一种内掺型混凝土孔结构调节剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于混凝±外加剂领域，具体设及一种改善混凝±孔径尺寸和级配的内渗 型混凝±孔结构调节剂
【背景技术】
[0002] 混凝±外加剂是在揽拌混凝±过程中渗入，占水泥质量5% W下的，能显著改善混 凝±性能的化学物质，在混凝±中渗入外加剂，具有投资少、见效快、技术经济效益显著的 特点。随着科学技术的不断进步，外加剂已越来越多地得到应用，工程上常用外加剂可分为 四类：
[0003] 1、改善混凝±拌合物流变性能的外加剂。包括减水剂、引气剂和累送剂。
[0004] 2、调节混凝±凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂。
[0005] 3、改善混凝±耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻诱剂等。
[0006] 4、改善混凝±其他性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和 累送剂
[0007] 运些外加剂具有改善混凝±某一性能的特点。但是目前还没有一种外加剂被开发 用于改善混凝±孔结构。混凝±的多孔性和高渗透性是其自身的一种特征，也是影响混凝 ±结构物耐久性的主要原因。孔结构是混凝±微观结构中的重要部分，混凝±的孔存在与 硬化胶凝材料、骨料及硬化胶凝材料与骨料的界面上，混凝±的孔可分为凝胶孔（<l〇nm)、 过渡孔（10~10化m)、毛细孔（100~lOOOnm)，孔尺寸越小，对混凝±危害越小，当孔尺寸< 15nm时被认为是无害级孔，而随孔尺寸增加，危害程度增加。
[0008] 改善混凝±孔结构，降低有害孔和多害孔的数量，将有害孔尺寸变为无害孔尺寸 时，就可W提高混凝±自身致密性，进而减少和延缓有害物质向混凝±孔隙的迁移，从而改 善混凝±耐久性，延长结构物使用寿命。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是改善混凝±孔径尺寸与分布，从根本上提高混凝±自身致密性， 进而减少和延缓有害物质向混凝±孔隙的迁移，从而改善混凝±耐久性，延长结构物使用 寿命。
[0010] 本发明所述内渗型混凝±孔结构调节剂采用多元复合技术，首次将气相二氧化 娃、天然石英粉、硬脂酸盐、结构控制剂、脂肪胺聚氧乙締基酸、脂肪酸聚氧乙締基醋有效结 合，利用气相法白炭黑和天然石英粉的尺寸效应和反应活性，增加所述结构控制剂在拌合 过程中水泥反应位点数量，控制混凝±有害孔数量，降低混凝±孔隙率，从而提高混凝±致 密性。利用所述内渗型混凝±孔结构调节剂自身的活性基团及极性键与气相法白炭黑表面 的Si-OH基作用，优先吸附在白炭黑表面而屏蔽部分活性点，从而控制气相法白炭黑的反应 活性;利用脂肪酸聚氧乙締基酸、脂肪酸聚氧乙締基醋独特的扩散活性和硬脂酸盐的高效 表面活性，有利于所述内渗型混凝±孔结构调节剂在混凝±拌合过程中均匀分散，避免团 聚。
[0011] 各组分有效结合并产生协同效应，克服了其各自的缺点，高效抑制混凝±侵蚀介 质传输、降低混凝±电通量、提高混凝±耐氯盐侵蚀性能从而显著提高混凝±的耐久性。
[0012] 所述内渗型混凝±孔结构调节剂包含W下组成，W重量分数计： 气相法白炭黑 η-可5, 结构控制剂 5-10， 天然石英粉 10-彿，
[0013] 硬脂酸盐 ：1-5， 脂肪胺聚氧乙烯基職 1-5，： 脂肪酸聚氧及燃墓醋 1-5;
[0014] 所述气相法白碳黑的平均粒径15~30nm，比表面积为100~20(WVg。
[0015] 所述结构控制剂为二苯基娃二醇、平均聚合度小于8的二径基聚二甲基硅氧烷、二 控基二烷氧基硅烷中的一种W上任意比例混合；
[0016] 所述天然石英粉的平均粒径30~50nm，比表面积为30~40m2/g。
[0017] 所述硬脂酸盐选自硬脂酸锋、硬脂酸巧、硬脂酸儀中的一种W上任意比例混合。
[0018] 所述的脂肪胺聚氧乙締基酸选自十二胺聚氧乙締基酸、十八胺聚氧乙締基酸中的 一种W上任意比例混合。
[0019] 所述脂肪酸聚氧乙締基醋选自硬脂酸的硬脂酸聚氧乙締基醋、月桂酸聚氧乙締基 醋、油酸聚氧乙締基醋一种W上任意比例混合。
[0020] 制备方法:所述内渗型混凝±孔结构调节剂采用两步投料法制备，首先将天然石 英粉与硬脂酸锋加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入气相法白炭黑和结构控制剂，十二胺聚氧乙締基酸，硬脂酸聚氧乙締基醋， 然后按照自转速度1.8r/min，公转速度57r/min混合30min后停止揽拌后出料，得到所述内 渗型混凝±孔结构调节剂。
[0021] 所述内渗型混凝±孔结构调节剂能够减少混凝±少害孔和有害孔数量，改善孔径 尺寸和级配，提高混凝±自身致密性，进而减少和延缓有害物质向混凝±孔隙的迁移，从而 改善混凝±耐久性，延长结构物使用寿命。
【具体实施方式】
[0022] 下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
[0023] 具体实施例1. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将75kg天然石英 粉与25Kg硬脂酸锋加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入350kg气相法白炭黑和25kg结构控制剂二苯基娃二醇，1化g十二胺聚氧乙締 基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1.化/min，公转速度5化/min混合30min 后停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0024] 具体实施例2. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将70kg天然石英 粉与25Kg硬脂酸巧加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入35化g气相法白炭黑和25kg结构控制剂二径基聚二甲基硅氧烷，1化g十二胺 聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1.化/min，公转速度57r/min 混合30min后停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0025] 具体实施例3. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将100kg天然石英 粉与25Kg硬脂酸儀加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入32化g气相法白炭黑和25kg结构控制剂二径基聚二甲基硅氧烷，1化g十二胺 聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1.化/min，公转速度57r/min 混合30min后停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0026] 具体实施例4. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将50kg天然石英 粉与25Kg硬脂酸锋加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入37化g气相法白炭黑和25kg结构控制剂二苯基娃二醇，10kg十二胺聚氧乙締 基酸，1化g月桂酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1.化/min，公转速度57;r/min混合30min 后停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0027] 具体实施例5. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将75kg天然石英 粉与25Kg硬脂酸巧加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入350kg气相法白炭黑和20kg结构控制剂二控基二烷氧基硅烷，巧kg十二胺聚 氧乙締基酸，1化g月桂酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1.化/min,公转速度57r/min混 合30min后停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[00%]具体实施例6. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将85kg天然石英 粉与15Kg硬脂酸儀加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度571·/min混合 5min，然后加入350kg气相法白炭黑和25kg结构控制剂二苯基娃二醇，1化g十八胺聚氧乙締 基酸，13kg月桂酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合30min 后停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0029] 具体实施例7. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将75kg天然石英 粉与lOKg硬脂酸锋加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入36化g气相法白炭黑和25kg结构控制剂二控基二烷氧基硅烷，9kg十八胺聚 氧乙締基酸，1化g油酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 30min后停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0030] 具体实施例8. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将75kg天然石英 粉与5Kg硬脂酸巧加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.8r/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入360kg气相法白炭黑和25kg结构控制剂二苯基娃二醇，nkg十八胺聚氧乙締 基酸，18kg油酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1. Sr/min，公转速度57;r/min混合30min后 停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0031] 具体实施例9. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将95kg天然石英 粉与25Kg硬脂酸儀加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入34化g气相法白炭黑和25kg结构控制剂二苯基娃二醇，4kg十八胺聚氧乙締 基酸，6kg油酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1. Sr/min，公转速度571·/min混合30min后 停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0032] 具体实施例10. W生产500Kg内渗混凝±孔结构调节剂为例，首先将70kg天然石英 粉与20Kg硬脂酸锋加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 5min，然后加入370kg气相法白炭黑和15kg结构控制剂二控基二烷氧基硅烷，。kg十八胺聚 氧乙締基酸，13kg油酸聚氧乙締基醋，然后按照自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合 30min后停止揽拌后出料，得到内渗混凝±孔结构调节剂。
[0033] 对比例1:相比实施例1，缺少天然石英粉，首先将25Kg硬脂酸锋加入到双螺旋锥形 混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合5min，然后加入350kg气相法白炭黑和 25kg结构控制剂二苯基娃二醇，1化g十二胺聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后 按照自转速度1.8r/min，公转速度57r/min混合30min后停止揽拌后出料，得到对比例1。
[0034] 对比例2:相比实施例1，缺少硬脂酸锋，首先将75Kg天然石英粉加入到双螺旋锥形 混合机W自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合5min，然后加入350kg气相法白炭黑和 25kg结构控制剂二苯基娃二醇，1化g十二胺聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后 按照自转速度1.8r/min，公转速度57r/min混合30min后停止揽拌后出料，得到对比例2。
[0035] 对比例3:相比实施例1，缺少气相法白炭黑，首先将75kg天然石英粉与25Kg硬脂酸 锋加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/min,公转速度57;r/min混合5min，然后加入 25kg结构控制剂二苯基娃二醇，1化g十二胺聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后 按照自转速度1.化/min，公转速度57r/min混合30min后停止揽拌后出料，得到内渗对比例 3。
[0036] 对比例4:相比实施例1，缺少结构控制剂，十二胺聚氧乙締基酸，硬脂酸聚氧乙締 基醋，首先将75kg天然石英粉与25Kg硬脂酸锋加入到双螺旋锥形混合机W自转速度1.化/ min，公转速度57r/min混合5min，然后加入350kg气相法白炭黑，然后按照自转速度1.化/ min，公转速度57r/min混合30min后停止揽拌后出料，得到对比例4。
[0037] 应用例：
[0038] 渗加该混凝±孔结构调节剂进行对比实验，评价材料对混凝±孔结构改善效果， 测试按照国标GB/T 21650.1-2008《压隶法和气体吸附法测定固体材料孔径分布和孔隙度 第1部分:压隶法》进行。
[0039] 表1孔结构特征参数：
[0040]
[0041] 表1是不渗加混凝±孔结构调节剂与渗加实施例的孔结构特征参数，渗加实施例 样品后，总空隙率、平均孔径和最可几孔径都发生明显降低。
[0042] 表2孔级配：
[0043]
[0044] 表2是不渗加混凝±孔结构调节剂与渗加实施例的孔级配，渗加实施例样品后，无 害、少害孔比例增加，有害孔和多害孔比例降低，孔结构改善明显。
【主权项】
1. 一种内掺型混凝土孔结构调节剂，其特征在于，包含以下组成，以重量分数计： 气相法白炭黑 70 -75， 结构控制剂 5-10， 天然石英粉 10-20， 硬脂酸盐 1-5， 脂肪胺聚氧乙烯基醚 1-5， 脂肪酸聚氧乙烯基酯 1-5; 所述气相法白碳黑的平均粒径15~30nm，比表面积为100~200m2/g; 所述结构控制剂为二苯基硅二醇、平均聚合度小于8的二羟基聚二甲基硅氧烷、二烃基 ^烷氧基硅烷中的一种以上任意比例混合； 所述天然石英粉的平均粒径30~50nm，比表面积为30~40m2/g; 所述硬脂酸盐选自硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的一种以上任意比例混合； 所述的脂肪胺聚氧乙烯基醚选自十二胺聚氧乙烯基醚、十八胺聚氧乙烯基醚中的一种 以上任意比例混合； 所述脂肪酸聚氧乙烯基酯选自硬脂酸的硬脂酸聚氧乙烯基酯、月桂酸聚氧乙烯基酯、 油酸聚氧乙烯基酯一种以上任意比例混合。2. 权利要求1所述内掺型混凝土孔结构调节剂的制备方法，其特征在于，所述内掺型混 凝土孔结构调节剂采用两步投料法制备，首先将天然石英粉与硬脂酸锌加入到双螺旋锥形 混合机以自转速度1.8r/min，公转速度57r/min混合5min，然后加入气相法白炭黑和结构控 制剂，十二胺聚氧乙烯基醚，硬脂酸聚氧乙烯基酯，然后按照自转速度1.8r/min，公转速度 57r/min混合30min后停止搅拌后出料，得到所述内掺型混凝土孔结构调节剂。
【专利摘要】本发明公开了一种内掺型混凝土孔结构调节剂及其制备方法，所述内掺型混凝土孔结构调节剂的组成包括：气相法白炭黑，结构控制剂，天然石英粉，硬脂酸盐，脂肪胺聚氧乙烯基醚，脂肪酸聚氧乙烯基酯。所述内掺型混凝土孔结构调节剂能够减少混凝土少害孔和有害孔数量，改善孔径尺寸和级配，提高混凝土自身致密性，进而减少和延缓有害物质向混凝土孔隙的迁移，从而改善混凝土耐久性，延长结构物使用寿命。
【IPC分类】C04B24/04, C04B24/42, C04B24/32, C04B14/06
【公开号】CN105712659
【申请号】CN201511020284
【发明人】王洪松, 崔巩, 王瑞, 周华新, 李磊, 田倩
【申请人】江苏苏博特新材料股份有限公司