本发明属于建筑材料
技术领域：
，具体涉及一种高强度混凝土减缩剂。
背景技术：
：水硬性胶凝材料水泥加水拌和后具有可塑性，同时还具黏结砂石等骨料的胶结性能，随后逐渐失去塑性而凝结硬化为具有一定强度的石状体，同时伴随着体积收缩。现代高性能混凝土其较低的水胶比，以及矿物质超细粉和高效减水剂的使用，使混凝土自收缩和干燥收缩量进一步加剧，而收缩应力会导致混凝土开裂出现裂缝，降低结构强度，影响混凝土的耐久性，缩短了建筑物的使用寿命。针对混凝土的收缩开裂，目前主要的解决途径有：优化配合比；掺膨胀剂；提高养护条件；掺减缩剂。相比于优化配合比、掺膨胀剂和提高养护条件，高强度混凝土减缩剂对预防混凝土的收缩开裂更加有效，更经济合理。混凝土收缩是混凝土在浇筑及硬化后产生体积缩小的现象，如果收缩过大，所产生的收缩应力会使混凝土产生开裂，不但会降低结构强度，裂缝还为空气和水进入混凝土提供一个通道，使混凝土容易发生碳化腐蚀、钢筋锈蚀，在寒冷地区还会发生冻融循环，这些都大大降低了混凝土的耐久性，缩短了建筑物的使用寿命，而且随着混凝土工程在基础设施建设中日益广泛的应用，尤其是在城市交通设施中的广泛应用，混凝土外观品质也逐渐备受关注，施工中经常出现花斑、气孔、裂缝等混凝土通病，而收缩开裂更是困扰混凝土工程的一个难题。加之近年来大力发展起来的高性能混凝土(hpc)及高强混凝土(hsc)，其特点是用水量小，水泥用量大，而且掺入了具有反应活性的细掺料，因此早期胶凝材料的水化快，导致混凝土内部自由水迅速消耗，在内部结构密实的同时产生了自干燥作用,引起其宏观体积减小收缩，这进一步增大了混凝土内部的应力，使混凝土开裂的趋势进一步加剧。一旦土木工程和建筑物结构的耐久性降低时，就会存在严重的安全问题并且增加维修成本，有时严重到业主不得不要求工程停工，延误工期，使施工单位技术人员伤透脑筋。化学减缩剂分为两类：一类以小分子醇及其衍生物类为主，能有效控制混凝土的收缩开裂，但掺量较高，占胶材总量的3%~5%，会降低混凝土后期强度，且价格高；一类以高分子聚合物为主，在普通聚羧酸减水剂分子结构上引入了减缩基团，兼具减缩和减水功能，仍以减水功能为主，减缩效果没小分子醇及其衍生物类突出，但通过对聚羧酸系减水剂中化学结构的改变，使之功能化，仍然是减缩剂的研究热点。例如，现有技术公开了一种低引气减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法，由于该发明采用了双氧水-抗坏血酸的氧化还原体系，使抗坏血酸氧化并失去引发聚合所需的反应活性，而且反应过程中需要通入氮气，生产成本较高。现有技术同样公开了一种低引气减缩型聚羧酸减水剂及其制备方法，该减水剂的分子结构与普通聚羧酸减水剂的分子结构相似，降低收缩的量也有限。尽管开展了大量的减缩剂研发工作，但仍不能从根本上解决现有收缩裂缝存在的问题，甚至影响混凝土强度。因此需研发一种收缩性好强度高的混凝土收缩剂。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前高强度混凝土减缩剂存在使用后仍然存在收缩裂缝，甚至影响混凝土强度的问题，提供一种高强度混凝土减缩剂。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种高强度混凝土减缩剂，按质量份数计，包括如下组分，20~30份植物油、2~4份司盘-80、5~10份醇添加剂，其特征在于，还包括20~30份塑化活性剂、30~40份力学增强活性剂、5~15份调控表面张力活性剂。所述塑化活性剂的制备方法为：（1）取马来酸酐按质量比3~9：4~7加入活性单体，加入活性单体质量20~30%的丙烯腈搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比1~5：5~10加入蒸馏水搅拌混合，得混合液a；（2）取巯基乙酸按质量比3~5：1~3：10~20加入四丁基溴化铵、蒸馏水搅拌混合，得混合液a，取混合液a按质量比40~50：2~5加入混合液b，加入混合液a质量10~20%的甲基酰氧乙基三甲基氯化铵，再加入混合液a质量1~5%的叔丁基过氧化氢，于50~60℃保温，调节ph至7~8，冷却至室温，即得塑化活性剂。所述步骤（1）中活性单体为：取羟丁基聚乙二醇烯基醚、烯丙醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚、烯丙基聚乙二醇、异戊烯醇聚氧乙烯醚中任意一种，即得。所述力学增强活性剂的制备方法为：取聚丁二烯胶乳按质量比5~9：10~15加入去离子水搅拌混合，加入聚丁二烯胶乳质量3~5%的糖添加剂和聚丁二烯胶乳质量1~3%的焦磷酸钠搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比80~120：0.03~0.05：1~3加入硫酸亚铁、氢氧化钾搅拌混合，得搅拌混合物，按质量份数计，取30~50份搅拌混合物、10~15份苯乙烯、3~5份甲基丙烯酸环氧丙脂、0.5~1.5份过氧化氢异丙苯，于60~70℃保温，冷却至室温，即得力学增强活性剂。所述糖添加剂为：取葡萄糖按质量比3~9：2~5加入阿拉伯糖混合，即得。所述调控表面张力活性剂的制备方法为：s1.取硅烷添加剂按质量比8~10：3~5加入丙烯酸甲酯，通入氮气保护，搅拌混合，减压蒸馏，真空干燥，得真空干燥物，取真空干燥物按质量比1~5：10~15加入甲苯，加入真空干燥物质量30~40%的吡啶搅拌混合，得搅拌混合物a；s2.取戊二酰氯按质量比2~5：10~15加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比2~5：10~20滴加至搅拌混合物a中，控制滴加时间50~80min，通入氮气保护，搅拌混合，过滤，取滤液减压蒸馏，即得调控表面张力活性剂。所述步骤s1中硅烷添加剂的制备方法为：取γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷按质量比1~3：10~15加入六甲基二硅氧烷混合，加入γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷质量1~3%的四甲基氢氧化铵，通入氮气保护，搅拌混合，减压蒸馏，即得硅烷添加剂。所述步骤s2中的溶剂为：取甲苯按质量比5~10：2~5加入二甲苯混合，即得。所述植物油为：取大豆油、棕榈油、菜籽油、葵花油中的任意一种，即得。所述醇添加剂为：聚乙二醇-600按质量比10~20：2~5加入丙二醇混合，即得。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明制备的塑化活性剂是以马来酸酐、活性单体、甲基酰氧乙基三甲基氯化铵为单体，采用水溶液聚合的方法以氧化还原的方式形成的，由于其既含有阳离子基团又含有阴离子基团，并且水泥颗粒所带电性是不同的，水硫铝酸钙等颗粒带正点，而硅酸二钙等带负电，而使其对水泥颗粒的吸附性能和吸附量增大，吸附于水泥颗粒表面而提供空间位阻，分子链中引入适宜的氰基量，可改善羧酸根阴离子基团分布，以及对水泥颗粒的有效吸附，并且在净浆碱性环境下水解后期补充羧基，使得水泥浆料的流动性增强，颗粒分散均匀，提高了混凝土的保坍性能和较高的减水率，增强了混凝土的强度，防止干缩开裂；（2）本发明制备的力学增强活性剂是以聚丁二烯胶乳为原料形成种子乳液再与苯乙烯等进行接枝形成聚合物，加入吐温-20进行复配防止乳液破乳，其有效的降低了混凝土的孔隙率，提高了密实度，而形成的乳胶膜对混凝土内部形成桥连作用有效的制微裂纹的形成与扩展，形成交联的网状结构，提高了混凝土内部的力学性能和强度；（3）本发明制备的调控表面张力活性剂是以γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷、六甲基二硅氧烷形成活性单体后再与丙烯酸甲酯、戊二酰氯进行反应得到，其具有两性性质的基团，即含有亲水的极性基团和憎水的非极性基团，当与水泥浆料中的水混合水，亲水基与水分子相吸引而溶于水，而憎水基与水分子排斥而离开水，使得调控表面张力活性剂吸附在两相界面上，使界面张力降低，界面能降低后，延缓了早期水化热放热速率，有效降低了混凝土材料的干燥收缩同时增加了与各组分之间的相容吸附性能，对混凝土界面进行作用进行减缩；（4）本发明先塑化活性剂增加混凝土浆料的流动性，进行减水保坍作用，防止干缩开裂，利用力学增强活性剂使混凝土内部形成交联，增加胶结性能，提高混凝土的力学性能，并且能承受一部分开裂的应力，增加修复性能，再通过降低表面张力使得减缩活性剂吸附于混凝土界面提高减缩效率，最后加入植物油进行润滑，促进活性物质渗入，并且自身所含的油脂与混凝土中的水化产物发生皂化反应，能填充内部毛细孔提高密实度，增强防止干缩的效率。具体实施方式活性单体为：取羟丁基聚乙二醇烯基醚、烯丙醇聚氧乙烯醚、异丁烯醇聚氧乙烯醚、烯丙基聚乙二醇、异戊烯醇聚氧乙烯醚中任意一种，即得。塑化活性剂的制备方法为：（1）取马来酸酐按质量比3~9：4~7加入活性单体，加入活性单体质量20~30%的丙烯腈，搅拌混合20~40min，得混合物，取混合物按质量比1~5：5~10加入蒸馏水，于40~50℃搅拌混合20~30min，得混合液a；（2）取巯基乙酸按质量比3~5：1~3：10~20加入四丁基溴化铵、蒸馏水，于40~50℃搅拌混合20~30min，得混合液a，取混合液a按质量比40~50：2~5加入混合液b，加入混合液a质量10~20%的甲基酰氧乙基三甲基氯化铵，再加入混合液a质量1~5%的叔丁基过氧化氢，于50~60℃保温1~3h，调节ph至7~8，冷却至室温，即得塑化活性剂。糖添加剂为：取葡萄糖按质量比3~9：2~5加入阿拉伯糖混合，即得。力学增强活性剂的制备方法为：取聚丁二烯胶乳按质量比5~9：10~15加入去离子水，搅拌混合20~30min，加入聚丁二烯胶乳质量3~5%的糖添加剂和聚丁二烯胶乳质量1~3%的焦磷酸钠，于50~60℃搅拌混合30~50min，得混合物，取混合物按质量比80~120：0.03~0.05：1~3加入硫酸亚铁、氢氧化钾，搅拌混合20~30min，得搅拌混合物，按质量份数计，取30~50份搅拌混合物、10~15份苯乙烯、3~5份甲基丙烯酸环氧丙脂、0.5~1.5份过氧化氢异丙苯，于60~70℃保温1~3h，冷却至室温，即得力学增强活性剂。硅烷添加剂的制备方法为：取γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷按质量比1~3：10~15加入六甲基二硅氧烷混合，加入γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷质量1~3%的四甲基氢氧化铵，通入氮气保护，于80~90℃搅拌混合1~3h，减压蒸馏，即得硅烷添加剂。溶剂为：取甲苯按质量比5~10：2~5加入二甲苯混合，即得。调控表面张力活性剂的制备方法为：s1.取硅烷添加剂按质量比8~10：3~5加入丙烯酸甲酯，通入氮气保护，于70~80℃搅拌混合2~4h，减压蒸馏，真空干燥，得真空干燥物，取真空干燥物按质量比1~5：10~15加入甲苯，加入真空干燥物质量30~40%的吡啶，搅拌混合20~40min，得搅拌混合物a；s2.取戊二酰氯按质量比2~5：10~15加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比2~5：10~20滴加至搅拌混合物a中，控制滴加时间50~80min，通入氮气保护，于30~40℃搅拌混合4~6h，过滤，取滤液减压蒸馏，即得调控表面张力活性剂。植物油为：取大豆油、棕榈油、菜籽油、葵花油中的任意一种，即得。醇添加剂为：聚乙二醇-600按质量比10~20：2~5加入丙二醇混合，即得。一种高强度混凝土减缩剂，按质量份数计，包括20~30份塑化活性剂、30~40份力学增强活性剂、5~15份调控表面张力活性剂、20~30份植物油、2~4份司盘-80、5~10份醇添加剂。活性单体为：羟丁基聚乙二醇烯基醚。塑化活性剂的制备方法为：（1）取马来酸酐按质量比3：4加入活性单体，加入活性单体质量20%的丙烯腈，搅拌混合20min，得混合物，取混合物按质量比1：5加入蒸馏水，于40℃搅拌混合20min，得混合液a；（2）取巯基乙酸按质量比3：1：10加入四丁基溴化铵、蒸馏水，于40℃搅拌混合20min，得混合液a，取混合液a按质量比40：2加入混合液b，加入混合液a质量10%的甲基酰氧乙基三甲基氯化铵，再加入混合液a质量1%的叔丁基过氧化氢，于50℃保温1h，调节ph至7，冷却至室温，即得塑化活性剂。糖添加剂为：取葡萄糖按质量比3：2加入阿拉伯糖混合，即得。力学增强活性剂的制备方法为：取聚丁二烯胶乳按质量比5：10加入去离子水，搅拌混合20min，加入聚丁二烯胶乳质量3%的糖添加剂和聚丁二烯胶乳质量1%的焦磷酸钠，于50℃搅拌混合30min，得混合物，取混合物按质量比80：0.03：1加入硫酸亚铁、氢氧化钾，搅拌混合20min，得搅拌混合物，按质量份数计，取30份搅拌混合物、10份苯乙烯、3份甲基丙烯酸环氧丙脂、0.5份过氧化氢异丙苯，于60℃保温1h，冷却至室温，即得力学增强活性剂。硅烷添加剂的制备方法为：取γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷按质量比1：10加入六甲基二硅氧烷混合，加入γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷质量1%的四甲基氢氧化铵，通入氮气保护，于80℃搅拌混合1h，减压蒸馏，即得硅烷添加剂。溶剂为：取甲苯按质量比5：2加入二甲苯混合，即得。调控表面张力活性剂的制备方法为：s1.取硅烷添加剂按质量比8：3加入丙烯酸甲酯，通入氮气保护，于70℃搅拌混合2h，减压蒸馏，真空干燥，得真空干燥物，取真空干燥物按质量比1：10加入甲苯，加入真空干燥物质量30%的吡啶，搅拌混合20min，得搅拌混合物a；s2.取戊二酰氯按质量比2：10加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比2：10滴加至搅拌混合物a中，控制滴加时间50min，通入氮气保护，于30℃搅拌混合4h，过滤，取滤液减压蒸馏，即得调控表面张力活性剂。植物油为：大豆油。醇添加剂为：聚乙二醇-600按质量比10：2加入丙二醇混合，即得。一种高强度混凝土减缩剂，按质量份数计，包括20份塑化活性剂、30份力学增强活性剂、5份调控表面张力活性剂、20份植物油、2份司盘-80、5份醇添加剂。活性单体为：烯丙醇聚氧乙烯醚。塑化活性剂的制备方法为：（1）取马来酸酐按质量比6：5加入活性单体，加入活性单体质量25%的丙烯腈，搅拌混合30min，得混合物，取混合物按质量比3：7加入蒸馏水，于45℃搅拌混合25min，得混合液a；（2）取巯基乙酸按质量比4：2：15加入四丁基溴化铵、蒸馏水，于45℃搅拌混合25min，得混合液a，取混合液a按质量比45：3加入混合液b，加入混合液a质量15%的甲基酰氧乙基三甲基氯化铵，再加入混合液a质量3%的叔丁基过氧化氢，于55℃保温2h，调节ph至7.5，冷却至室温，即得塑化活性剂。糖添加剂为：取葡萄糖按质量比6：3加入阿拉伯糖混合，即得。力学增强活性剂的制备方法为：取聚丁二烯胶乳按质量比7：13加入去离子水，搅拌混合25min，加入聚丁二烯胶乳质量4%的糖添加剂和聚丁二烯胶乳质量2%的焦磷酸钠，于55℃搅拌混合40min，得混合物，取混合物按质量比100：0.04：2加入硫酸亚铁、氢氧化钾，搅拌混合25min，得搅拌混合物，按质量份数计，取40份搅拌混合物、13份苯乙烯、4份甲基丙烯酸环氧丙脂、1份过氧化氢异丙苯，于65℃保温2h，冷却至室温，即得力学增强活性剂。硅烷添加剂的制备方法为：取γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷按质量比2：13加入六甲基二硅氧烷混合，加入γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷质量2%的四甲基氢氧化铵，通入氮气保护，于85℃搅拌混合2h，减压蒸馏，即得硅烷添加剂。溶剂为：取甲苯按质量比8：3加入二甲苯混合，即得。调控表面张力活性剂的制备方法为：s1.取硅烷添加剂按质量比9：4加入丙烯酸甲酯，通入氮气保护，于75℃搅拌混合3h，减压蒸馏，真空干燥，得真空干燥物，取真空干燥物按质量比3：13加入甲苯，加入真空干燥物质量35%的吡啶，搅拌混合30min，得搅拌混合物a；s2.取戊二酰氯按质量比3：13加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比3：15滴加至搅拌混合物a中，控制滴加时间65min，通入氮气保护，于35℃搅拌混合5h，过滤，取滤液减压蒸馏，即得调控表面张力活性剂。植物油为：棕榈油。醇添加剂为：聚乙二醇-600按质量比15：4加入丙二醇混合，即得。一种高强度混凝土减缩剂，按质量份数计，包括25份塑化活性剂、35份力学增强活性剂、10份调控表面张力活性剂、25份植物油、3份司盘-80、7份醇添加剂。活性单体为：异丁烯醇聚氧乙烯醚。塑化活性剂的制备方法为：（1）取马来酸酐按质量比9：7加入活性单体，加入活性单体质量30%的丙烯腈，搅拌混合40min，得混合物，取混合物按质量比5：10加入蒸馏水，于50℃搅拌混合30min，得混合液a；（2）取巯基乙酸按质量比5：3：20加入四丁基溴化铵、蒸馏水，于50℃搅拌混合30min，得混合液a，取混合液a按质量比50：5加入混合液b，加入混合液a质量20%的甲基酰氧乙基三甲基氯化铵，再加入混合液a质量5%的叔丁基过氧化氢，于60℃保温3h，调节ph至8，冷却至室温，即得塑化活性剂。糖添加剂为：取葡萄糖按质量比9：5加入阿拉伯糖混合，即得。力学增强活性剂的制备方法为：取聚丁二烯胶乳按质量比9：15加入去离子水，搅拌混合30min，加入聚丁二烯胶乳质量5%的糖添加剂和聚丁二烯胶乳质量3%的焦磷酸钠，于60℃搅拌混合50min，得混合物，取混合物按质量比120：0.05：3加入硫酸亚铁、氢氧化钾，搅拌混合30min，得搅拌混合物，按质量份数计，取50份搅拌混合物、15份苯乙烯、5份甲基丙烯酸环氧丙脂、1.5份过氧化氢异丙苯，于70℃保温3h，冷却至室温，即得力学增强活性剂。硅烷添加剂的制备方法为：取γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷按质量比3：15加入六甲基二硅氧烷混合，加入γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷质量3%的四甲基氢氧化铵，通入氮气保护，于90℃搅拌混合3h，减压蒸馏，即得硅烷添加剂。溶剂为：取甲苯按质量比10：5加入二甲苯混合，即得。调控表面张力活性剂的制备方法为：s1.取硅烷添加剂按质量比10：5加入丙烯酸甲酯，通入氮气保护，于80℃搅拌混合4h，减压蒸馏，真空干燥，得真空干燥物，取真空干燥物按质量比5：15加入甲苯，加入真空干燥物质量40%的吡啶，搅拌混合40min，得搅拌混合物a；s2.取戊二酰氯按质量比5：15加入溶剂，得混合液，取混合液按质量比5：20滴加至搅拌混合物a中，控制滴加时间80min，通入氮气保护，于40℃搅拌混合6h，过滤，取滤液减压蒸馏，即得调控表面张力活性剂。植物油为：葵花油。醇添加剂为：聚乙二醇-600按质量比20：5加入丙二醇混合，即得。一种高强度混凝土减缩剂，按质量份数计，包括30份塑化活性剂、40份力学增强活性剂、15份调控表面张力活性剂、30份植物油、4份司盘-80、10份醇添加剂。对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少塑化活性剂。对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少力学增强活性剂。对比例3：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少调控表面张力活性剂。对比例4：上海市某公司生产的高强度混凝土减缩剂。将实施例与对比例所得高强度混凝土减缩剂按照gb/t50082-2009标准进行测试，测试结果如表1所示。表1：测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3对比例4抗压强度/7d（mpa）36.1835.7335.7633.5332.7131.1929.12收缩率/7d（×10-6）17.318.7918.3120.0721.1322.9826.39开裂时间（h）9.59987.576.5开裂面积（mm2）89.1792.3491.36110.33127.35128.21315.27综上所述，本发明制备得到的高强度混凝土减缩剂具有优异的流动性、较低的减缩率，良好的抗压强度；减缩剂抗裂性能好，可以提高混凝土性能并延长混凝土使用寿命。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12