本发明涉及建筑材料技术领域,尤其涉及一种混凝土添加剂及其制备方法。
背景技术:
近年来,随着社会的进步及经济的发展,各种建筑物和建筑工程如雨后春笋般涌现,这些建筑物和建筑工程是时代发展的结晶,是一个城市的符号,它记录着城市的历史与变迁,是现代文明的标志。在这些代表着现代城市的建筑物和建筑工程的背后离不开建筑工程材料的使用,建筑工程材料是保障建筑工程质量及建筑物安全的必要条件。混凝土作为现代建筑工程建筑过程中必不可少的一类建筑工程材料,在保证建筑物安全和质量起到至关重要的作用。
混凝土,简称为“砼”,通常是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与混凝土添加剂、水按一定比例配合,经搅拌所得。其中,混凝土添加剂是混凝土的重要组成部分,是保证混凝土优异的和易性、强度和耐久性的必不可少的成分之一,这种组分的添加能有效地改善和调节混凝土的性能。然而,现有技术中的混凝土添加剂功能单一,需要同时添加大量的各种不同重量的添加剂才能得到综合性能优异的混凝土,然而大量添加剂的添加会由于粘结性问题导致对混凝土凝结时间、早晚期强度不同程度的负面影响。不同种类的添加剂之间又容易产生拮抗作用。除此之外,市面上的混凝土添加剂还或多或少存在减水效果差、掺量大、增塑效果不好、易变质、对混凝土的保护效果差的缺陷。
申请号为201510631561.6的中国发明专利公开了一种混凝土添加剂,其组成和配比分别为:高效减水剂:15-60wt%、有机硅防水剂:1.0-5.0wt%、β基磺酸钠甲醛缩合物:0.5-2.0wt%、三乙醇胺:1.5-3.5wt%、烷基苯磺酸盐:3.5-7.5%、硫酸钠:3.5-25wt%、硅酮:3.0-5.0wt%和余量的水。该发明的添加剂具有防渗水、抗冲击性的效果,显著提高了混凝土的强度和耐摩擦性能等特点。然而,该发明中使用了组分β基磺酸钠甲醛缩合物,导致其环保性能不好,不利于生态价值的实现。
因此,开发一种减水效果更优异,掺量更少,环保性和增塑效果更佳,功能多样,提高和改善混凝土材料强度、流动性、耐久性和抗渗性能效果更显著,对混凝土综合性能没有负面影响的混凝土添加剂符合市场需求,具有广泛的市场价值和应用前景,对促进混凝土行业的发展具有非常重要的意义。
技术实现要素:
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种混凝土添加剂及其制备方法,该制备方法简单易行,操作控制方便,制备效率和成品合格率高,对设备依赖性小,适合连续规模化生产;通过这种制备方法制备得到的混凝土添加剂减水效果更优异,掺量更少,环保性和增塑效果更佳,功能多样,提高和改善混凝土材料强度、流动性、耐久性和抗渗性能效果更显著,对混凝土综合性能没有负面影响,具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种混凝土添加剂,其特征在于,包括按重量份计的下列组分:磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物2-5份、磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物8-12份、凹凸棒土1-3份、氧化石墨烯纤维1-4份。
优选的,所述磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将均三嗪基超支化化合物加入到有机溶剂中,然后再向其中加入氯甲基磷酸,在40-60℃下搅拌反应4-6小时,后旋蒸除去溶剂,并用乙醚洗涤粗产品3-5次,后再旋蒸除去乙醚,得到磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物。
优选的,所述均三嗪基超支化化合物、有机溶剂、氯甲基磷酸的质量比为(3-4):(10-15):1。
优选的,所述均三嗪基超支化化合物为二代均三嗪基超支化化合物,制备方法参见申请号为201910881075.8的中国发明专利的实施例1。
优选的,所述有机溶剂为四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的任意一种。
优选的,所述磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的制备方法,包括如下步骤:
步骤c1、将二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶加入到n-甲基吡咯烷酮中,在30-50℃下搅拌反应6-8小时,后在水中沉出,并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3-7次,最后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重,得到二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物;
步骤c2、将经过步骤c1制成的二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物加入到1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液中,在氮气或惰性气体氛围,50-60℃下搅拌反应15-20小时,后旋蒸除去乙醇,并用水洗产品3-6次,最后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重,得到磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物。
优选的,步骤c1中所述二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:(0.4-0.8):0.5:(8-14)。
优选的,步骤c2中所述二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物、1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量比为1:(5-10)。
优选的,所述1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量百分浓度为15-25%。
优选的,所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的,所述凹凸棒土的粒径为300-500目;所述氧化石墨烯纤维的长度范围为3~8mm,直径为100-400nm。
本发明的另一个目的,在于提供一种所述混凝土添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按比例混合均匀后得到混合料,然后将混合料与质量为混合料质量的3-5倍的水混合均匀,向其中加入氢氧化钠,调节ph至7,然后干燥,加入球磨机粉磨15-25分钟后出料。
本发明的再一个目的,在于提供一种采用所述混凝土添加剂作为添加剂的混凝土。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
(1)本发明提供的一种混凝土添加剂的制备方法,将各组分混合均匀,调节好ph后,经过粉磨后即可,制备方法简单易行,操作控制方便,制备效率和成品合格率高,对设备依赖性小,适合连续规模化生产。
(2)本发明提供的一种混凝土添加剂,克服了现有技术中的混凝土添加剂功能单一,需要同时添加大量的各种不同重量的添加剂才能得到综合性能优异的混凝土,然而大量添加剂的添加会由于粘结性问题导致对混凝土凝结时间、早晚期强度不同程度的负面影响;不同种类的添加剂之间又容易产生拮抗作用的缺陷;也克服了市面上的混凝土添加剂还或多或少存在减水效果差、掺量大、增塑效果不好、易变质、对混凝土的保护效果差的技术问题,具有减水效果更优异,掺量更少,环保性和增塑效果更佳,功能多样,提高和改善混凝土材料强度、流动性、耐久性和抗渗性能效果更显著,对混凝土综合性能没有负面影响,具有较高的经济价值、社会价值和生态价值的优点。
(3)本发明提供的一种混凝土添加剂,添加氧化石墨烯纤维,由于其上较多的活性基团,改善了其与混凝土其他组分的相容性,且其添加可以使混凝土更加密实,早期强度提高,有效改善混凝土的耐久性;凹凸棒土的添加,能改善各组分之间的相容性,进而改善混凝土的强度,可以及时阻塞毛细孔通道和微裂缝,并阻断和消除盐蚀条件,使得混凝土抗渗防水性能得到较大程度的改善。
(4)本发明提供的一种混凝土添加剂,添加磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物,首先超支化分子结构,使得其更易吸附在混凝土材料表面,在水泥颗粒之间产生较大的空间位阻,空间位阻斥力越大,对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大,使得混凝土的坍落度保持良好;特别是三嗪有机盐结构的引入,与其他结构协同作用,在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下,使得其性能稳定更好,减水效果更佳,能有效改善水泥水化产物的晶界能,对水泥水化产物起到细化晶粒结构,改善晶枝形状的作用,使得混凝土的内部组成在微观上更密实,在宏观上混凝土强度明显增大,混凝土耐久性提高,且这种组分分子链上含有较多的亲水性的羟基、季铵盐基和磷酸基,它们能与水分子吸附形成水膜,这层水膜具有很好的润滑作用,能减少混凝土流动阻力,改善机制砂的水泥混凝土的流动性;分子链上不仅含有季铵盐结构,还含有磷酸基结构,使得该组分具有一定的调节ph的功能,能有效起到防止混凝土内部泛碱的现象,进而改善混凝土的综合性能。
(5)本发明提供的一种混凝土添加剂,磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的添加能有效改善减水效果,缩聚物分子侧链上引入氨基磺酸结构能到减水作用,主链上的金刚烷结构由于其位阻效应和电子效应,能有利于改善机械强度和保坍性,且分子结构整体上能改善混凝土添加剂的性能稳定性,各结构协同作用,使得其不仅起到减水剂的作用,还具有引气、防冻、缓凝、早强等多重作用,有效避免了不同添加剂大量添加对混凝土综合性能造成的影响及产生的拮抗作用,掺量低,效果显著,有效降低了成本;且生产和使用过程中均不含对环境影响大的成分,使用更加安全环保。
具体实施方式
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
一种混凝土添加剂,其特征在于,包括按重量份计的下列组分:磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物2-5份、磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物8-12份、凹凸棒土1-3份、氧化石墨烯纤维1-4份。
优选的,所述磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将均三嗪基超支化化合物加入到有机溶剂中,然后再向其中加入氯甲基磷酸,在40-60℃下搅拌反应4-6小时,后旋蒸除去溶剂,并用乙醚洗涤粗产品3-5次,后再旋蒸除去乙醚,得到磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物。
优选的,所述均三嗪基超支化化合物、有机溶剂、氯甲基磷酸的质量比为(3-4):(10-15):1。
优选的,所述均三嗪基超支化化合物为二代均三嗪基超支化化合物,制备方法参见申请号为201910881075.8的中国发明专利的实施例1。
优选的,所述有机溶剂为四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的任意一种。
优选的,所述磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的制备方法,包括如下步骤:
步骤c1、将二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶加入到n-甲基吡咯烷酮中,在30-50℃下搅拌反应6-8小时,后在水中沉出,并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3-7次,最后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重,得到二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物;
步骤c2、将经过步骤c1制成的二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物加入到1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液中,在氮气或惰性气体氛围,50-60℃下搅拌反应15-20小时,后旋蒸除去乙醇,并用水洗产品3-6次,最后置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重,得到磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物。
优选的,步骤c1中所述二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:(0.4-0.8):0.5:(8-14)。
优选的,步骤c2中所述二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物、1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量比为1:(5-10)。
优选的,所述1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量百分浓度为15-25%。
优选的,所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的,所述凹凸棒土的粒径为300-500目;所述氧化石墨烯纤维的长度范围为3~8mm,直径为100-400nm。
本发明的另一个目的,在于提供一种所述混凝土添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按比例混合均匀后得到混合料,然后将混合料与质量为混合料质量的3-5倍的水混合均匀,向其中加入氢氧化钠,调节ph至7,然后干燥,加入球磨机粉磨15-25分钟后出料。
本发明的再一个目的,在于提供一种采用所述混凝土添加剂作为添加剂的混凝土。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明提供的一种混凝土添加剂的制备方法,将各组分混合均匀,调节好ph后,经过粉磨后即可,制备方法简单易行,操作控制方便,制备效率和成品合格率高,对设备依赖性小,适合连续规模化生产;本发明提供的一种混凝土添加剂,克服了现有技术中的混凝土添加剂功能单一,需要同时添加大量的各种不同重量的添加剂才能得到综合性能优异的混凝土,然而大量添加剂的添加会由于粘结性问题导致对混凝土凝结时间、早晚期强度不同程度的负面影响;不同种类的添加剂之间又容易产生拮抗作用的缺陷;也克服了市面上的混凝土添加剂还或多或少存在减水效果差、掺量大、增塑效果不好、易变质、对混凝土的保护效果差的技术问题,具有减水效果更优异,掺量更少,环保性和增塑效果更佳,功能多样,提高和改善混凝土材料强度、流动性、耐久性和抗渗性能效果更显著,对混凝土综合性能没有负面影响,具有较高的经济价值、社会价值和生态价值的优点。
本发明提供的一种混凝土添加剂,添加氧化石墨烯纤维,由于其上较多的活性基团,改善了其与混凝土其他组分的相容性,且其添加可以使混凝土更加密实,早期强度提高,有效改善混凝土的耐久性;凹凸棒土的添加,能改善各组分之间的相容性,进而改善混凝土的强度,可以及时阻塞毛细孔通道和微裂缝,并阻断和消除盐蚀条件,使得混凝土抗渗防水性能得到较大程度的改善;本发明提供的一种混凝土添加剂,添加磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物,首先超支化分子结构,使得其更易吸附在混凝土材料表面,在水泥颗粒之间产生较大的空间位阻,空间位阻斥力越大,对水泥颗粒间凝聚作用的阻碍也越大,使得混凝土的坍落度保持良好;特别是三嗪有机盐结构的引入,与其他结构协同作用,在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下,使得其性能稳定更好,减水效果更佳,能有效改善水泥水化产物的晶界能,对水泥水化产物起到细化晶粒结构,改善晶枝形状的作用,使得混凝土的内部组成在微观上更密实,在宏观上混凝土强度明显增大,混凝土耐久性提高,且这种组分分子链上含有较多的亲水性的羟基、季铵盐基和磷酸基,它们能与水分子吸附形成水膜,这层水膜具有很好的润滑作用,能减少混凝土流动阻力,改善机制砂的水泥混凝土的流动性;分子链上不仅含有季铵盐结构,还含有磷酸基结构,使得该组分具有一定的调节ph的功能,能有效起到防止混凝土内部泛碱的现象,进而改善混凝土的综合性能。
本发明提供的一种混凝土添加剂,磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的添加能有效改善减水效果,缩聚物分子侧链上引入氨基磺酸结构能到减水作用,主链上的金刚烷结构由于其位阻效应和电子效应,能有利于改善机械强度和保坍性,且分子结构整体上能改善混凝土添加剂的性能稳定性,各结构协同作用,使得其不仅起到减水剂的作用,还具有引气、防冻、缓凝、早强等多重作用,有效避免了不同添加剂大量添加对混凝土综合性能造成的影响及产生的拮抗作用,掺量低,效果显著,有效降低了成本;且生产和使用过程中均不含对环境影响大的成分,使用更加安全环保。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1
实施例1提供一种混凝土添加剂,其特征在于,包括按重量份计的下列组分:磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物2份、磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物8份、凹凸棒土1份、氧化石墨烯纤维1份。
所述磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将均三嗪基超支化化合物加入到有机溶剂中,然后再向其中加入氯甲基磷酸,在40℃下搅拌反应4小时,后旋蒸除去溶剂,并用乙醚洗涤粗产品3次,后再旋蒸除去乙醚,得到磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物。
所述均三嗪基超支化化合物、有机溶剂、氯甲基磷酸的质量比为3:10:1;所述有机溶剂为四氢呋喃。
所述磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的制备方法,包括如下步骤:
步骤c1、将二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶加入到n-甲基吡咯烷酮中,在30℃下搅拌反应6小时,后在水中沉出,并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3次,最后置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重,得到二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物;
步骤c2、将经过步骤c1制成的二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物加入到1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液中,在氮气氛围,50℃下搅拌反应15小时,后旋蒸除去乙醇,并用水洗产品3次,最后置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重,得到磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物。
步骤c1中所述二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:0.4:0.5:8。
步骤c2中所述二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物、1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量比为1:5;所述1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量百分浓度为15%。
所述凹凸棒土的粒径为300目;所述氧化石墨烯纤维的长度范围为3mm,直径为100nm。
一种所述混凝土添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按比例混合均匀后得到混合料,然后将混合料与质量为混合料质量的3倍的水混合均匀,向其中加入氢氧化钠,调节ph至7,然后干燥,加入球磨机粉磨15分钟后出料。
一种采用所述混凝土添加剂作为添加剂的混凝土。
实施例2
实施例2提供一种混凝土添加剂,其特征在于,包括按重量份计的下列组分:磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物3份、磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物9份、凹凸棒土1.5份、氧化石墨烯纤维2份。
所述磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将均三嗪基超支化化合物加入到有机溶剂中,然后再向其中加入氯甲基磷酸,在45℃下搅拌反应4.5小时,后旋蒸除去溶剂,并用乙醚洗涤粗产品4次,后再旋蒸除去乙醚,得到磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物。
所述均三嗪基超支化化合物、有机溶剂、氯甲基磷酸的质量比为3.2:11:1;所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
所述磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的制备方法,包括如下步骤:
步骤c1、将二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶加入到n-甲基吡咯烷酮中,在35℃下搅拌反应6.5小时,后在水中沉出,并将沉出的聚合物用乙醇洗涤4次,最后置于真空干燥箱83℃下干燥至恒重,得到二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物;
步骤c2、将经过步骤c1制成的二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物加入到1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液中,在惰性气体氛围,52℃下搅拌反应16小时,后旋蒸除去乙醇,并用水洗产品4次,最后置于真空干燥箱83℃下干燥至恒重,得到磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物。
步骤c1中所述二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:0.5:0.5:9。
步骤c2中所述二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物、1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量比为1:6.5;所述1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量百分浓度为17;所述惰性气体为氦气。
所述凹凸棒土的粒径为350目;所述氧化石墨烯纤维的长度范围为4mm,直径为200nm。
一种所述混凝土添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按比例混合均匀后得到混合料,然后将混合料与质量为混合料质量的3.5倍的水混合均匀,向其中加入氢氧化钠,调节ph至7,然后干燥,加入球磨机粉磨18分钟后出料。
一种采用所述混凝土添加剂作为添加剂的混凝土。
实施例3
实施例3提供一种混凝土添加剂,其特征在于,包括按重量份计的下列组分:磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物3.5份、磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物10份、凹凸棒土2份、氧化石墨烯纤维2.5份。
所述磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将均三嗪基超支化化合物加入到有机溶剂中,然后再向其中加入氯甲基磷酸,在50℃下搅拌反应5小时,后旋蒸除去溶剂,并用乙醚洗涤粗产品4次,后再旋蒸除去乙醚,得到磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物。
所述均三嗪基超支化化合物、有机溶剂、氯甲基磷酸的质量比为3.5:13:1;所述有机溶剂为n,n-二甲基乙酰胺。
所述磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的制备方法,包括如下步骤:
步骤c1、将二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶加入到n-甲基吡咯烷酮中,在40℃下搅拌反应7小时,后在水中沉出,并将沉出的聚合物用乙醇洗涤5次,最后置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重,得到二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物;
步骤c2、将经过步骤c1制成的二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物加入到1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液中,在惰性气体氛围,55℃下搅拌反应17小时,后旋蒸除去乙醇,并用水洗产品5次,最后置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重,得到磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物。
步骤c1中所述二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:0.6:0.5:11。
步骤c2中所述二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物、1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量比为1:7.5;所述1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量百分浓度为20%;所述惰性气体为氖气。
所述凹凸棒土的粒径为400目;所述氧化石墨烯纤维的长度范围为6mm,直径为250nm。
一种所述混凝土添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按比例混合均匀后得到混合料,然后将混合料与质量为混合料质量的4倍的水混合均匀,向其中加入氢氧化钠,调节ph至7,然后干燥,加入球磨机粉磨20分钟后出料。
一种采用所述混凝土添加剂作为添加剂的混凝土。
实施例4
实施例4提供一种混凝土添加剂,其特征在于,包括按重量份计的下列组分:磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物4.5份、磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物11份、凹凸棒土2.5份、氧化石墨烯纤维3.5份。
所述磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将均三嗪基超支化化合物加入到有机溶剂中,然后再向其中加入氯甲基磷酸,在55℃下搅拌反应5.5小时,后旋蒸除去溶剂,并用乙醚洗涤粗产品5次,后再旋蒸除去乙醚,得到磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物。
所述均三嗪基超支化化合物、有机溶剂、氯甲基磷酸的质量比为3.8:14:1;所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
所述磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的制备方法,包括如下步骤:
步骤c1、将二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶加入到n-甲基吡咯烷酮中,在47℃下搅拌反应7.8小时,后在水中沉出,并将沉出的聚合物用乙醇洗涤6次,最后置于真空干燥箱88℃下干燥至恒重,得到二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物;
步骤c2、将经过步骤c1制成的二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物加入到1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液中,在惰性气体氛围,58℃下搅拌反应19小时,后旋蒸除去乙醇,并用水洗产品6次,最后置于真空干燥箱88℃下干燥至恒重,得到磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物。
步骤c1中所述二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:0.7:0.5:13。
步骤c2中所述二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物、1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量比为1:9;所述1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量百分浓度为23%;所述惰性气体为氩气。
所述凹凸棒土的粒径为450目;所述氧化石墨烯纤维的长度范围为7mm,直径为350nm。
一种所述混凝土添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按比例混合均匀后得到混合料,然后将混合料与质量为混合料质量的4.8倍的水混合均匀,向其中加入氢氧化钠,调节ph至7,然后干燥,加入球磨机粉磨24分钟后出料。
实施例5
实施例5提供一种混凝土添加剂,其特征在于,包括按重量份计的下列组分:磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物5份、磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物12份、凹凸棒土3份、氧化石墨烯纤维4份。
所述磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将均三嗪基超支化化合物加入到有机溶剂中,然后再向其中加入氯甲基磷酸,在60℃下搅拌反应6小时,后旋蒸除去溶剂,并用乙醚洗涤粗产品5次,后再旋蒸除去乙醚,得到磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物;所述均三嗪基超支化化合物、有机溶剂、氯甲基磷酸的质量比为4:15:1;所述有机溶剂为n-甲基吡咯烷酮。
所述磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物的制备方法,包括如下步骤:
步骤c1、将二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶加入到n-甲基吡咯烷酮中,在50℃下搅拌反应8小时,后在水中沉出,并将沉出的聚合物用乙醇洗涤7次,最后置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重,得到二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物;
步骤c2、将经过步骤c1制成的二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物加入到1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液中,在氮气氛围,60℃下搅拌反应20小时,后旋蒸除去乙醇,并用水洗产品6次,最后置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重,得到磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物。
步骤c1中所述二乙醇胺、1,3-金刚烷二乙酸、二环己基碳二亚胺、4-二甲氨基吡啶、n-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:0.8:0.5:14;步骤c2中所述二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物、1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量比为1:10;所述1,4-丁磺酸内酯的乙醇溶液的质量百分浓度为25%。
所述凹凸棒土的粒径为500目;所述氧化石墨烯纤维的长度范围为8mm,直径为400nm。
一种所述混凝土添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将各组分按比例混合均匀后得到混合料,然后将混合料与质量为混合料质量的5倍的水混合均匀,向其中加入氢氧化钠,调节ph至7,然后干燥,加入球磨机粉磨25分钟后出料。
对比例1
对比例1提供一种混凝土添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,没有添加磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物。
对比例2
对比例2提供一种混凝土添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,用均三嗪基超支化大分子化合物代替磷酸基均三嗪基超支化大分子化合物。
对比例3
对比例3提供一种混凝土添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,没有添加氧化石墨烯纤维。
对比例4
对比例4提供一种混凝土添加剂,其配方和制备方法与实施例1基本相同,不同的是,没有添加磺酸基二乙醇胺/1,3-金刚烷二乙酸缩聚物。
将上述实施例1-5以及对比例1-4所得混凝土添加剂添加到混凝土中进行测试,测试结果见表1,测试方法如下:
1)水泥净浆流动度:参照gb/t8077-2000《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行,水灰比w/c=0.29,添加剂添加比例0.2:100。
2)抗压强度(28天)、磨坑长度:参照参考cjj/t135-2009进行。所述混凝土由水、水泥、碎石按照质量比1:2:9混合搅拌均匀而制得,其中,水为饮用水,水泥为普通42.5级硅酸盐水泥,碎石粒径4mm,添加剂添加比例0.2:100。
表1实施例及对比例混凝土添加剂性能测试结果
从上表可以看出,本发明实施例公开的混凝土添加剂对提高混凝土流动性、抗压强度、耐磨性更有效,这是各组分协同作用的结果。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。