CN107640922B - 提高混凝土耐久性的外加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高混凝土耐久性的外加剂及其制备方法，其中，包括以下步骤：1）在催化剂存在的条件下，将壬基酚和甲醛混合，制得M1；2）将上述制得的M1和NaOH混合后，再加入环氧乙烷，置于温度为120‑150℃的条件下反应2‑5h，制得M2；3）在pH为3‑5的条件下，将冰醋酸、钛酸正四丁酯和无水乙醇混合，制得M3；4）在温度为160‑180℃的条件下，向上述制得的M2中滴加入M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂。本发明具有以下有益效果：本发明制得的外加剂在加入到混凝土中时，能够有效提高混凝土的耐久性，有效提高对恶劣环境的耐受度。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂领域，特别地，涉及一种提高混凝土耐久性的外加剂及其制备方法。
背景技术
混凝土作为一种重要的建筑材料，其在建筑物中是必不可少的存在，广泛用于桥梁工程、水利工程中。而混凝土在应用于建筑物等领域时，往往受环境影响巨大，例如，在海边、长江、黄河湿地等环境较为恶劣的条件下，往往环境中的酸性或是碱性或是盐类等成分会对其造成一定的腐蚀等影响。
发明内容
本发明目的在于提供一种提高混凝土耐久性的外加剂及其制备方法，以解决一般的混凝土容易受环境影响，受到腐蚀等现象，而特殊材料的混凝土往往造价较高，会提高使用时的制造成本等问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种提高混凝土耐久性的外加剂的制备方法，其中，包括以下步骤：
1）在催化剂存在的条件下，将壬基酚和甲醛混合，制得M1；
2）将上述制得的M1和NaOH混合后，再加入环氧乙烷，置于温度为120-150℃的条件下反应2-5h，制得M2；
3）在pH为3-5的条件下，将冰醋酸、钛酸正四丁酯和无水乙醇混合，制得M3；
4）在温度为160-180℃的条件下，向上述制得的M2中滴加入M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂。
本发明还提供了一种提高混凝土耐久性的外加剂，其中，所述提高混凝土耐久性的外加剂根据上述所述的制备方法制得。
本发明具有以下有益效果：本发明的壬基酚和甲醛在催化剂存在条件下进行反应后得到的产物，再与NaOH先混合，而后再加入环氧乙烷置于120-150℃的条件下进行反应，得到M2，进一步地，将冰醋酸、钛酸正四丁酯和无水乙醇在一定条件下反应，得到M3，再于160-180℃的条件下，将M3滴加入M2中，制得该外加剂，使得该外加剂在加入到混凝土中时，能够有效提高混凝土的耐久性，有效提高对恶劣环境的耐受度。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明提供了一种提高混凝土耐久性的外加剂的制备方法，其中，包括以下步骤：
1）在催化剂存在的条件下，将壬基酚和甲醛混合，制得M1；
2）将上述制得的M1和NaOH混合后，再加入环氧乙烷，置于温度为120-150℃的条件下反应2-5h，制得M2；
3）在pH为3-5的条件下，将冰醋酸、钛酸正四丁酯和无水乙醇混合，制得M3；
4）在温度为160-180℃的条件下，向上述制得的M2中滴加入M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂。
本发明具有以下有益效果：本发明的壬基酚和甲醛在催化剂存在条件下进行反应后得到的产物，再与NaOH先混合，而后再加入环氧乙烷置于120-150℃的条件下进行反应，得到M2，进一步地，将冰醋酸、钛酸正四丁酯和无水乙醇在一定条件下反应，得到M3，再于160-180℃的条件下，将M3滴加入M2中，制得该外加剂，使得该外加剂在加入到混凝土中时，能够有效提高混凝土的耐久性，有效提高对恶劣环境的耐受度。
这里的催化剂可以选择为强酸性催化剂，一种优选的实施方式中，步骤1）中的催化剂选自浓盐酸、浓硝酸和浓硫酸中的至少一种。
进一步地，步骤1）中的催化剂选自浓度为95-98重量%的浓硫酸。
另一优选的实施方式中，步骤1）中的混合过程为置于氮气保护的条件下，向壬基酚中滴加甲醛进行搅拌混合，且混合过程的温度为60-100℃。进一步地，滴加速率为60-100滴/min。
一种优选的实施方式中，步骤1）中壬基酚和甲醛的物质的量之比为1:0.5-1。
原料的用量均可在宽的范围内选择，如一种实施方式中，步骤2）中，相对于10重量份的M1，NaOH的用量为0.1-1重量份，环氧乙烷的用量为2-5重量份。
在另一优选的实施方式中，步骤3）中的混合过程为置于密闭条件下进行搅拌混合；进一步地，步骤3）中搅拌混合的搅拌时间为20-60min，搅拌速率为700-1500r/min。
同样地，步骤3）中，相对于10mol的无水乙醇，冰醋酸的用量为0.1-1mol，钛酸正四丁酯的用量为0.15-0.3mol。
进一步地，步骤4）中，相对于10重量份的M2，M3的用量为0.1-1重量份。
还提供了一种提高混凝土耐久性的外加剂，其中，所述提高混凝土耐久性的外加剂根据以上所述的制备方法制得。
当然，这里混凝土中外加剂的用量可以在宽的范围内选择，例如，在100重量份的混凝土中，可以加入1-10重量份的外加剂。进一步地，本领域技术人员可以根据实际进行调节。
以下将以具体实例进行说明。
实施例1
1）在氮气保护的条件下，在浓度为98重量%的浓硫酸中，将0.5mol甲醛以60滴/min的速率滴加入1mol壬基酚中搅拌混合，并将温度逐渐升至60℃，制得M1；
2）将10重量份的上述制得的M1和0.1重量份的固体NaOH混合后，再加入2重量份的环氧乙烷，置于温度为120℃的条件下反应2h，制得M2；
3）在pH为3的条件下，将0.1mol冰醋酸、0.15mol钛酸正四丁酯和10mol的无水乙醇置于密闭条件下以700r/min的搅拌速率搅拌混合20min，制得M3；
4）在温度为160℃的条件下，向10重量份上述制得的M2中滴加入0.1重量份的M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂A1。
实施例2
1）在氮气保护的条件下，在浓度为98重量%的浓硫酸中，将1mol甲醛以100滴/min的速率滴加入1mol壬基酚中搅拌混合，并将温度逐渐升至100℃，制得M1；
2）将10重量份的上述制得的M1和1重量份的固体NaOH混合后，再加入5重量份的环氧乙烷，置于温度为150℃的条件下反应5h，制得M2；
3）在pH为5的条件下，将1mol冰醋酸、0.3mol钛酸正四丁酯和10mol的无水乙醇置于密闭条件下以1500r/min的搅拌速率搅拌混合60min，制得M3；
4）在温度为180℃的条件下，向10重量份上述制得的M2中滴加入1重量份的M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂A2。
实施例3
1）在氮气保护的条件下，在浓度为98重量%的浓硫酸中，将0.8mol甲醛以80滴/min的速率滴加入1mol壬基酚中搅拌混合，并将温度逐渐升至80℃，制得M1；
2）将10重量份的上述制得的M1和0.5重量份的固体NaOH混合后，再加入4重量份的环氧乙烷，置于温度为130℃的条件下反应3h，制得M2；
3）在pH为4的条件下，将0.5mol冰醋酸、0.2mol钛酸正四丁酯和10mol的无水乙醇置于密闭条件下以1000r/min的搅拌速率搅拌混合40min，制得M3；
4）在温度为170℃的条件下，向10重量份上述制得的M2中滴加入0.5重量份的M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂A3。
实施例4
如实施例1的方法制备，不同的是，步骤1）中的壬基酚和甲醛为直接混合，制得提高混凝土耐久性的外加剂A4。
实施例5
如实施例2的方法制备，不同的是，甲醛的用量为0.2mol，制得提高混凝土耐久性的外加剂A5。
实施例6
如实施例3的方法制备，不同的是，步骤4）中M3的用量为0.05重量份，制得提高混凝土耐久性的外加剂A6。
对比例1
如实施例1的方法制备，不同的是，不经过步骤1），直接将NaOH和环氧乙烷混合，制得外加剂B1。
对比例2
如实施例2的方法制备，不同的是，不经过步骤2），直接将M1滴加入M3中，制得外加剂B2。
对比例3
如实施例3的方法制备，不同的是，不经过步骤3）和步骤4），直接制得M2，即为外加剂B3。
对比例4
如实施例1的方法制备，不同的是，步骤3）中的pH值为10，制得外加剂B4。
对比例5
如实施例2的方法制备，不同的是，步骤4）中反应温度为20℃，即一般环境下的温度，制得外加剂B5。
测试数据
常规混凝土的制备：按照本领域常规混凝土C30的标准进行制备，即将水泥（硅酸盐水泥）：砂：石子：水=1:1.92:3.14:0.54的比例进行搅拌混合，得到C30混凝土。
将上述外加剂分别与该C30混凝土按照3:100的比例进行混合，同时，设置一组不添加任何外加剂的C30混凝土B6。上述各混凝土分成3组，第一组混凝土按照GB/T50081检测其7d和28d的抗压强度，第二组混凝土一直置于浓度为5%的硫酸钠溶液中浸泡，检测其7d和28d的抗压强度，第三组混凝土一直置于浓度为5%的硫酸溶液中浸泡，检测其7d和28d的抗压强度，结果如下所示。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种提高混凝土耐久性的外加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在氮气保护的条件下，在浓度为98重量%的浓硫酸中，将0.5mol甲醛以60滴/min的速率滴加入1mol壬基酚中搅拌混合，并将温度逐渐升至60℃，制得M1；
2）将10重量份的上述制得的M1和0 .1重量份的固体NaOH混合后，再加入2重量份的环氧乙烷，置于温度为120℃的条件下反应2h，制得M2；
3）在pH为3的条件下，将0.1mol冰醋酸、0.15mol钛酸正四丁酯和10mol的无水乙醇置于密闭条件下以700r/min的搅拌速率搅拌混合20min，制得M3；
4）在温度为160℃的条件下，向10重量份上述制得的M2中滴加入0.1重量份的M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂A1。
2.一种提高混凝土耐久性的外加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在氮气保护的条件下，在浓度为98重量%的浓硫酸中，将1mol甲醛以100滴/min的速率滴加入1mol壬基酚中搅拌混合，并将温度逐渐升至100℃，制得M1；
2）将10重量份的上述制得的M1和1重量份的固体NaOH混合后，再加入5重量份的环氧乙烷，置于温度为150℃的条件下反应5h，制得M2；
3）在pH为5的条件下，将1mol冰醋酸、0.3mol钛酸正四丁酯和10mol的无水乙醇置于密闭条件下以1500r/min的搅拌速率搅拌混合60min，制得M3；
4）在温度为180℃的条件下，向10重量份上述制得的M2中滴加入1重量份的M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂A2。
3.一种提高混凝土耐久性的外加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在氮气保护的条件下，在浓度为98重量%的浓硫酸中，将0.8mol甲醛以80滴/min的速率滴加入1mol壬基酚中搅拌混合，并将温度逐渐升至80℃，制得M1；
2）将10重量份的上述制得的M1和0.5重量份的固体NaOH混合后，再加入4重量份的环氧乙烷，置于温度为130℃的条件下反应3h，制得M2；
3）在pH为4的条件下，将0.5mol冰醋酸、0.2mol钛酸正四丁酯和10mol的无水乙醇置于密闭条件下以1000r/min的搅拌速率搅拌混合40min，制得M3；
4）在温度为170℃的条件下，向10重量份上述制得的M2中滴加入0.5重量份的M3，制得提高混凝土耐久性的外加剂A3。
4.一种提高混凝土耐久性的外加剂，其特征在于，所述提高混凝土耐久性的外加剂根据权利要求1-3任一项所述的制备方法制得。
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