一种混凝土强效剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种混凝土强效剂及其制备方法，混凝土强效剂包括异戊烯醇聚氧乙烯醚1-8重量份；三乙醇胺8-20重量份；改性淀粉4-15重量份；木质素磺酸钠6-20重量份；填充料1-8重量份；以及水分27-70重量份。制备方法包括：首先将异戊烯醇聚氧乙烯醚、木质素磺酸钠、填充料加入到反应器中，在50～80℃温度下搅拌1-2小时，得到混合物A；进而将三乙醇胺、改性淀粉在水中搅拌0.5-1小时，得到混合物B；最后向混合物A中倒入混合物B，混合搅拌1小时后，得到混凝土强效剂母液。本发明可应用于混凝土添加剂【技术领域】，应用本发明能够实现有效改善现有技术中混凝土所存在的缺陷，能够提高混凝土的综合性能。
【专利说明】一种混凝土强效剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混凝土添加剂【技术领域】，尤其是一种混凝土强效剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，水泥是水泥基材料中应用最广泛、使用量最大的建筑材料。2013年我国水泥产量约22亿吨，占世界水泥总产量的50%以上。然而，水泥工业作为传统产业，存在资源、能源消耗大、环境负荷严重等突出问题，这逐渐成为了关乎社会发展与人类生存这一对社会矛盾的交点。国内外研究资料表明，在常规的环境下水泥基材料中约有20% -30%的水泥是不能正常发挥功效的，这部分只能起到填充料作用的水泥，是混凝土应用中最大的成本浪费。为了实现现代社会和经济可持续发展，解决水泥需求与资源和环境保护的矛盾，关键就是提闻现有水泥的水化效能。
[0003]目前我国预拌混凝土中使用的水泥品种众多、质量参差不齐，加上砂、石、矿物掺合料等受市场供货资源影响具有很大波动性，影响预拌混凝土性能和稳定性，特别是低强度等级混凝土由于所用胶凝材料较少，对和易性、施工性能和强度性能影响尤其明显。加大了混凝土搅拌站对混凝土质量和稳定性的控制难度，同时也给混凝土外加剂带来了严峻的考验，混凝土外加剂的适应性好坏将直接影响其应用推广。
[0004]水泥混凝土硬化浆体结构中，水泥一方面水化形成水化产物逐渐填充和包裹其中的孔隙；另一方面，水泥水化过程中，产生化学减缩、温度变形以及干燥收缩等体积变形，产生一定的内部收缩应力，驱使浆体结构内部的孔隙和界面等缺陷发展，引发微裂缝。因此，混凝土中并不是水泥掺量越 多越好，水泥掺量越多，混凝土越容易开裂，结构越不密实，耐久性越差，这已获得了水泥混凝土材料科学界普遍的共识。
[0005]混凝土早强剂是能够提高混凝土早期强度的一种外加剂。日本、欧美等一些发达国家最早开始使用早强剂，主要用于对混凝土早期强度有特殊要求的工程领域，如抢修工程、水下工程、隧道工程、锚喷支护工程、低温施工工程等。最初使用的早强剂主要有硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、铝酸盐、氯盐、硅酸盐等无机盐，以及三乙醇胺、甲酸钙、乙酸钙、丙酸钙、丁酸钙、尿素、草酸等可溶性小分子有机化合物，这些早强剂有效促进了混凝土早期强度的发展，但同时也带来了不小的负面效应，如新拌混凝土的工作性变差，硬化混凝土后期强度下降、长期耐久性变差等。
[0006]同时现有的研究表明，这些早强组分与现代的混凝土减水剂，如萘磺酸盐、聚羧酸减水剂等的相容性不良。我国在混凝土早强剂方面的发展较晚，使用的早强剂多数是传统的无机电解质，也存在降低混凝土后期强度、与减水剂之间的相容性等问题。近年来，随着我国基础建设步伐的加快，聚羧酸减水剂在高速铁路、轨道交通、民航机场、高速公路、核电站等重要工程领域得到了广泛的应用。因此，早强剂与聚羧酸减水剂之间的相容性问题受到普遍的重视。
[0007]目前现有混凝土材料中的增强外加剂，功能单一，主要是提高早期强度，对后期强度几乎无贡献，且混凝土中添加这种增强外加剂后，降低水泥用量后，混凝土工作性能变差，混凝土耐久性能也或多或少受到影响。与此同时，现有技术中，混凝土的水灰比开始变得很低，此时混凝土中有大量的未水化水泥颗粒，只起到集料的作用，造成很大的资源浪费。混凝土中添加了部分辅助性胶凝材料，其潜在的活性需要在激发剂作用下才能有效发挥。
【发明内容】
[0008]本发明解决的技术问题是提供一种混凝土强效剂以及相应的制备方法，能够有效改善现有技术中混凝土所存在的缺陷，能够提高混凝土的综合性能。
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供了一种混凝土强效剂，包括如下原料:
[0010]异戊烯醇聚氧乙烯醚1-8重量份；
[0011]二乙醇胺8-20重量份；
[0012]改性淀粉4-15重量份；
[0013]木质素磺酸钠6-20重量份；
[0014]填充料1-8重量份；以及
[0015]水分27-70重量份。
[0016]优选地，上述混凝土强效剂还可具有如下特点，包括如下原料:
[0017]异戊烯醇聚氧乙烯醚I重量份；
[0018]三乙醇胺8重量份；
[0019]改性淀粉4重量份；
[0020]木质素磺酸钠6重量份；
[0021 ] 填充料I重量份；以及
[0022]水分27重量份。
[0023]优选地，上述混凝土强效剂还可具有如下特点，包括如下原料:
[0024]异戊烯醇聚氧乙烯醚8重量份；
[0025]三乙醇胺20重量份；
[0026]改性淀粉15重量份；
[0027]木质素磺酸钠20重量份；
[0028]填充料8重量份；以及
[0029]水分70重量份。
[0030]优选地，上述混凝土强效剂还可具有如下特点，包括如下原料:
[0031]异戊烯醇聚氧乙烯醚4重量份；
[0032]三乙醇胺14重量份；
[0033]改性淀粉10重量份；
[0034]木质素磺酸钠13重量份；
[0035]填充料4重量份；以及
[0036]水分45重量份。
[0037]优选地，上述混凝土强效剂还可具有如下特点，包括如下原料:
[0038]异戊烯醇聚氧乙烯醚2重量份；
[0039] 三乙醇胺10重量份；[0040]改性淀粉12重量份；
[0041]木质素磺酸钠18重量份；
[0042]填充料2重量份；以及
[0043]水分65重量份。
[0044]优选地，上述混凝土强效剂还可具有如下特点，包括如下原料:
[0045]异戊烯醇聚氧乙烯醚7重量份；
[0046]三乙醇胺16重量份；
[0047]改性淀粉6重量份；
[0048]木质素磺酸钠8重量份；
[0049]填充料7重量份；以及
[0050]水分45重量份。。 [0051 ] 优选地，上述混凝土强效剂还可具有如下特点，包括如下原料:
[0052]异戊烯醇聚氧乙烯醚7重量份；
[0053]三乙醇胺16重量份；
[0054]改性淀粉6重量份；
[0055]木质素磺酸钠18重量份；
[0056]填充料3重量份；以及
[0057]水分55重量份。
[0058]优选地，上述混凝土强效剂还可具有如下特点，包括如下原料:
[0059]异戊烯醇聚氧乙烯醚4重量份；
[0060]三乙醇胺13重量份；
[0061 ] 改性淀粉6重量份；
[0062]木质素磺酸钠13重量份；
[0063]填充料5重量份；以及
[0064]水分35重量份。
[0065]相应的，本发明还提供了一种混凝土强效剂的制备方法，包括如下步骤:
[0066]步骤a:首先将异戊烯醇聚氧乙烯醚、木质素磺酸钠、填充料加入到反应器中，在50~80°C温度下搅拌1-2小时，得到混合物A ；
[0067]步骤b:进而将三乙醇胺、改性淀粉在水中搅拌0.5-1小时，得到混合物B ;
[0068]步骤c:向混合物A中倒入混合物B，混合搅拌I小时后，得到混凝土强效剂母液。
[0069]本发明上述技术方案具有如下有益效果:
[0070]本发明提供的上述混凝土强化剂在具体操作过程中，通过异戊烯醇聚氧乙烯醚、改性淀粉，能够有效发挥减水分散性能和增加混凝土稠度性能，防止减少水泥用量之后，混凝土减水剂超掺引起的离析、泌水、板结现象，混凝土强度和耐久性能得到提高。通过三乙醇胺、木质素磺酸钠、填充料，能够增加水泥颗粒的分散性，减少水泥颗粒团聚，增加减水剂对水泥颗粒的吸附能力，提高减水剂的使用效果同时可以催进水泥进一步水化完全，因此可以提高混凝土前期和后期强度。通过木质素磺酸钠，能够保证增强功能之外，还能够在混凝土中引入部分均一稳定的小气泡，可以明显改善混凝土的耐久性能。
[0071]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0072]附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
[0073]图1为本发明第一实施例对混凝土不同龄期抗压强度的影响数据图；
[0074]图2为本发明第一实施例对混凝土抗渗等级的影响数据图；
[0075]图3为本发明第一实施例对混凝土渗水高度的影响数据图；
[0076]图4为本发明第一实施例对混凝土电通量的影响数据图；
[0077]图5为本发明第一实施例对混凝土碳化深度的影响数据图；
[0078]图6为本发明第一实施例对混凝土抗冻性能的影响数据图；
[0079]图7为本发明第一实施例对混凝土收缩率的影响数据图。
【具体实施方式】
[0080]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明 。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0081]本发明提供了一种混凝土强效剂，包括如下原料:
[0082]异戊烯醇聚氧乙烯醚1-8重量份；
[0083]三乙醇胺8-20重量份；
[0084]改性淀粉4-15重量份；
[0085]木质素磺酸钠6-20重量份；
[0086]填充料1-8重量份；以及
[0087]水分27-70重量份。
[0088]相应的，本发明具体操作中，提供了如下多个具体实施例:
[0089](I)混凝土强效剂第一实施例包括如下原料:
[0090]异戊烯醇聚氧乙烯醚I重量份；
[0091]三乙醇胺8重量份；
[0092]改性淀粉4重量份；
[0093]木质素磺酸钠6重量份；
[0094]填充料I重量份；以及
[0095]水分27重量份。
[0096](2)混凝土强效剂第二实施例包括如下原料:
[0097]异戊烯醇聚氧乙烯醚8重量份；
[0098]三乙醇胺20重量份；
[0099]改性淀粉15重量份；
[0100]木质素磺酸钠20重量份；
[0101]填充料8重量份；以及[0102]水分70重量份。
[0103](3)混凝土强效剂第三实施例包括如下原料:
[0104]异戊烯醇聚氧乙烯醚4重量份；
[0105]三乙醇胺14重量份；
[0106]改性淀粉10重量份；
[0107]木质素磺酸钠13重量份；
[0108]填充料4重量份；以及
[0109]水分45重量份。
[0110](4)混凝土强效剂第四实施例包括如下原料: [0111]异戊烯醇聚氧乙烯醚2重量份；
[0112]三乙醇胺10重量份；
[0113]改性淀粉12重量份；
[0114]木质素磺酸钠18重量份；
[0115]填充料2重量份；以及
[0116]水分65重量份。
[0117](5)混凝土强效剂第五实施例包括如下原料:
[0118]异戊烯醇聚氧乙烯醚7重量份；
[0119]三乙醇胺16重量份；
[0120]改性淀粉6重量份；
[0121 ]木质素磺酸钠8重量份；
[0122]填充料7重量份；以及
[0123]水分45重量份。
[0124](6)混凝土强效剂第六实施例包括如下原料:
[0125]异戊烯醇聚氧乙烯醚7重量份；
[0126]三乙醇胺16重量份；
[0127]改性淀粉6重量份；
[0128]木质素磺酸钠18重量份；
[0129]填充料3重量份；以及
[0130]水分55重量份。
[0131](7)混凝土强效剂第七实施例包括如下原料:
[0132]异戊烯醇聚氧乙烯醚4重量份；
[0133]三乙醇胺13重量份；
[0134]改性淀粉6重量份；
[0135]木质素磺酸钠13重量份；
[0136]填充料5重量份；以及
[0137]水分35重量份。
[0138]具体的，如下是混凝土强效剂的测试反应数据以及测试效果数据:
[0139]原材料:
[0140](I)水泥:实验室按一定配比自己磨制的P.042.5级普通硅酸盐水泥。水泥助磨剂采用广东基业长青节能环保实业有限公司，配制水泥用熟料、石膏、石灰石、粉煤灰均采用广州某水泥有限公司。其组成配比见表1，物理性能见表2。
[0141]表1水泥组成配比
[0142]
【权利要求】
1.一种混凝土强效剂，其特征在于，包括如下原料:异戊烯醇聚氧乙烯醚1-8重量份；二乙醇胺8-20重量份；改性淀粉4-15重量份；木质素磺酸钠6-20重量份；填充料1_8重量份；以及水分27-70重量份。
2.根据权利要求1所述的混凝土强效剂，其特征在于，包括如下原料:异戊烯醇聚氧乙烯醚I重量份；三乙醇胺8重量份；改性淀粉4重量份；木质素磺酸钠6重量份；填充料I重量份；以及水分27重量份。
3.根据权利要求1所述的混凝土强效剂，其特征在于，包括如下原料:异戊烯醇聚氧乙烯醚8重量份；二乙醇胺20重量份；改性淀粉15重量份；木质素磺酸钠20重量份；填充料8重量份；以及水分70重量份。
4.根据权利要求1所述的混凝土强效剂，其特征在于，包括如下原料:异戊烯醇聚氧乙烯醚4重量份；二乙醇胺14重量份；改性淀粉10重量份；木质素磺酸钠13重量份；填充料4重量份；以及水分45重量份。
5.根据权利要求1所述的混凝土强效剂，其特征在于，包括如下原料:异戊烯醇聚氧乙烯醚2重量份；二乙醇胺10重量份；改性淀粉12重量份；木质素磺酸钠18重量份；填充料2重量份；以及水分65重量份。
6.根据权利要求1所述的混凝土强效剂，其特征在于，包括如下原料:异戊烯醇聚氧乙烯醚7重量份；三乙醇胺16重量份； 改性淀粉6重量份；木质素磺酸钠8重量份； 填充料7重量份；以及 水分45重量份。
7.根据权利要求1所述的混凝土强效剂，其特征在于，包括如下原料: 异戊烯醇聚氧乙烯醚7重量份； 三乙醇胺16重量份； 改性淀粉6重量份； 木质素磺酸钠18重量份； 填充料3重量份；以及 水分55重量份。
8.根据权利要求1所述的混凝土强效剂，其特征在于，包括如下原料: 异戊烯醇聚氧乙烯醚4重量份； 三乙醇胺13重量份； 改性淀粉6重量份； 木质素磺酸钠13重量份； 填充料5重量份；以及 水分35重量份。
9.一种权利要求1-8任一项所述混凝土强效剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤a:首先将异戊烯醇聚氧乙烯醚、木质素磺酸钠、填充料加入到反应器中，在50~80°C温度下搅拌1-2小时，得到混合物A ； 步骤b:进而将三乙醇胺、改性淀粉在水中搅拌0.5-1小时，得到混合物B ； 步骤c:向混合物A中倒入混合物B，混合搅拌I小时后，得到混凝土强效剂母液。
【文档编号】C04B24/38GK104016617SQ201410241908
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月31日 优先权日:2014年5月31日
【发明者】胡鉴 申请人:广州基业长青化工有限公司