[发明专利]一种低温升耐蚀海工大体积混凝土及其制备方法

摘要

本发明公开了一种低温升耐蚀海工大体积混凝土，由水泥、粉煤灰、矿粉、碎石、河砂、疏水化合孔栓物(HPI)、水化促效剂、高效缓释水养护剂和水按一定比例配制而成。本发明利用水化促效剂的分散基团充分分散胶凝材料颗粒，有效提高其水化率和利用率，减少水泥用量10％左右，降低大体积混凝土的水化绝热温升，避免温度裂缝产生，提高耐久性；并采用具有保水释水可控和延迟膨胀性能的高效缓释水养护剂，保证混凝土内部湿度，补偿混凝土中因胶凝浆体水化反应产生的体积收缩变形。本发明所制得的海工大体积混凝土具有低温升、低收缩、高抗渗耐蚀性能，具有重要的实际应用价值。

主权项

1.一种低温升耐蚀海工大体积混凝土，各组分及用量为：水泥 90~210kg/m³、粉煤灰130~145kg/m³、矿粉120~145kg/m³、碎石1080~1150kg/m³、河砂750~820kg/m³、疏水化合孔栓物15~25L/m³、水化促效剂 5~8kg/m³、养护剂 20~23kg/m³、水140~155kg/m³；所述水化促效剂的制备方法包括以下步骤：1）将甲基丙烯酸与聚乙二醇单甲醚按(1.5~2):1的质量比进行酯化反应合成具有超分散减水功能的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯单体；将甲基烯丙醇、氨水和环氧丙烷按摩尔比1:(0.2~0.4):(0.8~1.2)称取，以甲基烯丙醇钠或甲基烯丙醇钾为催化剂，在压力为0.2~0.3MPa、温度为95~103℃的条件下反应4.5~5h，制得甲基烯丙醇聚氧丙烯醚，其中催化剂的质量为甲基烯丙醇质量的0.2~0.3%；2）按以下质量配比称取各组分：聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯单体60~70%、甲基烯丙醇聚氧丙烯醚5~10%、甲基丙烯磺酸钠1~3%、三异丙醇胺20~25%、丙烯酰胺3~5%，将称取的聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯单体、甲基烯丙醇聚氧丙烯醚、甲基丙烯磺酸钠、三异丙醇胺混合均匀后加入带有回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的三口烧瓶中进行共聚反应，其反应条件为：以0.5~1℃/min的速率升温至60~80℃，升温结束后，在1~2h内匀速滴加丙烯酰胺，保温3~3.5h，然后以0.5~1℃/min的速率降温至40~45℃，加入NaOH调节pH至中性，最后自然冷却，得所述水化促效剂；所述养护剂的制备方法包括以下步骤：1）以菱镁矿、硬石膏和铝矾土为原料，混合粉磨均化后在800~1150℃的温度下煅烧60~80min，经自然冷却后粉磨15~20min至60μm方孔筛余≤5%，制得膨胀组分；其中各原料质量百分比为：菱镁矿55~62%、硬石膏20~22%、铝矾土18~25%，并控制Al₂O₃/SO₃的摩尔比在(0.4~0.5):1，CaO/MgO的摩尔比在(0.1~0.3):1，碱度系数Cm在3.1~3.5；所得膨胀组分包含的矿物组成中MgO、C₄AF和CaSO₄所占质量百分数分别为50~60%、10~15%和20~25%；2）将二丙二醇单丁醚和马来酸酐以(0.7~1.5):1的摩尔比，在100～140℃下反应3~5h，缩合成具有减缩功能的单体A；3）将木薯淀粉溶于水中搅拌均匀，将所得淀粉液加入装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，加热至50~60℃进行糊化；维持上述温度，将木薯淀粉、聚丙烯酸钠保水剂、交联剂按1:(0.18~0.33):(0.27~0.55)的质量比进行称量，将称取的木薯淀粉、聚丙烯酸钠保水剂和交联剂溶于水中并搅拌均匀后，在40~60℃条件下保温15~25min后，滴加甲基丙烯酸甲酯和步骤2）合成的单体A，滴加时间控制在1.8~2.5h，继续保温1~1.5h，经自然冷却后获得粗产物，其中甲基丙烯酸甲酯、单体A和交联剂的质量比为1:(5~8):(5~10)；4）将步骤3）中合成的粗产物在丙酮和异丙醇的混合溶剂中浸泡1.5~2.5h，洗去残留单体和未反应的淀粉，经索氏提取器中抽提18~24h，循环3~4次，所得产物在真空干燥箱中干燥至恒重，研磨至60μm方孔筛余≤5%，获得具有减缩‑高吸水‑稳定储水‑可控释水性能的淀粉聚合物；5）将步骤1）制得的膨胀组分与步骤4）制得的淀粉聚合物按照质量比（20~25）:1进行混合，再经干燥、粉磨制得所述养护剂。