本发明涉及混凝土及其制备
技术领域：
，具体涉及一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备方法。
背景技术：
：混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。现有的混凝土多采用商品混凝土及泵送施工技术。商品混凝土亦称集中搅拌混凝土，即把传统的现场施工现场搅拌的混凝土集中起来设一个搅拌站，由它搅拌出来的混凝土用搅拌运输车运至施工现场，再用泵车经过泵管输送至建筑物的施工层面上去，如不进行缓凝处理，特别在夏季高温天气，水分挥发快，甚至未等到运至工地，混凝土已开始凝结硬化而无法使用，严重影响混凝土的应用。因此，研究具有缓凝效果的混凝土具有非常现实的经济价值和技术价值。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备方法，它在高温施工环境下具有良好的缓凝效果，具有广阔的应用前景，且成本低，经济效益高。为了实现上述目的，本发明提供一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备方法，包括以下步骤：(1)将膨润土和高岭土球磨均匀后在300-450℃下煅烧2-4h，然后与二乙烯三胺五甲叉膦酸在水中混合均匀，接着在100-120℃下微波反应5-10h，得到改性矿物粉料；(2)将聚甲基丙烯酸、不饱和甘油醇、淀粉和多元磷酸酯在水中混合均匀后，在80-120℃下反应2-4h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、多元醇和多乙烯多胺在水中混合均匀，接着在微波下，在60-90℃下反应30-90min，得到缓凝中间体；(3)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、改性矿物粉料、助剂在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。通过上述技术方案，本发明中采用二乙烯三胺五甲叉膦酸对膨润土、高岭土进行改性，在膨润土和高岭土中引入含磷基团，这些含磷基团能够在水泥表面形成钝化膜，减缓水泥在高温下的水化反应，同时可以将二乙烯三胺五甲叉膦酸中的膦基进行固定，防止游离磷的产生，避免混凝土的凝结时间过长，而影响混凝土的后期强度。同时膨润土和高岭土的加入还能够减少混凝土中水泥的使用量，降低混凝土的成本，提高混凝土的经济效益。其次，本发明中通过聚甲基丙烯酸、不饱和甘油醇、淀粉和多元磷酸酯进行反应，生成长分子链材料，然后将长分子链材料与壳聚糖、多元醇和多乙烯多胺进行复合，在长分子链材料的支链上引入大量的羟基和氨基等亲水基，使得该长分子链材料不仅能够吸附混凝土中的水分子，还能够对混凝土中的水泥分子进行包覆，从而达到缓凝和减水的作用，并且能够在混凝土的凝结过程中缓慢释放水分子，不会对混凝土的强度产生影响。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料，由如下重量份数的原料制成：水泥15-35重量份、细砂20-45重量份、浮石10-20重量份、膨润土5-15重量份、高岭土6-18重量份、二乙烯三胺五甲叉膦酸2-4重量份、壳聚糖5-12重量份、不饱和甘油醇3-12重量份、淀粉1-5重量份、多元醇1-5重量份、多乙烯多胺2-3重量份、多元磷酸酯2-8重量份、聚甲基丙烯酸2-6重量份、助剂0-5重量份。为了进一步优化所述混凝土浆料的缓凝效果，优选条件下，所述适用于高温施工环境下的混凝土浆料由如下重量份数的原料制成：水泥18-30重量份、细砂28-36重量份、浮石12-18重量份、膨润土6-12重量份、高岭土8-15重量份、二乙烯三胺五甲叉膦酸2-4重量份、壳聚糖8-10重量份、不饱和甘油醇5-10重量份、淀粉1-5重量份、多元醇1-5重量份、多乙烯多胺2-3重量份、多元磷酸酯3-6重量份、聚甲基丙烯酸2-6重量份、助剂0-5重量份。为了进一步优化所述混凝土浆料在高温下的缓凝效果，优选条件下，所述膨润土、高岭土和二乙烯三胺五甲叉膦酸的重量比为(2-4):(3-5):1。优选条件下，所述不饱和甘油醇选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。优选条件下，所述多元磷酸酯选自磷酸二丁酯、磷酸烯丙基二乙酯、磷酸二氢氨基丙酯、磷酸三烯丙酯和磷酸三丙酯中的至少一种。优选条件下，所述多元醇选自季戊四醇、山梨醇、蔗糖、葡萄糖、聚己二酸-1,4-丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸一缩二乙二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇、四氢呋喃-氧化乙烯共聚醚二醇、聚乙二醇单甲醚、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯中的至少一种。优选条件下，所述多乙烯多胺选自二乙烯三胺、四乙烯五胺、羟乙基哌嗪、n-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、n,n-二乙基丁烷-1,4-二胺、n-羟乙基丁二胺中的至少一种。优选条件下，所述助剂选自稳泡剂、憎水剂、保水剂、早强剂和减水剂中的至少一种。其中，所述稳泡剂为十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、硬脂酸钠中的至少一种；所述憎水剂为有机硅憎水剂、硅烷基憎水剂、硬脂酸钙中的至少一种；所述保水剂为羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基增强纤维素醚；所述早强剂为铝酸钠、碳酸锂、无水硫酸钠中的至少一种；所述减水剂为nf型减水剂、fdn型减水剂、unf-2型减水剂、af型减水剂、s型减水剂和mf型减水剂中的至少一种。本发明还提供一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备方法，包括以下步骤：(1)将膨润土和高岭土球磨均匀后在300-450℃下煅烧2-4h，然后与二乙烯三胺五甲叉膦酸在水中混合均匀，接着在100-120℃下微波反应5-10h，得到改性矿物粉料；(2)将聚甲基丙烯酸、不饱和甘油醇、淀粉和多元磷酸酯在水中混合均匀后，在80-120℃下反应2-4h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、多元醇和多乙烯多胺在水中混合均匀，接着在微波下，在60-90℃下反应30-90min，得到缓凝中间体；(3)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、改性矿物粉料、助剂在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。本发明中将膨润土煅烧后能够除去膨润土中的有机杂质，提高膨润土的孔隙率，然后再利用二乙烯三胺五甲叉膦酸对煅烧后的膨润土进行插层改性，提高膨润土对水泥分子和水分子的亲和度，还可以在膨润土和高岭土中引入含磷基团，这些含磷基团能够在水泥表面形成钝化膜，减缓水泥在高温下的水化反应，同时可以将二乙烯三胺五甲叉膦酸中的膦基进行固定，防止游离磷的产生，避免混凝土的凝结时间过长，而影响混凝土的后期强度。同时膨润土和高岭土的加入还能够减少混凝土中水泥的使用量，降低混凝土的成本，提高混凝土的经济效益。其次，本发明中通过聚甲基丙烯酸、不饱和甘油醇、淀粉和多元磷酸酯进行反应，生成长分子链材料，然后将长分子链材料与壳聚糖、多元醇和多乙烯多胺进行复合，在长分子链材料的支链上引入大量的羟基和氨基等亲水基，使得该长分子链材料不仅能够吸附混凝土中的水分子，还能够对混凝土中的水泥分子进行包覆，从而达到缓凝和减水的作用，并且能够在混凝土的凝结过程中缓慢释放水分子，不会对混凝土的强度产生影响。实施例1一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料，由如下重量份数的原料制成：26kg水泥、32kg细砂、16kg浮石、6kg膨润土、8kg高岭土、2kg二乙烯三胺五甲叉膦酸、10kg壳聚糖、6kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、3kg淀粉、3kg聚己二酸乙二醇酯、2kgn,n-二乙基丁烷-1,4-二胺、5kg磷酸三烯丙酯、3kg聚甲基丙烯酸、0.5kg聚羧酸减水剂(型号pasp-ca，购自山东远联化工有限公司)、1kg十二烷基苯磺酸钠、0.5kg硬脂酸钙、0.5kg羟乙基甲基增强纤维素醚、0.5kg铝酸钠。所述适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备步骤如下：(1)将膨润土和高岭土球磨均匀后在400℃下煅烧2.5h，然后与二乙烯三胺五甲叉膦酸在水中混合均匀，接着在120℃下微波反应8h，微波反应的频率为2000mhz、输出功率为600w，得到改性矿物粉料；(2)将聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、淀粉和磷酸三烯丙酯在水中混合均匀后，在100℃下反应3h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、聚己二酸乙二醇酯和n,n-二乙基丁烷-1,4-二胺在水中混合均匀，接着在微波下，在80℃下反应60min，微波反应的频率为2500mhz、输出功率为500w，得到缓凝中间体；(3)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、改性矿物粉料、聚羧酸减水剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙、羟乙基甲基增强纤维素醚、铝酸钠在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。实施例2一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料，由如下重量份数的原料制成：30kg水泥、28kg细砂、12kg浮石、8kg膨润土、12kg高岭土、4kg二乙烯三胺五甲叉膦酸、8kg壳聚糖、5kg2-甲基丙烯酸缩水甘油酯、5kg淀粉、1kg聚氧化丙烯二醇、3kgn-羟乙基丁二胺、3kg磷酸烯丙基二乙酯、6kg聚甲基丙烯酸、1kg聚羧酸减水剂(型号pasp-ca，购自山东远联化工有限公司)、1kg十二烷基苯磺酸钠、1kg硬脂酸钙、1kg羟乙基甲基增强纤维素醚、1kg无水硫酸钠。所述适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备步骤如下：(1)将膨润土和高岭土球磨均匀后在350℃下煅烧3.5h，然后与二乙烯三胺五甲叉膦酸在水中混合均匀，接着在110℃下微波反应6h，微波反应的频率为2000mhz、输出功率为600w，得到改性矿物粉料；(2)将聚甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酸缩水甘油酯、淀粉和磷酸烯丙基二乙酯在水中混合均匀后，在110℃下反应3h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、聚氧化丙烯二醇和n-羟乙基丁二胺在水中混合均匀，接着在微波下，在75℃下反应45min，微波反应的频率为2500mhz、输出功率为500w，得到缓凝中间体；(3)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、改性矿物粉料、聚羧酸减水剂(型号pasp-ca，购自山东远联化工有限公司)、1kg十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙、羟乙基甲基增强纤维素醚、无水硫酸钠在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。实施例3一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料，由如下重量份数的原料制成：18kg水泥、36kg细砂、18kg浮石、12kg膨润土、15kg高岭土、3kg二乙烯三胺五甲叉膦酸、10kg壳聚糖、10kg2-甲基丙烯酸缩水甘油酯、1kg淀粉、5kg葡萄糖、2kgn-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、6kg磷酸二氢氨基丙酯、2kg聚甲基丙烯酸、1kg聚羧酸减水剂(型号pasp-ca，购自山东远联化工有限公司)、1kg十二烷基苯磺酸钠、0.5kg硬脂酸钙、1kg羟乙基甲基增强纤维素醚、0.5kg无水硫酸钠。所述适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备步骤如下：(1)将膨润土和高岭土球磨均匀后在400℃下煅烧2h，然后与二乙烯三胺五甲叉膦酸在水中混合均匀，接着在120℃下微波反应10h，微波反应的频率为2000mhz、输出功率为600w，得到改性矿物粉料；(2)将聚甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酸缩水甘油酯、淀粉和磷酸二氢氨基丙酯在水中混合均匀后，在120℃下反应2h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、葡萄糖和n-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺在水中混合均匀，接着在微波下，在90℃下反应90min，微波反应的频率为2500mhz、输出功率为500w，得到缓凝中间体；(3)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、改性矿物粉料、聚羧酸减水剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙、羟乙基甲基增强纤维素醚、无水硫酸钠在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。实施例4一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料，由如下重量份数的原料制成：35kg水泥、20kg细砂、20kg浮石、5kg膨润土、18kg高岭土、2kg二乙烯三胺五甲叉膦酸、5kg壳聚糖、3kg丙烯酸缩水甘油酯、5kg淀粉、1kg聚乙二醇单甲醚、3kgn-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、8kg磷酸二氢氨基丙酯、2kg聚甲基丙烯酸、1kg聚羧酸减水剂(型号pasp-ca，购自山东远联化工有限公司)、1kg十二烷基苯磺酸钠、1kg铝酸钠。所述适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备步骤如下：(1)将膨润土和高岭土球磨均匀后在450℃下煅烧2h，然后与二乙烯三胺五甲叉膦酸在水中混合均匀，接着在120℃下微波反应5h，微波反应的频率为2000mhz、输出功率为600w，得到改性矿物粉料；(2)将聚甲基丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯、淀粉和磷酸二氢氨基丙酯在水中混合均匀后，在80℃下反应4h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、聚乙二醇单甲醚和n-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺在水中混合均匀，接着在微波下，在90℃下反应30min，微波反应的频率为2500mhz、输出功率为500w，得到缓凝中间体；(3)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、改性矿物粉料、聚羧酸减水剂(型号pasp-ca，购自山东远联化工有限公司)、十二烷基苯磺酸钠、铝酸钠在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。实施例5一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料，由如下重量份数的原料制成：15kg水泥、45kg细砂、10kg浮石、15kg膨润土、6kg高岭土、4kg二乙烯三胺五甲叉膦酸、12kg壳聚糖、12kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、1kg淀粉、5kg聚己二酸己二醇酯、2kg四乙烯五胺、2kg磷酸二丁酯、6kg聚甲基丙烯酸。所述适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备步骤如下：(1)将膨润土和高岭土球磨均匀后在300℃下煅烧4h，然后与二乙烯三胺五甲叉膦酸在水中混合均匀，接着在100℃下微波反应10h，微波反应的频率为2000mhz、输出功率为600w，得到改性矿物粉料；(2)将聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、淀粉和磷酸二丁酯在水中混合均匀后，在120℃下反应2h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、聚己二酸己二醇酯和四乙烯五胺在水中混合均匀，接着在微波下，在60℃下反应90min，微波反应的频率为2500mhz、输出功率为500w，得到缓凝中间体；(3)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、改性矿物粉料在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。对比例1适用于高温施工环境下的混凝土浆料的成分及含量同实施例1。所述适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备步骤如下：(1)将聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、淀粉和磷酸三烯丙酯在水中混合均匀后，在100℃下反应3h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、聚己二酸乙二醇酯和n,n-二乙基丁烷-1,4-二胺在水中混合均匀，接着在微波下，在80℃下反应60min，微波反应的频率为2500mhz、输出功率为500w，得到缓凝中间体；(2)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、膨润土、高岭土、二乙烯三胺五甲叉膦酸聚羧酸减水剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙、羟乙基甲基增强纤维素醚、铝酸钠在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。对比例2一种适用于高温施工环境下的混凝土浆料，由如下重量份数的原料制成：26kg水泥、32kg细砂、16kg浮石、6kg膨润土、8kg高岭土、2kg二乙烯三胺五甲叉膦酸、10kg壳聚糖、6kg甲基丙烯酸缩水甘油酯、3kg淀粉、3kg聚己二酸乙二醇酯、2kgn,n-二乙基丁烷-1,4-二胺、5kg磷酸三烯丙酯、3kg聚甲基丙烯酸、0.5kg聚羧酸减水剂(型号pasp-ca，购自山东远联化工有限公司)、1kg十二烷基苯磺酸钠、0.5kg硬脂酸钙、0.5kg羟乙基甲基增强纤维素醚、0.5kg铝酸钠。所述适用于高温施工环境下的混凝土浆料的制备步骤如下：(1)将膨润土和高岭土球磨均匀后在400℃下煅烧2.5h，然后与二乙烯三胺五甲叉膦酸在水中混合均匀，接着在120℃下微波反应8h，微波反应的频率为2000mhz、输出功率为600w，得到改性矿物粉料；(2)将聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、淀粉和磷酸三烯丙酯在水中混合均匀后，在100℃下反应3h，得到中间体，然后将中间体、壳聚糖、聚己二酸乙二醇酯和n,n-二乙基丁烷-1,4-二胺在水中混合均匀，接着在微波下，在80℃下反应60min，微波反应的频率为2500mhz、输出功率为500w，得到缓凝中间体；(3)将缓凝剂中间体、水泥、细砂、浮石、改性矿物粉料、聚羧酸减水剂、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钙、羟乙基甲基增强纤维素醚、铝酸钠在水中分散均匀后，继续搅拌60-150s得到适用于高温施工环境下的混凝土浆料。实验例1实施例1-5和对比例1-2提供的适用于高温施工环境下的混凝土浆料的初凝时间和终凝时间按照gb/t1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》测试，测试温度为45℃，实验结果如表1所示。表1：实施例1-5和对比例1-2中各混凝土浆料的性能表初凝时间/h终凝时间/h抗压强度/mpa实施例1626858.9实施例2657156.7实施例3586255.1实施例4586354.0实施例5535953.8对比例1384141.9对比例2424642.7以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12