一种防开裂型C80混凝土及其制备方法与流程

一种防开裂型c80混凝土及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及混凝土领域，尤其是涉及一种防开裂型c80混凝土及其制备方法。


背景技术：

2.混凝土是工程建设中一种最常见的建筑材料，根据不同的建筑工程要求，可以采用不同强度等级的混凝土。强度等级为c60及其以上的混凝土称为高强混凝土，高强混凝土具有抗压强度高、密度大、孔隙率低等优越性，在高层建筑结构、桥梁结构等工程中得到广泛应用。
3.高强混凝土的强度一般通过减小混凝土中水胶比、调整混凝土级配、掺加外加剂等措施进行提升，其中，减小混凝土的水胶比虽然对混凝土的硬化强度有较大的提升效果，但是对混凝土内部的水化反应均匀性有较大的影响，水分的减少导致水泥颗粒以及黏土颗粒之间更容易相互粘附，使得混凝土容易发生局部水化反应不充分的情况，影响混凝土的整体结构均质性，因此，如何平衡混凝土的抗压强度与抗开裂性能是高强混凝土亟需解决的问题之一。


技术实现要素：

4.为了减少混凝土的开裂情况，本技术提供一种防开裂型c80混凝土及其制备方法。
5.本技术提供的一种防开裂型c80混凝土及其制备方法，采用如下的技术方案：第一方面，本技术提供一种防开裂型c80混凝土，采用如下的技术方案：一种防开裂型c80混凝土，包括以下质量份的原料：水 153～167份；水泥 368～392份；矿粉 233～248份；微硅粉 18～22份；砂 358～376份；石 1182～1210份；高效减水剂 11.5～12.5份；所述高效减水剂的制备方法如下：将甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯溶于水中形成质量分数为30～40％的混合溶液，将混合溶液升温至70～90℃后同时滴加丙烯酸、催化剂，滴加过程保持搅拌，恒温处理5h～7h后获得高效减水剂，甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯、丙烯酸的质量分数比为(0.95～1.05)：(1.65～1.75)：(0.78～0.83)：(2.43～2.57)。
6.优选的，包括以下质量份的原料：水 157～163份；水泥 368～392份；砂 358～376份；
石 1182～1210份；矿粉 233～248份；微硅粉 18～22份；高效减水剂 11.85～12.15份。
7.通过采用上述技术方案，将水胶比控制在一定的范围内，能够使混凝土凝结后具有高强度，胶凝材料中的微硅粉、矿粉与水泥的特殊混合配比能够使胶凝材料具有更好的级配，高效减水剂能够使胶凝颗粒以及黏土颗粒之间有良好的分散性，从而有效地提高了混凝土的流动性，有利于混凝土均匀水化凝结，减少混凝土开裂情况。
8.高效减水剂不仅使水泥颗粒不易相互吸附，并且与黏土有较低的敏感度，可能是由于甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯、丙烯酸在一定的条件下发生自由基聚合反应，生成了含有醚键、羧基、磺酸基、磷酸类基团的高分子链减水聚合物，使得水泥颗粒减水聚合物与吸附后，水泥颗粒之间产生静电斥力从而提高颗粒间的分散性，此外，可能由于这些基团以特殊的分布结构接枝在分子链上，使得减水聚合物具有更好的空间位阻效果，阻碍黏土对减水聚合物的吸附，使得减水聚合物在混凝土的减水性能得到明显的提升，延长混凝土的凝结时间，使混凝土的水化反应更加完全，从而使混凝土内部结构硬化均匀，不易开裂，使混凝土体现出优异的力学性能。
9.优选的，所述高效减水剂制备过程的混合溶液中还包括亚磷酸二乙酯，亚磷酸二乙酯与磷酸二乙酯的质量比为(0.5～0.6)：1。
10.通过采用上述技术方案，进一步改善混凝土的流变性能，亚磷酸二乙酯在混合溶液中与磷酸二乙酯形成特殊的相互配合作用，提高磷酸基团的电荷密度，使水泥颗粒之间的静电斥力更大，此外，在与甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯、丙烯酸的相互作用过程中，可能形成了一种能够与混凝土中钙离子结合成羟基磷酸钙离子晶体的物质，这种离子晶体与水泥颗粒有更好的吸附性，对阻碍减水剂在水泥颗粒表面的吸附有辅助作用。
11.优选的，所述混凝溶液升温温度为75
±
2℃。
12.适宜的温度有利于对甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯、丙烯酸之间的相互反应，提高减水聚合物分子链上基团的接枝效果。
13.优选的，所述丙烯酸与催化剂的滴加速度为25ml/min。
14.通过采用上述技术方案，使甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯、丙烯酸之间的反应平稳，有利于各组分反应更加完全。
15.优选的，所述砂含泥量不超过3.5wt％。
16.高效减水剂对含泥量在一定范围内的混凝土均能够发挥良好的减水效果。
17.第二方面，本技术提供一种防开裂型c80混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种防开裂型c80混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将水泥、矿粉、微硅粉混合均匀，获得胶凝粉料；步骤二、将砂、高效减水剂以及一半的水投加至所述胶凝粉料中搅拌混合，获得混凝土浆料；步骤三、将石以及剩余的水投加至所述混凝土浆料中搅拌混合，获得防开裂型c80混凝土。
18.将混凝土的各原料分开多次混合，能够更大程度地发挥高效减水剂对胶凝颗粒的
分散效果，使混凝土具有更好的和易性，有利于混凝土的水化反应充分且均匀，从而使混凝土的结构更加稳定而不易开裂。
19.优选的，所述步骤二为：将所述高效减水剂以及一半的水混合均匀，获得高效减水剂稀释液；将所述胶凝粉料、所述高效减水剂稀释液以及砂混合均匀，获得混凝土浆料。
20.通过采用上述技术方案，使高效减水剂能够更均匀地与其他混凝土原料混合，减少高效减水剂的早期损失情况。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过调节水胶比以及各胶凝材料的配比，并控制高效减水剂的掺量，使混凝土具有较高的强度，高效减水剂由甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯、丙烯酸在一定条件下配制而成，使其形成具有多种基团的减水聚合物，对水泥颗粒以及黏土颗粒具有优良的分散用，提高混凝土的流动性，使混凝土更充分地进行水化反应，从而提高混凝土的结构稳定性，不易开裂；2.通过在甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯、丙烯酸的反应环境中添加亚磷酸二乙酯，使水泥颗粒表面不易吸附减水聚合物，进一步改善混凝土的和易性；3.通过将混凝土的各原料组分分开多次混合，有利于使高效减水剂能够更好地在胶凝材料中发挥其减水性能，从而使混凝土具有更好的品质。
具体实施方式
22.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
23.本技术的制备例、实施例以及对比例所用的原料信息来源详见表1。
24.表1原料信息来源水泥pii52.5r硅酸盐水泥砂细度模数2.8，含泥量2.5wt％，3.5wt％，3.8wt％石平均粒径20mm矿粉s105级细度d90微硅粉1250目sio2含量>95％甲基丙烯磺酸钠江苏润丰合成科技有限公司聚乙二醇广州烁今化工有限公司型号peg
‑
2000丙烯酸济南铭威化工有限公司巯基丙酸济南铭威化工有限公司磷酸三乙酯湖北兴恒业科技有限公司亚磷酸二乙酯湖北兴恒业科技有限公司原料制备例。
25.制备例1将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的磷酸三乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
26.制备例2将950g的甲基丙烯磺酸钠、1650g的聚乙二醇、780g的磷酸三乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2430g、10wt％的巯基丙酸催化剂2250g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
27.制备例3将1050g的甲基丙烯磺酸钠、1750g的聚乙二醇、830g的磷酸三乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2570g、10wt％的巯基丙酸催化剂2350g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理9h过获得高效减水剂。
28.制备例4将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的磷酸三乙酯、400g的亚磷酸二乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
29.制备例5将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的磷酸三乙酯、480g的亚磷酸二乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
30.制备例6将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的磷酸三乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以35ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
31.制备例7将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的磷酸三乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至70℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
32.制备例8将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的磷酸三乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至90℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
33.制备例9将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的磷酸三乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至60℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获
得高效减水剂。
34.制备例10将1000g的甲基丙烯磺酸钠、800g的磷酸三乙酯溶于6l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
35.制备例11将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的磷酸三乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液滴加10wt％的巯基丙酸催化剂230g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
36.制备例12将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇溶于8l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液同时滴加丙烯酸2500g、10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。
37.制备例13将1000g的甲基丙烯磺酸钠、1680g的聚乙二醇、800g的亚磷酸二乙酯溶于10l水中形成混合溶液，将混合溶液升温至75℃后，以25ml/min的滴加速度向混合溶液滴加10wt％的巯基丙酸催化剂2300g，滴加过程保持搅拌，滴加完成后恒温处理7h过获得高效减水剂。实施例
38.实施例1一种防开裂型c80混凝土，其原料用量如下：水160kg、水泥380kg、砂367kg、石1196kg、矿粉240kg、微硅粉20kg、高效减水剂12.05kg。
39.其制备包括以下步骤：步骤一、将380kg的水泥、240kg的矿粉、20kg的微硅粉混合均匀，获得胶凝粉料；步骤二、将12.05kg高效减水剂以及80kg的水混合均匀，获得高效减水剂稀释液，将步骤一的胶凝粉料、高效减水剂稀释液以及367kg的砂混合均匀，获得混凝土浆料；步骤三、将1196kg石以及80kg的水投加步骤二的混凝土浆料中混合均匀，获得防开裂型c80混凝土。
40.其中，步骤二中的高效减水剂采用制备例1制备的高效减水剂。
41.实施例2
‑
5实施例2
‑
5与实施例1的不同之处在于，混凝土各原料的用量不同，实施例1
‑
5的混凝土各原料用量详见表2(单位：kg)。表2
42.实施例1
‑
5的高效减水剂均采用制备例1制备的高效减水剂，砂采用细度2.8，含泥量2.5wt％的砂。
43.实施例6本实施例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例2制备的高效减水剂。
44.实施例7本实施例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例3制备的高效减水剂。
45.实施例8本实施例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例4制备的高效减水剂。
46.实施例9本实施例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例5制备的高效减水剂。
47.实施例10本实施例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例6制备的高效减水剂。
48.实施例11本实施例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例7制备的高效减水剂。
49.实施例12本实施例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例8制备的高效减水剂。
50.实施例13本实施例与实施例1的不同之处在于，砂采用细度2.8，含泥量3.5wt％的砂。
51.实施例14本实施例与实施例1的不同之处在于，砂采用细度2.8，含泥量3.8wt％的砂。对比例
52.对比例1本对比例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例9制备的高效减水
剂。
53.对比例2本对比例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例10制备的高效减水剂。
54.对比例3本对比例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例11制备的高效减水剂。
55.对比例4本对比例与实施例1的不同之处在于，高效减水剂均采用制备例12制备的高效减水剂。性能检测试验
56.实验1根据《混凝土物理力学性能试验方法标准》gb/t 50081
‑
2019的规定，对各实施例以及各对比例制得的混凝土制成多块150mm
×
150mm
×
150mm水泥试件并养护28d后，检测各实施例以及各对比例水泥试件的平均抗压强度(单位：mpa)以及平均劈裂抗拉强度(单位：mpa)。
57.实验2根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》gb/t50080
‑
2016的规定，对各实施例以及各对比例制得的混凝土检测1h坍落度(单位：mm)。
58.实验1
‑
2的检测结果详见表3。表3
59.根据表3的实施例1与对比例2
‑
4的检测数据对比可得，混凝土中添加由甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯以及丙烯酸在一定条件下制备成的高效减水剂对混凝土的坍落度较好，具有更好的流动性，有利于混凝土的施工以及水化凝结过程，实施例1相比对比例2
‑
4具有更好的抗压强度以及劈裂抗拉强度，说明由甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯以及丙烯酸制备而成的高效减水剂有利于提高混凝土内部水化反应的充分性，减少硬化不均匀的情况导致的混凝土开裂，是混凝土具备高强性的关键。
60.根据表3的实施例1与实施例8
‑
9以及对比例5的检测数据对比可得，实施例8
‑
9在甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯以及丙烯酸的基础上添加亚磷酸二乙酯制得的高效减水剂，对混凝土的流动性、抗压强度、劈裂抗拉强度均有一定的改善，说明亚磷酸二乙酯与甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇、磷酸三乙酯之间产生了相互作用，进一步提升了高效减水
剂对混凝土的减水效果，使混凝土具有更好的品质。
61.根据表3的实施例1与实施例11
‑
12以及对比例1的检测数据对比可得，在反应温度70～90℃范围内制得的高效减水剂对混凝土具有更好的提升抗压、抗开裂以及流动性的效果。
62.根据表3的实施例1与实施例13
‑
14的检测数据对比可得，实施例1与实施例13的抗压强度、劈裂抗拉强度以及坍落度结果相差较少，说明本技术的高效减水剂对混凝土中含泥量在3.5wt％以下的砂具有较好的分散效果，对混凝土砂的级配要求较低，具有良好的经济价值。
63.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。