一种混凝土性能改善剂及其制备方法与流程

1.本发明属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土性能改善剂及其制备方法。


背景技术：

2.混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，随着建设工程的发展，越来越多的混凝土得到了大量的利用。其中混凝土的流动性是混凝土性能得以实现的必要条件，流动性不足会导致混凝土不均匀、不密实、蜂窝麻面，从而严重影响混凝土质量，降低混凝土构筑物的服役寿命。
3.现在，混凝土的核心组份水泥越来越细、组份越来越复杂、水胶比越来越低。有的水泥细度高达420m2/kg，水化速度加快坍落度损失急剧加大。粉煤灰、矿渣粉、煤矸石、工业废石膏等大宗工业固体废弃物的广泛应用，使得胶凝材料的组份更加复杂；特别是优质砂、石资源日益匮乏，骨料的吸水率、含泥量增大，导致混凝土初始流动度大幅降低、流动性保持更难。而只靠增加减水剂和缓凝剂用量来达到流动度和缓凝性能的混凝土容易离析和泌水，影响混凝土的工作及泵送性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种混凝土性能改善剂，有效解决混凝土流动性、流动性保持以及混凝土离析和泌水之间的矛盾，改善混凝土的工作性能。
5.本发明还同时提供了混凝土性能改善剂的制备方法。
6.所述的混凝土性能改善剂，包括由以下重量分数的原料组成：三甘醇1-3份、二甘醇1-3份、无机分散组份5-8份、乙二胺四亚甲基膦酸钠0.1-1份、改性淀粉3-8份、二乙醇单异丙醇胺0.1-0.5份、引气剂0.001-0.01份、焦磷酸锰1-2份、沸石粉80-100份。
7.所述无机分散组份为硅酸铝或聚磷酸铵。
8.优选地，所述聚磷酸铵为三聚磷酸铵。
9.优选地，所述硅酸铝粒度为900目。
10.所述引气剂为三萜皂甙引气剂或十二烷基硫酸钠。
11.所述混凝土性能改善剂制备方法，包括以下步骤：
12.(1)将三甘醇、二甘醇、乙二胺四亚甲基膦酸钠、引气剂混合均匀后，喷洒于沸石粉表面并混合均匀，陈化12-24h，使沸石粉充分吸收三甘醇、二甘醇、乙二胺四亚甲基膦酸钠、引气剂得改性沸石粉；
13.(2)将二乙醇单异丙醇胺、焦磷酸锰与改性沸石粉混合均匀，加入改性淀粉，搅拌烘干，然后再粉碎、过200目筛，即得所述混凝土性能改善剂。
14.所述改性淀粉是由淀粉水解改性得到的；
15.具体制备方法包括以下步骤：
16.将水与淀粉均匀混合制备质量含量为10-30％的淀粉浆液，升温至30-45℃；
17.加入马来酸酐、亚硫酸乙烯酯、乙烯基膦酸以及氨基磺酸和巯基乙酸混合均匀，升温至50-60℃，反应2-3h，降至室温，调节ph值至6-8，即得所述改性淀粉。
18.所述马来酸酐、亚硫酸乙烯酯、乙烯基膦酸、氨基磺酸和巯基乙酸的加入量分别占淀粉质量的5-10％、3-5％、1-3％、0.1-0.5％和0.01-0.1％。
19.目前使用广泛的聚羧酸减水剂分子量偏大，无法将易于聚集的小颗粒胶凝材料分散，但本发明中的三甘醇、二甘醇可吸附在这些小颗粒上面使其充分分散，释放出其中包裹的水，提升减水剂的分散作用，使混凝土具有更好的流动性；
20.无机分散剂可提供静电斥力，且颗粒较混凝土中胶凝材料颗粒小的多，能够填补其中的间隙，减少摩擦，提高混凝土中胶凝材料的悬浮稳定性，不仅能改善混凝土的流变性能，还能使混凝土更加密实，提高混凝土强度；
21.改性淀粉可以有效改善混凝土浆体粘度，改善骨料界面裹浆能力，可使骨料与浆体粘结性能显著增强，其中的磷酸根还具有一定的缓凝作用；
22.二乙醇单异丙醇胺在浆体中起到分散作用，并可提高早期、中期、后期强度；
23.焦磷酸锰的加入可以提高体系的粘度和早期强度。
24.与现有技术相比本发明的有益效果是：
25.本发明各组分有效协同，可有效解决混凝土流动性、流动性保持以及混凝土离析和泌水之间的矛盾，改善混凝土的工作性能，且各有效组份均匀分布在沸石粉颗粒内，随着时间推移缓慢释放，使混凝土在整个输送、施工过程中流动性平稳可控。在运输过程中分散剂与改性淀粉协同作用，更好的提升骨料挂浆性能，不会出现浆体沉底的问题。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
27.实施例1
28.混凝土性能改善剂的原料组成如表1所示。
29.所述改性淀粉是由淀粉水解改性得到的，其制备方法包括以下步骤：(1)将水与淀粉均匀混合制备10％的淀粉浆液，升温至45℃；(2)加入占淀粉质量5％的马来酸酐、占淀粉质量5％的亚硫酸乙烯酯、占淀粉质量1％的乙烯基膦酸以及占淀粉质量0.5％的氨基磺酸和占淀粉质量0.01％的巯基乙酸混合均匀，升温至60℃，反应2h，降至室温，调节ph值至8，即得所述改性淀粉。
30.所述混凝土性能改善剂的制备方法，包括以下步骤：
31.(1)将三甘醇、二甘醇、乙二胺四亚甲基膦酸钠、引气剂混合后，均匀喷洒于沸石粉表面并混合均匀，陈化，使沸石粉充分吸收三甘醇、二甘醇、乙二胺四亚甲基膦酸钠、引气剂得改性沸石粉；
32.(2)将二乙醇单异丙醇胺、焦磷酸锰与步骤(1)得到的改性沸石粉混合均匀，加入改性淀粉，搅拌烘干。然后再粉碎、磨细过200目筛，即得所述混凝土性能改善剂。
33.实施例2
34.混凝土性能改善剂的原料组成如表1所示。
35.所述改性淀粉是由淀粉水解改性得到的，其制备方法包括以下步骤：(1)将水与淀粉均匀混合制备30％的淀粉浆液，升温至30℃；(2)加入占淀粉质量10％的硫酸乙烯酯、占
淀粉质量3％的亚硫酸乙烯酯、占淀粉质量3％的乙烯基膦酸以及占淀粉质量0.1％的氨基磺酸和占淀粉质量0.1％的巯基乙酸混合均匀，升温至50℃，反应3h，降至室温，调节ph值至6，即得所述改性淀粉。
36.所述混凝土性能改善剂的制备方法同实施例1。
37.实施例3
38.混凝土性能改善剂的原料组成如表1所示。
39.所述改性淀粉是由淀粉水解改性得到的，其制备方法包括以下步骤：(1)将水与淀粉均匀混合制备21％的淀粉浆液，升温至38℃；(2)加入占淀粉质量8％的硫酸乙烯酯、占淀粉质量4％的亚硫酸乙烯酯、占淀粉质量2％的乙烯基膦酸以及占淀粉质量0.4％的氨基磺酸和占淀粉质量0.07％的巯基乙酸混合均匀，升温至57℃，反应2.5h，降至室温，调节ph值至7，即得所述改性淀粉。
40.所述混凝土性能改善剂的制备方法同实施例1。
41.实施例4
42.混凝土性能改善剂的原料组成如表1所示。
43.所述改性淀粉制备方法同实施例3。
44.所述混凝土性能改善剂的制备方法同实施例1。
45.对比例1
46.混凝土性能改善剂的原料组成如表1所示。
47.所述混凝土性能改善剂的制备方法同实施例1。
48.对比例2-3
49.混凝土性能改善剂的原料组成如表1所示。
50.所述改性淀粉制备方法同实施例3。
51.所述混凝土性能改善剂的制备方法同实施例1。
52.表1混凝土性能改善剂的原料组成
[0053][0054]
性能测试
[0055]
对实施例1-4和对比例1-3进行性能测试。
[0056]
混凝土坍落度、泌水率、抗压强度均按gb/t50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行，混凝土配合比为水泥：粉煤灰：机制砂：碎石：水：减水剂：性能改善剂＝350:50:760:1040:165:4：2，测试结果见表2。
[0057]
其中，空白试验未添加混凝土性能改善剂。
[0058]
表2性能测试结果
[0059]
[0060]
由表1可以看出，对比例1使用未改性的淀粉，其他原料和数量均与实施例3相同，由表2可以看出对比例1的混凝土，初始和2h坍落度、扩展度均变小、泌水率增大、强度减小。说明改性淀粉可以有效改善混凝土浆体粘度，改善骨料界面裹浆能力，可使骨料与浆体粘结性能显著增强。
[0061]
对比例2未添加二乙醇单异丙醇胺，其他原料和数量均与实施例3相同，由表2可以看出对比例2的混凝土，7d、28d强度降低，说明二乙醇单异丙醇胺可提高早期、中期、后期强度。
[0062]
对比例3未添加焦磷酸锰，其他原料和数量均与实施例3相同，由表2可以看出对比例3的混凝土抗压强度降低，泌水率升高，说明焦磷酸锰的加入可以提高体系的粘度和早期强度。