抗变形混凝土及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010637787.8 (22)申请日 2020.07.02 (71)申请人 福建省桥林建设发展有限公司 地址 362800 福建省泉州市泉港区涂岭镇 下炉村水曲顶寨牙山 (72)发明人 张亚阳陈鹏红王海华陈建鹏 陈进财 (74)专利代理机构 泉州华昊知识产权代理事务 所(普通合伙) 35240 代理人 杜文娟 (51)Int.Cl. C04B 28/00(2006.01) (54)发明名称 一种抗变形混凝土及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种抗变形混凝土及其制备 。

2、方法， 通过引入八面笼型聚倍半硅氧烷对减水剂 进行增强， 增加了吸附基团数量， 增强了聚羧酸 在矿物掺合料表面的吸附， 提高聚羧酸减水剂的 适应性和分散性能。 同时， 使用胶凝材料优化剂 提高混凝土的抗变形能力， 增加水泥砂浆的抗压 强度， 优化材料组分的减水效果。 制备出一款性 能优异， 拌合时间短， 初始流动性良好， 抗变形能 力高的混凝土。 权利要求书2页 说明书6页 CN 111978015 A 2020.11.24 CN 111978015 A 1.一种抗变形混凝土， 其特征在于： 其由以下重量份数的原料制成： 100110份碎石， 7590份机制砂， 1025份水泥， 515份煤灰。

3、， 515份矿粉， 15.78 21.33份水， 0.20.5份聚羧酸减水剂， 0.10.2份八面笼型聚倍半硅氧烷， 0.030.08 份双氧水， 0.030.08份Vc， 0.030.08份六水氯化镁， 0.020.07份六水氯化铝， 0.02 0.04份马来酰胺酸笼型聚倍半硅氧烷， 0.020.03份四氢呋喃， 0.020.03份磷酸二氢钠， 氨水和0.100.15份聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚。 2.如权利要求1所述的一种抗变形混凝土， 其特征在于： 聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚 浓度为20g/L。 3.如权利要求1所述的一种抗变形混凝土， 其特征在于： 八面笼型聚倍半硅氧烷的化学 结构式为。

4、： 。 4.如权利要求1所述的一种抗变形混凝土， 其特征在于： 马来酰胺酸笼型聚倍半硅氧烷 分子式为C35H73NO15Si8， 化学结构式为： 。 5.一种抗变形混凝土的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤(按重量份数计)： 权利要求书 1/2 页 2 CN 111978015 A 2 (1)减水剂增强溶液的制备 将0.20.5份聚羧酸减水剂溶液投入搅拌釜中， 加入0.030.08份双氧水， 以50 80r/min速率搅拌， 然后向搅拌釜中缓慢加入0.030.08份Vc、 0.080.13份水和0.10.2 份八面笼型聚倍半硅氧烷的混合液， 1.53h内加完， 加完后保持搅拌速率继续搅拌，。

5、 保温 1-2h后即可得到增强溶液。 (2)聚醚改性LDH的制备 将0.030.08份六水氯化镁、 0.020.07份六水氯化铝和0.71.2份水加入搅拌釜， 以5080r/min的速率搅拌， 搅拌过程中加入氨水， 调解pH为911。 搅拌均匀后老化40分 钟， 过滤， 将滤饼在80进行胶溶8h后， 加入0.100.15份浓度为20g/L的聚氧乙烯-聚氧丙 烯嵌段聚醚混合搅拌5min， 得到聚醚改性LDH。 (3)胶凝材料优化剂的制备 将0.020.03份四氢呋喃， 0.020.03份氨水， 0.020.04份马来酰胺酸笼型聚倍半 硅氧烷， 0.020.03份磷酸二氢钠， 依次加入搅拌釜， 以。

6、5080r/min速率常温搅拌5 10min后， 加入步骤(2)制备的聚醚改性LDH， 保持同样速率搅拌510min后， 得到胶凝材料 优化剂。 (4)混凝土的制备 将7590份机制砂， 100110份碎石， 1025份水泥， 515份煤灰， 515份矿粉， 倒入 搅拌机内， 以2040r/min速率搅拌， 混匀后倒入1520份水， 然后倒入步骤(1)制备的减水 剂增强溶液和步骤(3)制备的胶凝材料优化剂， 继续搅拌26分钟后制备完成。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111978015 A 3 一种抗变形混凝土及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于建筑材料制备技术领域， 特别是涉及一。

7、种抗变形混凝 土建筑材料及 其制备方法。 背景技术 0002 聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂， 是混凝土运用中的一种水泥 分散剂。 但随着 混凝土原材料的日益复杂， 施工方式的多样化， 原材 料适应性及流动性保持等问题突出， 对聚羧酸减水剂的性能提出了更 高要求。 聚羧酸对于不同原材料分散性能差异较大， 部分 原材料分散 性较差， 出现 “不适应” 的情况， 其主要原因在于减水剂与不同表面性 质原材 料的相互作用引起的 “吸附” 行为差异。 对于不同水泥， 其矿物 相组成不同， 聚羧酸在矿物 相表面存在选择性吸附导致分散存在巨大 差异， 对于矿物掺合料， 聚羧酸的适应性与所加 入的矿物相的比表。

8、面 积相关， 煤灰因为更大的比表面积往往吸附更多的聚羧酸， 因此需要 提高聚羧酸在矿物掺合料表面的吸附以改善混凝土流动性。 0003 如何提高聚羧酸减水剂的适应性和分散性能， 增强聚羧酸在矿物 掺合料表面的 吸附， 开发出一款性能优异， 拌合时间短， 初始流动性 良好， 抗变形能力高的混凝土， 是我 们亟待解决的问题。 0004 有鉴于此， 本案发明人进行深入研究， 遂有本案的产生。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种增强了聚羧酸减水剂性能， 优化混凝 土凝胶材料的 混凝土制备方法， 能有效改善混凝土的工作性能、 力学 性能和耐久性能。 0006 为了达成上述目的， 本发明的技术方案。

9、是： 0007 一种抗变形混凝土， 其由以下重量份数的原料制成： 0008 100110份碎石， 7590份机制砂， 1025份水泥， 515份煤灰， 515份矿粉， 15.7821.33份水， 0.20.5份聚羧酸减水剂， 0.10.2份八 面笼型聚倍半硅氧烷， 0.03 0.08份双氧水， 0.030.08份Vc， 0.030.08 份六水氯化镁， 0.020.07份六水氯化铝， 0.020.04份马来酰胺酸笼型 聚倍半硅氧烷， 0.020.03份四氢呋喃， 0.020.03份磷酸 二氢钠， 氨水 和0.100.15份聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚。 0009 进一步的， 所述聚氧乙烯-聚氧丙。

10、烯嵌段聚醚浓度为20g/L； 0010 进一步的， 所述八面笼型聚倍半硅氧烷的化学结构式为： 说明书 1/6 页 4 CN 111978015 A 4 0011 0012 进一步的， 所述马来酰胺酸笼型聚倍半硅氧烷分子式为 C35H73NO15Si8， 化学结构 式为： 0013 0014 一种抗变形混凝土的制备方法， 包括如下步骤(按重量份数计)： 0015 1、 减水剂增强溶液的制备 0016 将0.20.5份聚羧酸减水剂溶液投入搅拌釜中， 加入0.030.08 份双氧水， 以50 80r/min速率搅拌， 然后向搅拌釜中缓慢加入 0.030.08份Vc、 0.080.13份水和0.1 0。

11、.2份八面笼型聚倍半硅氧烷 的混合液， 1.53h内加完， 加完后保持搅拌速率继续搅拌， 保温1-2h 后即可得到增强溶液。 0017 2、 聚醚改性LDH的制备 0018 将0.030.08份六水氯化镁、 0.020.07份六水氯化铝和0.71.2 份水加入搅 拌釜， 以5080r/min的速率搅拌， 搅拌过程中加入氨水， 调解pH为911。 搅拌均匀后老化 40分钟， 过滤， 将滤饼在80进 行胶溶8h后， 加入0.100.15份浓度为20g/L的聚氧乙烯- 聚氧丙烯 嵌段聚醚混合搅拌5min， 得到聚醚改性LDH。 说明书 2/6 页 5 CN 111978015 A 5 0019 3、。

12、 胶凝材料优化剂的制备 0020 将0.020.03份四氢呋喃， 0.020.03份氨水， 0.020.04份马来酰 胺酸笼型聚 倍半硅氧烷， 0.020.03份磷酸二氢钠， 依次加入搅拌釜， 以5080r/min速率常温搅拌5 10min后， 加入步骤(2)制备的聚醚 改性LDH， 保持同样速率搅拌510min后， 得到胶凝材 料优化剂。 0021 4、 混凝土的制备 0022 将7590份机制砂， 100110份碎石， 1025份水泥， 515份煤 灰， 515份矿 粉， 倒入搅拌机内， 以2040r/min速率搅拌， 混匀后 倒入1520份水， 然后倒入步骤(1)制 备的减水剂增强溶液和。

13、步骤 (3)制备的胶凝材料优化剂， 继续搅拌26分钟后制备完成。 0023 采用上述技术方案后， 本发明的有益效果在于： 0024 1、 聚羧酸减水剂的合成是一种自由基的多元聚合反应， 合成聚 羧酸减水剂使用 的单体一般要有聚醚、 酸酐类、 丙烯酸类等三种以上， 聚合反应产物非常复杂， 市面上的聚 羧酸减水剂产品中含有还未反应 的大单体和接枝单体。 本发明采用双氧水-Vc的氧化还原 体系， 引入 八面笼型聚倍半硅氧烷与还未反应的单体或部分主链进行自由基聚 合。 向主 链引入笼型结构， 抑制其在强碱高盐溶液环境中的构象收缩。 增加了吸附基团数量， 提高 吸附速度， 使达到吸附平衡的时间缩短， 提。

14、高短期分散能力。 在大掺量矿物掺和料存在条 件下， 可以显著缩短 混凝土拌合时间， 提高复杂组分混凝土的初始流动性。 0025 2、 整体上， 胶凝材料优化剂在混凝土中可以降低孔隙水的表面 张力， 减少混凝土 结构中的毛细孔失水产生的收缩应力， 相应提高混 凝土的抗变形能力。 其中的， 马来酰胺 酸笼型聚倍半硅氧烷作为分散 剂可以与减水剂一起吸附在水泥颗粒的表面， 增大水泥颗 粒之间的斥 力， 从而表现出有一定的减水作用。 同时， 其分散作用可以消除水泥 胶粒中的 大颗粒， 增加水泥胶粒微粒的数量。 马来酰胺酸笼型聚倍半 硅氧烷具有特殊的立体笼形无 机硅氧骨架， 结构稳定， 具有突出的热 稳定。

15、性、 阻燃性、 抗辐射性以及高机械性能， 能够优 化砂浆硬化体结 构中的孔结构， 从而增加水泥砂浆的抗压强度。 而其中的聚醚改性 LDH组 分能够有效的起到减水作用， 聚醚分子在LDH表面形成的胶 束吸附， 使得粒子表面重新形 成亲水性表面， 亲水性的基团伸向水中， 形成空间位垒， 醚键与水分子形成氢键， 在使凝胶 材料的吸水性得到 抑制的同时加厚凝胶材料表面的亲水膜。 具体实施方式 0026 为了进一步解释本发明的技术方案， 下面通过具体实施例来对本 发明进行详细 阐述。 下述实施例1-4各原料均按重量份数计， 各原料 均通过市售购买所得。 0027 一、 混凝土的制备方法 0028 实施例。

16、1 0029 (1)减水剂增强溶液的制备 0030 将0.2份聚羧酸减水剂溶液投入搅拌釜中， 加入0.03份双氧水， 以 50r/min速率搅 拌， 然后向搅拌釜中缓慢加入0.03份Vc、 0.08份水和 0.1份八面笼型聚倍半硅氧烷(R为马 来酰胺酸)的混合液， 1.5h内 加完， 加完后保持搅拌速率继续搅拌， 保温1h后即可得到增强 溶液。 0031 (2)聚醚改性LDH的制备 说明书 3/6 页 6 CN 111978015 A 6 0032 将0.03份六水氯化镁、 0.02份六水氯化铝和0.7份水加入搅拌釜， 以50r/min的速 率搅拌， 搅拌过程中加入氨水， 调解pH为9。 搅拌。

17、均 匀后老化40分钟， 过滤， 将滤饼在80进 行胶溶8h后， 加入0.1份浓 度为20g/L的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚混合搅拌5min， 得到 聚醚改 性LDH。 0033 (3)胶凝材料优化剂的制备 0034 将0.02份四氢呋喃， 0.02份氨水， 0.02份马来酰胺酸笼型聚倍 半硅氧烷， 0.02份 磷酸二氢钠， 依次加入搅拌釜， 以50r/min速率常 温搅拌5min后， 加入步骤(2)制备的聚醚 改性LDH， 保持同样速 率搅拌510min后， 得到胶凝材料优化剂。 0035 (4)混凝土的制备 0036 将75份机制砂， 100份碎石， 10份水泥， 5份煤灰， 5份矿粉， 倒。

18、入搅拌机内， 以20r/ min速率搅拌， 混匀后倒入15份水， 然后倒 入步骤(1)制备的减水剂增强溶液和步骤(3)制 备的胶凝材料优 化剂， 继续搅拌2分钟后制备完成。 0037 实施例2 0038 (1)减水剂增强溶液的制备 0039 将0.3份聚羧酸减水剂溶液投入搅拌釜中， 加入0.04份双氧水， 以60r/min速率搅 拌， 然后向搅拌釜中缓慢加入0.04份Vc、 0.09份 水和0.15份八面笼型聚倍半硅氧烷(R为甲 基丙烯酸酯)的混合液， 2h内加完， 加完后保持搅拌速率继续搅拌， 保温1.5h后即可得到增 强溶液。 0040 (2)聚醚改性LDH的制备 0041 将0.05份六。

19、水氯化镁、 0.04份六水氯化铝和0.9份水加入搅拌釜， 以60r/min的速 率搅拌， 搅拌过程中加入氨水， 调解pH为10。 搅拌 均匀后老化40分钟， 过滤， 将滤饼在80 进行胶溶8h后， 加入0.12 份浓度为20g/L的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚混合搅拌5min， 得 到 聚醚改性LDH。 0042 (3)胶凝材料优化剂的制备 0043 将0.024份四氢呋喃， 0.024份氨水， 0.03份马来酰胺酸笼型聚 倍半硅氧烷， 0.024 份磷酸二氢钠， 依次加入搅拌釜， 以60r/min速 率常温搅拌7min后， 加入步骤(2)制备的聚 醚改性LDH， 保持同 样速率搅拌7min后，。

20、 得到胶凝材料优化剂。 0044 (4)混凝土的制备 0045 将75份机制砂， 100份碎石， 10份水泥， 5份煤灰， 5份矿粉， 倒入搅拌机内， 以20r/ min速率搅拌， 混匀后倒入15份水， 然后倒 入步骤(1)制备的减水剂增强溶液和步骤(3)制 备的胶凝材料优化 剂， 继续搅拌5分钟后制备完成。 0046 实施例3 0047 (1)减水剂增强溶液的制备 0048 将0.4份聚羧酸减水剂溶液投入搅拌釜中， 加入0.06份双氧水， 以70r/min速率搅 拌， 然后向搅拌釜中缓慢加入0.06份Vc、 0.11份 水和0.18份八面笼型聚倍半硅氧烷(R为马 来酰胺酸)的混合液， 2.5。

21、h内加完， 加完后保持搅拌速率继续搅拌， 保温2h后即可得到增 强溶液。 0049 (2)聚醚改性LDH的制备 0050 将0.07份六水氯化镁、 0.06份六水氯化铝和1.1份水加入搅拌釜， 以70r/min的速 说明书 4/6 页 7 CN 111978015 A 7 率搅拌， 搅拌过程中加入氨水， 调解pH为11。 搅拌 均匀后老化40分钟， 过滤， 将滤饼在80 进行胶溶8h后， 加入0.14 份浓度为20g/L的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚混合搅拌5min， 得 到 聚醚改性LDH。 0051 (3)胶凝材料优化剂的制备 0052 将0.08份四氢呋喃， 0.028份氨水， 0.35份。

22、马来酰胺酸笼型聚倍 半硅氧烷， 0.028 份磷酸二氢钠， 依次加入搅拌釜， 以70r/min速率 常温搅拌9min后， 加入步骤(2)制备的聚 醚改性LDH， 保持同样 速率搅拌9min后， 得到胶凝材料优化剂。 0053 (4)混凝土的制备 0054 将75份机制砂， 100份碎石， 10份水泥， 5份煤灰， 5份矿粉， 倒入搅拌机内， 以20r/ min速率搅拌， 混匀后倒入15份水， 然后倒 入步骤(1)制备的减水剂增强溶液和步骤(3)制 备的胶凝材料优化 剂， 继续搅拌5分钟后制备完成。 0055 实施例4 0056 (1)减水剂增强溶液的制备 0057 将0.5份聚羧酸减水剂溶液投。

23、入搅拌釜中， 加入0.08份双氧水， 以80r/min速率搅 拌， 然后向搅拌釜中缓慢加入0.08份Vc、 0.13份 水和0.2份八面笼型聚倍半硅氧烷(R为马 来酰胺酸)的混合液， 3h 内加完， 加完后保持搅拌速率继续搅拌， 保温2h后即可得到增强溶 液。 0058 (2)聚醚改性LDH的制备 0059 将0.08份六水氯化镁、 0.07份六水氯化铝和1.2份水加入搅拌釜， 以80r/min的速 率搅拌， 搅拌过程中加入氨水， 调解pH为11。 搅拌 均匀后老化40分钟， 过滤， 将滤饼在80 进行胶溶8h后， 加入0.15 份浓度为20g/L的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚混合搅拌5min，。

24、 得 到 聚醚改性LDH。 0060 (3)胶凝材料优化剂的制备 0061 将0.03份四氢呋喃， 0.03份氨水， 0.04份马来酰胺酸笼型聚倍 半硅氧烷， 0.03份 磷酸二氢钠， 依次加入搅拌釜， 以80r/min速率常 温搅拌10min后， 加入步骤(2)制备的聚醚 改性LDH， 保持同样速 率搅拌10min后， 得到胶凝材料优化剂。 0062 (4)混凝土的制备 0063 将90份机制砂， 110份碎石， 25份水泥， 15份煤灰， 15份矿粉， 倒入搅拌机内， 以 40r/min速率搅拌， 混匀后倒入20份水， 然后倒 入步骤(1)制备的减水剂增强溶液和步骤 (3)制备的胶凝材料优。

25、化 剂， 继续搅拌6分钟后制备完成。 0064 二、 混凝土的性能测试 0065 1、 制备对比例 0066 将75份机制砂， 100份碎石， 10份水泥， 5份煤灰， 5份矿粉， 倒入搅拌机内， 以20r/ min速率搅拌， 混匀后倒入15份水， 然后倒 入0.4份减水剂(与实施例使用的相同)， 继续搅 拌5分钟后制备完 成。 0067 2、 测试方法 0068 将实施例1-4及对比例所制得的混凝土倒入模具成型后一天脱膜， 养护至一定龄 期测试抗压强度。 混凝土工作性能和抗压强度的测试分 别参照 普通混凝土拌合物性能试 验方法标准 (GB/T 50080-2016) 和 混凝土物理力学性能试验方法标准 (GB/T 50081- 说明书 5/6 页 8 CN 111978015 A 8 2019)标准进 行。 0069 3、 测试结果 0070 表1性能测试结果 0071 0072 上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样， 任何所属技术领 域的普通技术 人员对其所做的适当变化或修饰， 皆应视为不脱离本发 明的专利范畴。 说明书 6/6 页 9 CN 111978015 A 9 。