体52份;
其中,B料以重量份计,包括以下组分:去离子水75份、吊白块0.6份、巯基乙酸2.6份;
其中,双磷酸不饱和单体,以重量份计,包括以下组分:丙烯酸156份,对苯二酚1.0份、对甲苯磺酸3.2份、乙醇胺130份、甲醛70份、亚磷酸175份;
所述自制水化削峰剂按重量份数计,包括以下组分:去离子水110份、玉米淀粉30份、10%硫酸0.5份、淀粉酶0.3份、30%氢氧化钠水溶液0.8份;
所述实施例5中,自制缓凝型聚羧酸减水剂、自制水化削峰剂、大体积混凝土用减水剂的制备方法皆同实施例2一致。
实施例6
在实施例2的基础上,将自制缓凝型聚羧酸减水剂中的A料中的双磷酸不饱和单体去除,仅保留去离子水45份;其他各项组分不变;
一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂350份、自制水化削峰剂16份、丙三醇50份、新戊二醇55份、碳原子数为12-14的烷基羧酸8份、30%的氢氧化钠10份、去离子水580份。
所述自制缓凝型聚羧酸减水剂按重量份数计,其组成如下:去离子水210份,平均分子量为3000的乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚350份、质量分数30%的双氧水4.5份、A料、B料;
其中,A料以重量份计,包括以下组分:去离子水45份;
其中,B料以重量份计,包括以下组分:去离子水75份、吊白块0.6份、巯基乙酸2.6份;
所述自制水化削峰剂按重量份数计,包括以下组分:去离子水110份、玉米淀粉30份、10%硫酸0.5份、淀粉酶0.3份、30%氢氧化钠水溶液0.8份;
所述实施例6中,自制缓凝型聚羧酸减水剂、自制水化削峰剂、大体积混凝土用减水剂的制备方法皆同实施例1一致。
实施例7
一种大体积混凝土用减水剂,以重量份计,包括以下组分:自制缓凝型聚羧酸减水剂350份、丙三醇50份、新戊二醇55份、碳原子数为12-14的烷基羧酸8份、30%的氢氧化钠10份、去离子水580份。
所述自制缓凝型聚羧酸减水剂按重量份数计,其组成如下:去离子水210份,平均分子量为3000的乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚350份、质量分数30%的双氧水4.5份、A料、B料;
其中,A料以重量份计,包括以下组分:去离子水45份、双磷酸不饱和单体52份;
其中,B料以重量份计,包括以下组分:去离子水75份、吊白块0.6份、巯基乙酸2.6份;
其中,双磷酸不饱和单体,以重量份计,包括以下组分:丙烯酸156份,对苯二酚1.0份、对甲苯磺酸3.2份、乙醇胺130份、甲醛70份、亚磷酸175份;
所述实施例2中,自制缓凝型聚羧酸减水剂、大体积混凝土用减水剂的制备方法皆同实施例1一致。
实施例8
实施例8选取的是普通市售聚羧酸减水剂PCE-0。
试验例
将以上实施例1-8做混凝土试验,选用峨胜P.O 42.5普硅水泥为胶凝材料,方圆II级粉煤灰为掺合料,人工机制砂为细骨料,细度模数2.8的中砂,碎石粒径为5-35mm的连续级配,配合比如表1所示:
表1 混凝土基准配合比
按照GB8076-2016进行减水剂坍落度、扩展度、抗压强度的性能测试;按照SL/T136-2017混凝土热学参数测定仪校验方法,完成对混凝土绝热温升的性能测试;按照GB/T29417-2012水泥砂浆和混凝土干燥收缩开裂性能试验方法,完成对混凝土干燥收缩性能的测试;按照GB/T50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准,进行电通量抗氯离子渗透试验;实施例1-8制备得到的混凝土各项性能测试的结果如表2所示;
表2 混凝土测试结果
混凝土测试结果结论分析:实施例1-4中,实施例2的配比具有最佳的60天抗压强度,最低的最大温升速率,最小的48天收缩,最小的28天电通量数据;
实施例2与实施例8相比,实施例8选取的是普通市售聚羧酸减水剂,与市售减水剂相比,实施例2的3天抗压强度、7天抗压强度皆明显弱于普通市售聚羧酸减水剂;可能的原因是:实施例2引入的双磷酸不饱和单体,其在已水化相上吸附会形成高分子膜层,阻止水的浸入,从而延缓了水泥中C3S和C3A的水化,降低了终凝之前的水化反应速度;并且在水泥碱性条件下缓慢溶解、释放、吸附包裹在水泥颗粒表面,改变其水化反应速率;使得前几天的抗压强度明显弱于市售减水剂;但是随着水化反应的持续进行,最终实施例2在60天后其抗压强度明显优于普通市售减水剂5MPa;除早期强度外,本实施例2的最大温升速率为1.2℃/h;显著优于实施例8的4.5℃/h最大温升速率;48天收缩量、28天电通量皆显著优于实施例8。
实施例2与实施例5相比,两者的区别在于烷基羧酸组分的碳原子数不同;实施例5的碳原子数为16~32,使得实施例5的28天电通量数据偏大,且皆大于实施例1-4;可能的原因是:碳链越长,熔沸点越高,碳原子数16~32的烷基羧酸无法很好的与碱反应并生成钠盐掺入混凝土中,使得混凝土中被置换的钙盐减少,与实施例2相比,其抑制水以及水蒸气渗入,从而抑制氯离子和硫酸根离子能力减弱,从而使得实施例5的28天电通量数据偏大。
实施例2与实施例6相比,其48天收缩量明显大于实施例2,且皆大于实施例1-4;分析其中可能的原因是:实施例2引入的双磷酸不饱和单体,其能够填充混凝土中的微观空隙和微裂缝,并通过桥接混凝土中的裂缝,阻止裂缝的扩展,从而提高混凝土抗裂性能。
实施例2与实施例7相比,实施例2早期抗压强度略微大于实施例7,60天抗压强度小于实施例2;可能的原因是:自制水化削峰剂,其分子为10以内个糖元构成的中等大小分子,其性质为外部具有亲水性,内部具有疏水性,使得能够在水泥碱性条件下缓慢溶解、释放、吸附包裹在水泥颗粒表面,降低其水化反应速率。
综上所述,本实施例1-4所制备得到的大体积混凝土用减水剂,将其应用在大体积混凝土中,能够明显降低了终凝之前的水化反应速度,同时也降低了水泥水化热的放热量;并提高混凝土抗裂性能;并且能够达到降低混凝土收缩量的目的;能够显著提升大体积混凝土工程的耐久性。并且本申请的大体积混凝土用减水剂中的组分未使用纳米材料,各个组分容易在大体积混凝土中取得良好的分散性,从而更好的在大体积混凝土中发挥各个组分各自起到的作用。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大体积混凝土用减水剂,其特征在于,各组分以重量份计,包括以下成分:自制缓凝型聚羧酸减水剂260-350份、自制水化削峰剂12-16份、丙三醇30-50份、新戊二醇35-55份、烷基羧酸5-8份、30%氢氧化钠水溶液5-10份、去离子水520-580份。
2.根据权利要求1中所述的大体积混凝土用减水剂,其特征在于,各组分以重量份计,包括以下成分:自制缓凝型聚羧酸减水剂350份、自制水化削峰剂16份、丙三醇50份、新戊二醇55份、烷基羧酸8份、30%氢氧化钠水溶液10份、去离子水580份;
其中,烷基羧酸的碳原子数为12-14。
3.根据权利要求1中所述的大体积混凝土用减水剂,其特征在于,各组分以重量份计,所述自制缓凝型聚羧酸减水剂包括以下成分:去离子水160-210份,乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚320-350份、质量分数30%的双氧水3.0-4.5份、A料、B料;
其中,乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚的平均分子量为3000。
4.根据权利要求3中所述的大体积混凝土用减水剂,其特征在于,各组分以重量份计,所述A料包括:双磷酸不饱和单体45-52份、去离子水40-45份;
所述B料包括:去离子水60-75份、吊白块0.3-0.6份、巯基乙酸1.5-2.6份。
5.根据权利要求4中所述的大体积混凝土用减水剂,其特征在于,各组分以重量份计,所述A料中的双磷酸不饱和单体包括:丙烯酸140-156份,对苯二酚0.5-1.0份、对甲苯磺酸2.1-3.2份、乙醇胺120-130份、甲醛60-70份、亚磷酸160-175份。
6.根据权利要求1中所述的大体积混凝土用减水剂,其特征在于,各组分以重量份计,所述自制水化削峰剂包括:去离子水80-110份、玉米淀粉20-30份、10%硫酸水溶液0.1-0.5份、淀粉酶0.1-0.3份、30%氢氧化钠水溶液0.2-0.8份。
7.根据权利要求3所述的大体积混凝土用减水剂,其特征在于,所述自制缓凝型聚羧酸减水剂的制备方法为:在反应容器中依次加入去离子水和乙烯基丁氧基聚氧乙烯醚,随后将反应容器内部温度控制在15-20℃,搅拌30-45min;随后在反应容器中加入双氧水,搅拌5-10分钟后,同时滴加A料、B料,其中A料滴加50-60分钟,B料滴加60-70分钟,滴加完成后,保温45-50分钟,即制备得到缓凝型聚羧酸减水剂。
8.根据权利要求5所述的大体积混凝土用减水剂,其特征在于,A料中双磷酸不饱和单体制备方法为:在反应容器中依次加入丙烯酸和对苯二酚,开启搅拌,搅拌均匀后再加入对甲苯磺酸,油浴升温至70-80℃,随后采用恒流泵滴入乙醇胺,滴加时间90-120分钟,保温30分钟后,再依次加入甲醛和亚磷酸,继续反应120-150分钟,反应完成后即得到浅黄色的双磷酸不饱和单体。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的大体积混凝土用减水剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:在反应容器中加入去离子水,开启油浴加热至62-70℃,开启机械搅拌,加入30%氢氧化钠水溶液,分多次加入烷基羧酸,每两次间隔30-40分钟,添加完成后继续反应35-45分钟,随后依次加入丙三醇、新戊二醇、自制缓凝型减水剂和自制水化削峰剂,最后再搅拌60-75分钟,即制备得到大体积混凝土用减水剂。
10.一种大体积混凝土,各组分以重量份计,包括:280份水泥、110份煤灰、840份砂、1023份石头、150份水、4.1份减水剂,其特征在于,所述大体积混凝土中的减水剂由权利要求1-6任一项所述的大体积混凝土用减水剂制备得到。
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