[发明专利]一种高性能混凝土增效剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，特别涉及一种高性能混凝土增效剂及其制备方法。

背景技术

自19世纪20年代出现了波特兰水泥后，以水泥作为胶凝材料，砂和石作为集料，与水按一定比例配合，经搅拌制成的水泥混凝土，由于其良好的强度和耐久性能已经成为土木工程中最大宗的建筑材料。混凝土的生产需要大量的使用水泥，而水泥在制备过程中首先要煅烧石灰石制备熟料，在熟料制备过程中，会排放大量二氧化碳和氮氧化物等污染环境的大量有害气体和污染物。21世纪国家明确提出了绿色可持续发展战略，在发展的同时，更加重视对环境的保护。因此，最大宗的建筑材料混凝土在保证各项性能指标的前提下，减少水泥用量，或更多的使用工业废渣替代水泥，制备绿色高性能混凝土对于水泥工业的节能减排，环境保护具有重要的意义。

水泥是由诸多级配的水泥颗粒组成的，水泥最佳性能的颗粒级配：3-32μm颗粒总量不能小于65%，小于3μm的颗粒不要超过10%，大于65μm和小于1μm的颗粒越少越好，因为3-32μm的颗粒对强度增长起主要作用，特别是16-24μm的颗粒对水泥性能尤为重要，含量越多越好。由于水泥助磨剂的使用，加之企业对水泥早期强度要求较高，使得目前市场上的水泥颗粒分布中细粉较多，小于3μm颗粒含量大于15%，甚至超过20%，这些超细粉颗粒容易团聚，在混凝土中有很大一部分不能完全水化，只起到填充的作用，对混凝土的强度没有发挥贡献，无法有效发挥水泥的效用；另外一方面，由于不同的减水剂对水泥的吸附影响机理不同，减水剂在加入到一定程度后对混凝土就很难再起作用，其经济性和施工性能难以保障。目前，混凝土中所用的减水剂是含有主链和支链的高分子聚合物，分子量比较大，分子链比较长，能有效分散3μm以上的水泥颗粒，但是对于小于3μm的颗粒通常分散效果一般，且细粉颗粒会大量吸附减水剂分子，使减水剂的分散作用减弱，一方面增大了减水剂的用量，另一方面导致混凝土品质下降，这与建设资源节约型、环境友好型社会背道而驰。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述混凝土应用中存在的不足，提供一种适应性广泛、增效功能显著的高性能混凝土增效剂。

本发明的另一个目的在于提供了一种高性能混凝土增效剂的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种高性能混凝土增效剂，是由以下重量百分比的原料组成的：

分散组分5%-7%

增强组分10%-15%

活性激发组分3%-5%

络合组分2%-4%

余量为水；

所述分散组分为甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醇中的一种；

所述增强组分为三异丙醇胺或月桂酰单异丙醇胺；

所述活性激发组分为氨基三乙酸钠、乙二胺四乙酸盐和二乙烯三胺五羧酸盐中的一种；

所述络合组分为磷酸二氢钠、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种。

优选的，分散组分为甲醇。

优选的，增强组分为三异丙醇胺。

优选的，活性激发组分为氨基三乙酸钠。

优选的，络合组分为六偏磷酸钠。

一种高性能混凝土增效剂的制备方法，包含以下步骤：

1）按重量百分比称取各组分：分散组分5%-7%，增强组分10%-15%，活性激发组分3%-5%，络合组分2%-4%，余量为水；

2）将分散组分和增强组分混合均匀，得组分1；

3）将组分1和络合组分加至水中，搅拌均匀，得混合溶液；

4）将活性激发组分加至混合溶液中，搅拌均与，即可制得本发明的高性能混凝土增效剂。

发明人发现，分子中碳原子数小于3的有机醇类物质加入到混凝土中，能够明显提高减水剂的减水率，改善混凝土的和易性，如甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醇，其中优选甲醇。其原因在于，易团聚的水泥细小颗粒无法被大分子减水剂分散，但能够被小分子的醇类物质吸附并分散，使其团聚包裹的水被释放出来。这样，一方面可以使原本不能充分水化的细小水泥颗粒可以被分散开来充分水化，另一方面可以与减水剂协同叠加作用，在保证混凝土拌合物状态的同时，进一步减少混凝土中的用水量，降低水胶比，进而提高强度。

为了提高混凝土的强度，尤其是后期强度，本发明采用了异丙醇胺类物质作为增强组分，其中优选三异丙醇胺。异丙醇胺类物质可以显著提高水泥活性，促进水泥后期水化。