CN107721243A - 提高混凝土强度的外加剂及其制备方法 - Google Patents

提高混凝土强度的外加剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种提高混凝土强度的外加剂及其制备方法，其中，包括如下步骤：1）在催化剂存在的条件下，将甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸置于温度为70‑100℃的条件下反应，制得M1；2）将上述制得的M1、硬脂酸盐、葡萄糖酸钠和水混合，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，制得提高混凝土强度的外加剂。本发明具有以下有益效果：通过本发明制得的用于混凝土的外加剂，在使用混凝土时，直接将该外加剂加入混凝土中，能够有效提高混凝土的强度，在降低成本的同时达到有效提高强度的效果。

Description

提高混凝土强度的外加剂及其制备方法
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强度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，其在建造物中是必不可少的存在，广泛用于桥梁工程、水利工程及建设工程中。而混凝土在使用时因考虑到建筑物的安全性，因而，混凝土的一个极为重要的指标就是强度指标。混凝土强度的好坏将大大影响建筑物的安全，尤其是在长江、黄河湿地等环境中建造桥梁时，更应加强混凝土质量，探寻提高混凝土强度的方法措施。
发明内容
本发明目的在于提供一种提高混凝土强度的外加剂及其制备方法，以解决常规制得的混凝土的强度往往不能有效满足更高要求，而特殊混凝土往往价格较为昂贵的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种提高混凝土强度的外加剂的制备方法，其中，包括如下步骤：
1）在催化剂存在的条件下，将甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸置于温度为70-100℃的条件下反应，制得M1；
2）将上述制得的M1、硬脂酸盐、葡萄糖酸钠和水混合，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，制得提高混凝土强度的外加剂。
本发明还提供了一种提高混凝土强度的外加剂，其中，所述提高混凝土强度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：本发明的甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸在催化剂存在的条件下发生反应，再将反应后的产物与硬脂酸盐、葡萄糖酸钠和水混合得到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，再置于温度为160-180℃的条件下，向M2中滴加入M3，制得用于混凝土的外加剂，在使用混凝土时，直接将该外加剂加入混凝土中，能够有效提高混凝土的强度，在降低成本的同时达到有效提高强度的效果。
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强度的外加剂的制备方法，其中，包括如下步骤：
1）在催化剂存在的条件下，将甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸置于温度为70-100℃的条件下反应，制得M1；
2）将上述制得的M1、硬脂酸盐、葡萄糖酸钠和水混合，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，制得提高混凝土强度的外加剂。
本发明具有以下有益效果：本发明的甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸在催化剂存在的条件下发生反应，再将反应后的产物与硬脂酸盐、葡萄糖酸钠和水混合得到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，再置于温度为160-180℃的条件下，向M2中滴加入M3，制得用于混凝土的外加剂，在使用混凝土时，直接将该外加剂加入混凝土中，能够有效提高混凝土的强度，在降低成本的同时达到有效提高强度的效果。
上述原料的用量可以在宽的范围内选择，例如，在一种优选的实施方式中，为了在节约成本的前提下能够有效提高其使用性能，步骤1）中的甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸的物质的量之比为1:1.5-3。
这里的催化剂的类型可以由本领域技术人员根据实际选择，优选的实施方式中，所述催化剂为对甲苯磺酸。
进一步优选的实施方式中，步骤2）中，相对于10重量份的M1，硬脂酸盐的用量为5-20重量份，葡萄糖酸钠的用量为10-20重量份，水的用量为30-70重量份。
在本发明的优选的实施方式中，步骤2）中，硬脂酸盐选自硬脂酸钠、硬脂酸镁和硬脂酸钙中的至少一种。
同样地，一种优选的实施方式中，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。
另一优选的实施方式中，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。
一种优选的实施方式中，步骤4）中，相对于10重量份的M2，M3的用量为1-3重量份。
同样地，滴加过程可以按照本领域常规方式进行操作，进一步地，步骤4）中滴加速率为60-100滴/min。
本发明还提供了一种提高混凝土强度的外加剂，其中，所述提高混凝土强度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）在浓度为5重量%的对甲苯磺酸的水溶液中，将1mol甲氧基聚乙二醇和1.5mol甲基丙烯酸置于温度为70℃的条件下反应，而后将上述混合物进行减压蒸馏，得到M1；
2）将上述制得的10重量份的M1、5重量份的硬脂酸钠、10重量份的葡萄糖酸钠和30重量份的水混合，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重量份的上述制得的M2中以60滴/min的速率滴加入1重量份的M3，制得提高混凝土强度的外加剂A1。
实施例2
1）在浓度为5重量%的对甲苯磺酸的水溶液中，将1mol甲氧基聚乙二醇和3mol甲基丙烯酸置于温度为100℃的条件下反应，而后将上述混合物进行减压蒸馏，得到M1；
2）将上述制得的10重量份的M1、20重量份的硬脂酸镁、20重量份的葡萄糖酸钠和70重量份的水混合，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重量份的上述制得的M2中以100滴/min的速率滴加入3重量份的M3，制得提高混凝土强度的外加剂A2。
实施例3
1）在浓度为5重量%的对甲苯磺酸的水溶液中，将1mol甲氧基聚乙二醇和2mol甲基丙烯酸置于温度为85℃的条件下反应，而后将上述混合物进行减压蒸馏，得到M1；
2）将上述制得的10重量份的M1、10重量份的硬脂酸钠、15重量份的葡萄糖酸钠和50重量份的水混合，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重量份的上述制得的M2中以80滴/min的速率滴加入2重量份的M3，制得提高混凝土强度的外加剂A3。
实施例4
如实施例1的方法制备，不同的是，步骤2）中，硬脂酸钠的用量为2重量份，葡萄糖酸钠的用量为3重量份，制得提高混凝土强度的外加剂A4。
实施例5
如实施例2的方法制备，不同的是，步骤4）中M3的用量为0.5重量份，制得提高混凝土强度的外加剂A5。
实施例6
如实施例3的方法制备，不同的是，步骤4）中滴加速率为200滴/min，制得提高混凝土强度的外加剂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），直接为将硬脂酸、葡萄糖酸钠和水混合，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4），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）中为在pH为10的条件下进行操作，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℃，即一般的室温条件下，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，按照GB/T50081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 (10)

1.一种提高混凝土强度的外加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）在催化剂存在的条件下，将甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸置于温度为70-100℃的条件下反应，制得M1；
2）将上述制得的M1、硬脂酸盐、葡萄糖酸钠和水混合，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，制得提高混凝土强度的外加剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中的甲氧基聚乙二醇和甲基丙烯酸的物质的量之比为1:1.5-3；
所述催化剂为对甲苯磺酸。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，相对于10重量份的M1，硬脂酸盐的用量为5-20重量份，葡萄糖酸钠的用量为10-20重量份，水的用量为30-70重量份。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，硬脂酸盐选自硬脂酸钠、硬脂酸镁和硬脂酸钙中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中的混合过程为置于密闭条件下进行搅拌混合。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤3）中搅拌混合的搅拌时间为20-60min，搅拌速率为700-1500r/min。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，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。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中，相对于10重量份的M2，M3的用量为1-3重量份。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中滴加速率为60-100滴/min。
10.一种提高混凝土强度的外加剂，其特征在于，所述提高混凝土强度的外加剂根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。
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