一種高性能混凝土外加劑及其制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及混凝土外加劑領域，尤其涉及一種高性能混凝土外加劑及其制備工
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【背景技術】
[0002]近年來，我國的基礎建設如火如荼，在講宄快節奏高效率的現代社會，人們對于基礎設施的建設在保障質量的前提下，對建設速度的要求也越來越高。基礎設施建設效率越高，比如交通道路，大橋、關鍵建筑等，盡早建設完成，不僅能夠早日交付使用，也能夠最大限度地減小對周圍居民、環境的影響。
[0003]在建設過程中，混凝土的固化時間是整個工程建設快慢的一個關鍵因素。因此，在目前的很多工程中，都有用到能夠使混凝土快速固化的早強劑，早強劑能夠加快水泥水化速率，從而使混凝土早期的強度大大增加。但是混凝土快速硬化的同時，也產生了一些問題:混凝土在水化過程中會自干燥而發生一定程度的形變，但是由于混凝土加入早強劑后固化速率過快，混凝土基體發生形變后產生了內部應力來不及得到釋放，長時間后，在外部作用力和內部應力協同作用下，混凝土就容易產生裂縫，從而使得其耐久性降低。
[0004]此外，在實際應用中，通常將早強劑與減水劑、阻銹劑等外加劑一同復配加入到水泥中，使得最終成型的混凝土的擁有不錯的綜合性能。但是在實際使用過程中添加各種外加劑，操作復雜，使用不方便，降低了工程建設效率。
【發明內容】
[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高性能混凝土外加劑及其制備工藝，本發明制備的混凝土外加劑減水率高，早強效果好，防銹效果好；此外還能使混凝土抗震消能，避免混凝土產生裂縫，提高了混凝土的耐久性。
[0006]本發明的具體技術方案為:一種高性能混凝土外加劑，包括以下組分:
減水組分80-100份，
早強組分10-15份，
吸能組分80-100份，
降粘組分3-7份，
水 100-150 份。
[0007]以上各組分份數均為重量份數。
[0008]所述減水組分為丙烯酸類聚羧酸減水組分。
[0009]所述早強組分選自甲酸鈣、硝酸鈣、三乙醇胺中的一種或多種。
[0010]所述吸能組分為光固化樹脂組分，所述光固化樹脂組分包括:
55-75wt%的經環氧改性的丙稀酸醋，
10-40被％含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷，
5-15wt%自由基光引發劑。
[0011]所述降粘組分為聚乙二醇。
[0012]本發明選用的含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷分子量低、粘度低，使用時不會增加反應體系的粘度；其含有的(甲基)丙烯酸酯官能團具有光敏性，能夠溶于光固化樹脂體系中，并且與在光固化反應時和經環氧改性的丙烯酸酯一起進行反應，起到交聯作用和對樹脂的稀釋作用，能夠提高固化后的固化物的熱學和力學性能。
[0013]作為優選，所述經環氧改性的丙烯酸酯選自雙酚A環氧丙烯酸酯、酚醛環氧丙烯酸酯、環氧化丙烯酸酯中的一種或多種。
[0014]作為優選，所述含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷選自雙[2_(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、雙[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二苯基硅烷、雙[2-(丙烯酰氧基)乙氧基]甲基苯基硅烷中的一種或多種。
[0015]在本發明中，含(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷可以通過以下方法制備:在低溫下把二氯硅烷滴加到(甲基)丙烯酸羥乙酯的溶液中，三乙胺作HCl的吸收劑，攪拌回流，再經過濾，除溶劑，蒸餾分離提純。
[0016]作為優選，所述自由基光引發劑選自2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-1、1-羥基環己基苯甲酮、2-甲基-1- (4-甲巰基苯基)-2-嗎啉丙酮_1、2，4，6，-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一種或多種。
[0017]作為優選，所述高性能混凝土外加劑的用量為凝膠材料的0.5_lwt%。
[0018]一種高性能混凝土外加劑的制備工藝，按如下步驟進行:
(O丙烯酸類聚羧酸減水組分的制備:
將40-50份丙烯酸、5-10份苯乙烯、10-15份甲基丙烯酸乙酯、1_3份過二硫酸銨、3_7份丙酮和20-30水混合均勻，制得第一混合液。
[0019]將15-20份馬來酸酐、1-3份過二硫酸銨、1_2份巰基乙醇、13-17份丙酮和70-100份水在75-85°C水浴中混合均勻，制得第二混合液。
[0020]先取三分之一量的所述第一混合液并將其添加到所述第二混合液中，再將剩余的第一混合液在l_2h內逐漸添加至第二混合液中，制得第三混合液。
[0021]向所述第三混合液中添加0.1-0.5份過二硫酸銨，保溫2_3h后自然冷卻，得到無皂乳液，將所述無皂乳液加熱至50°C并添加30-35份稀氨水，攪拌均勻后將無皂乳液降溫至30°C并添加濃度為5wt%的氫氧化鈉溶液進行中和，最后制得丙烯酸類聚羧酸減水組分。
[0022]以上各組分份數均為重量份數。
[0023](2)光固化樹脂組分的制備:
將經環氧改性的丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷和自由基光引發劑按配比混合，在避光條件和室溫下先后經高速分散機和超聲振蕩進行分散，再進行消泡后將產物在避光條件下儲存備用。
[0024](3)尚性能混凝土外加劑的制備:
將上述制備的丙烯酸類聚羧酸減水組分、光固化樹脂組分與早強組分、降粘組分和水按配比混合，在避光條件下，經分散以及研磨后制得高性能混凝土外加劑。
[0025]與現有技術對比，本發明的有益效果是:
在本發明中，丙烯酸類聚羧酸減水組分能夠大幅減少水泥用量；早強組分能夠有效提高水泥的水化效率，且本發明的早強組分不含氯鹽或者硫酸鹽，對鋼筋沒有腐蝕作用；降粘組分能夠降低水泥混合物中溶液的表面張力，從而增加混凝土的流動性；以光固化樹脂作為吸能組分，當本混凝土外加劑與水泥、水混合并進行澆筑時，光固化樹脂分散于混凝土中，并且在光照下與混凝土一同快速固化，由于快速固化后的混凝土內部的應力來不及釋放，長時間后在外部環境溫差較大或者外部作用力作用時，混凝土容易產生裂縫，而樹脂具有一定的彈性模量，可以吸收混凝土內部釋放的應力或者外部的作用力，起到抗震效能的作用，從而提高了混凝土的耐久性。
【具體實施方式】
[0026]下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
[0027]實施例1
一種高性能混凝土外加劑，包括以下組分:
丙烯酸類聚羧酸減水組分90份，甲酸鈣6份，三乙醇胺6份，光固化樹脂組分90份聚乙二醇5份，水125份。
[0028]以上各組分份數均為重量份數。
[0029]所述光固化樹脂組分包括:
30wt%的雙酸A環氧丙稀酸醋，
35wt%的酸醛環氧丙稀酸醋，
15wt%的雙[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷，
10wt%的雙[2-(丙烯酰氧基)乙氧基]甲基苯基硅烷，
10wt%的2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-1。
[0030]一種高性能混凝土外加劑的制備工藝，按如下步驟進行:
(O丙烯酸類聚羧酸減水組分的制備:
將45份丙烯酸、7份苯乙烯、12份甲基丙烯酸乙酯、2份過二硫酸銨、5份丙酮和25水混合均勻，制得第一混合液。
[0031]將17份馬來酸酐、2份過二硫酸銨、1.5份巰基乙醇、15份丙酮和85份水在80°C水浴中混合均勻，制得第二混合液。
[0032]先取三分之一量的所述第一混合液并將其添加到所述第二混合液中，再將剩余的第一混合液在1.5h內逐漸添加至第二混合液中，制得第三混合液。
[0033]向所述第三混合液中添加0.3份過二硫酸銨，保溫2h后自然冷卻，得到無皂乳液，將所述無皂乳液加熱至50°C并添加32份稀氨水，攪拌均勻后將無皂乳液降溫至30°C并添加濃度為5wt%的氫氧化鈉溶液進行中和，最后制得丙烯酸類聚羧酸減水組分。
[0034]以上各組分份數均為重量份數。
[0035](2)光固化樹脂組分的制備:
將經環氧改性的丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯基的硅氧烷和自由基光引發劑按配比混合，在避光條件和室溫下先后經高速分散機和超聲振蕩進行分散，再進行消泡后將產物在避光條件下儲存備用。
[0036](3)尚性能混凝土外加劑的制備:
將上述制備的丙烯酸類聚羧酸減水組分、光固化樹脂組分與早強組分、降粘組分和水按配比混合，在避光條件下，經分散以及研磨后制得高性能混凝土外加劑。
[0037]實施例2
一種高性能混凝土外加劑，包括以下組分:
丙烯酸類聚羧酸減水組分80份，硝酸鈣7份，三乙醇胺8份，光固化樹脂組分100份，聚乙二醇7份，水120份。
[0038]以上各組分份數均為重量份數。
[0039]所述光固化樹脂組分包括:
25wt%的雙酸A環氧丙稀酸醋，
35wt%的環氧化丙稀酸醋，
15wt%的雙[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷，
20wt%的雙[2-(丙烯酰氧基)乙氧基]甲基苯基硅烷，
5wt%的2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-1，
5wt%l-輕基環己基苯甲酬。
[0040]一種高性能混凝土外加劑的制備工藝，按如下步驟進行:
(O丙烯酸類聚羧酸減水組分的制備:
將40份丙烯酸、5份苯乙烯、10份甲基丙烯酸乙酯、I份過二硫酸銨、3份丙酮和20水混合均勻，制得第一混合液。