[发明专利]一种MXene改性混凝土早强剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种MXene改性混凝土早强剂，包括如下组分：MXene 20~50份；乙酸盐5~35份；溴化物15~35份；氟化钙10~20份；三乙醇胺2~10份。制备该早强剂的方法为：将MXene、乙酸盐、氟化钙、溴化物按比例在混料机中混合均匀后，加入三乙醇胺后研磨即可。本发明提供的一种MXene改性混凝土早强剂及其制备方法，具有大幅度提高混凝土早期强度，后期强度持续增长，改善混凝土耐久性的特点；同时其制备方法工艺简单，方便实施，不受现场环境的干扰。

技术领域

本发明涉及一种MXene改性混凝土早强剂及其制备方法，属于混凝土外加剂技术领域。

背景技术

混凝土早强剂是指能提高混凝土早期强度的外加剂，其主要作用机理在于加快水泥水化速率，促进混凝土早期强度的发展。早强剂主要用于混凝土制品、蒸养混凝土及常温、低温和最低温度不低于-5℃环境中施工的有早强要求的混凝土工程。

在冬季施工或有早强要求的混凝土工程中掺早强剂，以求尽快达到临界强度，防止冻坏是目前普遍采用的方法。该方法具有成本低廉，简单易行的特点。到目前为止，人们已先后开发氯盐、硫酸盐、硝酸盐、甲酸钙等早强功能组分，并且在早强剂的基础上，生产并应用多种复合型早强剂。

目前，随着技术的日益进展、市场的逐渐完善，工程要求的不断提高，传统类型的早强剂已不能满足绿色、高性能混凝土的要求。传统早强剂使得混凝土后期强度减弱，加快混凝土内部钢筋的锈蚀以及增加受硫酸盐侵蚀破坏风险，另外，有机类早强剂的掺量难以控制，混凝土中水化产物复杂多变，与无机盐类早强剂复合后难以被充分利用。专利201710509963.8公开了一种混凝土早强剂的制备方法，它是由纤维素、乙酰胺和水混匀，并用氢氧化钠溶液调节pH后保温反应，再加入溴代十八烷混合过滤，收集滤渣洗涤、风干，随后收集风干物与四氢呋喃、正丁基锂、二甲基甲酰胺反应出料，再收集出料物与γ-氨丙基三乙氧基硅烷混匀蒸馏，最后将蒸馏剩余物与纳米二氧化钛、硅酸铝混合，收集搅拌混合物后制得的。一方面，该专利利用的制备工艺复杂，难以进行规模化的生产，另一方面，该早强剂掺入混凝土难以有效提高混凝土各龄期强度。又如专利201910437581.8公开了一种混凝土早强剂及其制备方法，该制备方法简单，在一定程度上能够减缓混凝土中钢筋的腐蚀，但该早强剂中含有氯离子和硫酸根离子，为后期混凝土的耐久性能的减弱埋下隐患。另外，制作该早强剂的原料中含有亚硝酸钠组分，虽然其防冻性能好，但具有毒性的亚硝酸钠难以满足绿色建筑的要求。

综上所述，现有的混凝土早强剂存在难以有效提高混凝土各龄期强度，混凝土的耐久性能减弱，不能满足绿色建筑的要求的缺点。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种MXene改性混凝土早强剂及其制备方法，解决现有早强剂早期强度提高不明显，后期强度降低、耐久性下降的问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种MXene改性混凝土早强剂，包括如下组分：

MXene 20~50份；

乙酸盐 5~35份；

溴化物 15~35份；

氟化钙 10~20份；

三乙醇胺 2~10份。

进一步地，所述MXene为Ti₃C₂Tx、Ti₂CTx、V₂CTx、Nb₂CTx中的一种，其中Tx为-OH官能团或/和-F官能团。

进一步地，所述乙酸盐为乙酸钠，或者乙酸钠与乙酸钙的混合物。

进一步地，所述乙酸钠与乙酸钙的混合物中，乙酸钙与乙酸钠的重量分数比为1：（1-4）。