CN113845345A - 含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混凝土领域，具体公开了一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土及其制备方法，含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，由混凝土拌和料制成；所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：水、水泥、粉煤灰、砂、石、聚羧酸超缓凝减水剂，聚羧酸超缓凝减水剂为油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的复配。制备方法包括以下步骤：1）水泥、粉煤灰、聚羧酸超缓凝减水剂混合均匀，得预混物；2）预混物、砂、石混合均匀，得混合物；3）混合物、水混合均匀，得混凝土拌和料；4）混凝土拌和料浇筑至模板中，养护，脱模。本发明具有使混凝土拌和料在更长时间内保持可塑性的优点。

Description

含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域，尤其是涉及一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是现在建材的重要成员之一，其可塑性强，操作方便，能适合大量工程所需。
混凝土的主要成分是凝胶材料与骨料，通过凝胶材料将骨料粘结，形成固体结构，通常，凝胶材料多采用水泥，水泥与水接触，会发生一系列复杂的水化反应，从而生成胶体物质以实现对骨料的粘结，胶体物质持续发育会形成结晶，从而变成固态，即当水泥水化反应进行到一定程度后，混凝土拌和料的可塑性就会大幅下降直至完全丧失，在一些特殊的工程环境下，需要混凝土拌和料能在更长时间内保持可塑性，而一般的混凝土拌和料难以满足，因此需要在混凝土中加入缓凝剂，以实现缓凝效果。
但是，现有的缓凝剂虽然能一定程度上延缓水泥水化反应，但延缓的效果一般，对于需要混凝土拌和料在更长时间内保持可塑性的特殊工程而言，现有的缓凝剂难以满足需求，因此，还有改善空间。
发明内容
为了使混凝土拌和料在更长时间内保持可塑性，本申请提供一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，采用如下的技术方案：
一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，由混凝土拌和料制成；
所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：
水100份；
水泥315-318份；
粉煤灰35-36份；
砂410-420份；
石770-780份；
聚羧酸超缓凝减水剂5.7-6.1份；
所述聚羧酸超缓凝减水剂为油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的复配。
优选的，所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：
水100份；
水泥316-317份；
粉煤灰35.2-35.6份；
砂415-418份；
石773-776份；
聚羧酸超缓凝减水剂5.8-6份。
通过采用上述技术方案，通过加入由油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚复配而成的聚羧酸超缓凝减水剂，使得混凝土拌和料的初凝时间得以获得较大的延长，更好地适应各种特殊工程的需求。
对此，发明人猜测，油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的相互配合，使得在水泥颗粒表面形成复杂、多元化的保护层，使得水与水泥颗粒之间接触较少，水化反应较慢，并且使得所有水泥颗粒的水化反应速度趋于相近的状态，减少部分水泥颗粒水化反应速度较快导致过早搭建形成大面积水泥胶体结构的情况，使得水泥颗粒虽然缓慢水化，但是绝大多数水泥颗粒在缓凝期间均开始形成一定的小范围水泥胶体结构，当所有小范围水泥胶体结构相互接触时，可以在较短的时间内形成较为完整且大范围的水泥胶体结构，使得混凝土拌和料的早期强度在缓凝效果结束后会得到快速的提高，而不会影响水泥胶体结构的成长，使得混凝土拌和料在较长时间的缓凝作用后，不易出现强度缓慢增长的弊端，而更容易以更快的速度达到初凝及终凝，以使得制得的混凝土物理性能较佳。
优选的，所述油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.7-1：0.1-0.3：1.4-1.6。
通过采用上述技术方案，通过油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚以特定比例配合，形成特殊的保护体系，使得对水泥颗粒的包裹性较好、保护性能较佳，延缓水化反应的效果较佳且较为平均，使得前期水化较慢，较好的保持混凝土拌和料的可塑性，且当缓凝效果失效后，早期强度提升迅速，制得的混凝土材料性能较佳。
优选的，所述油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.8：0.2：1.5。
通过采用上述技术方案，通过油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚选用最优比例，使得缓凝时间得以更好地延长，早期强度提升速度更快，制得的混凝土的质量更佳。
优选的，所述水泥为硅酸盐水泥。
通过采用上述技术方案，通过采用硅酸盐水泥，与由油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚复配而成的聚羧酸超缓凝减水剂配合时，缓凝效果更佳，早期强度提升效果更好。
优选的，所述粉煤灰为一级粉煤灰。
通过采用上述技术方案，通过采用一级粉煤灰，使得混凝土的质量更佳。
第二方面，本申请提供一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述的含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)，将水泥、粉煤灰、聚羧酸超缓凝减水剂混合均匀，获得预混物；
步骤2)，将预混物、砂、石混合均匀，获得混合物；
步骤3)，将混合物、水混合均匀，获得混凝土拌和料；
步骤4)，将混凝土拌和料浇筑至模板中，养护，脱模，得含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土。
通过采用上述技术方案，通过先将水泥、粉煤灰、聚羧酸超缓凝减水剂混合均匀，使得聚羧酸超缓凝减水剂充分包裹水泥颗粒，缓凝效果较佳。
优选的，所述步骤1)中，通过搅拌以使水泥、粉煤灰、聚羧酸超缓凝减水剂混合均匀，搅拌时间≥10min。
通过采用上述技术方案，通过搅拌足够的时间，使得聚羧酸超缓凝减水剂包裹水泥颗粒的效果更佳，缓凝效果更好。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的相互配合，使得在水泥颗粒表面形成复杂、多元化的保护层，使得水与水泥颗粒之间接触较少，水化反应较慢，并且使得所有水泥颗粒的水化反应速度趋于相近的状态，减少部分水泥颗粒水化反应速度较快导致过早搭建形成大面积水泥胶体结构的情况，使得水泥颗粒虽然缓慢水化，但是绝大多数水泥颗粒在缓凝期间均开始形成一定的小范围水泥胶体结构，当所有小范围水泥胶体结构相互接触时，可以在较短的时间内形成较为完整且大范围的水泥胶体结构，使得混凝土拌和料的早期强度在缓凝效果结束后会得到快速的提高，而不会影响水泥胶体结构的成长，使得混凝土拌和料在较长时间的缓凝作用后，不易出现强度缓慢增长的弊端，而更容易以更快的速度达到初凝及终凝，以使得制得的混凝土物理性能较佳。
2、本申请中优选通过油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚以特定比例配合，形成特殊的保护体系，使得对水泥颗粒的包裹性较好、保护性能较佳，延缓水化反应的效果较佳且较为平均，使得前期水化较慢，较好的保持混凝土拌和料的可塑性，且当缓凝效果失效后，早期强度提升迅速，制得的混凝土材料性能较佳。
3、本申请的方法，通过先将水泥、粉煤灰、聚羧酸超缓凝减水剂混合均匀，使得聚羧酸超缓凝减水剂充分包裹水泥颗粒，缓凝效果较佳。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例及对比例中所用原料的来源信息详见表1。
表1
Figure BDA0003324712380000051
Figure BDA0003324712380000061
实施例1
一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，由混凝土拌和料制成。
混凝土拌和料包括以下组分：
水、水泥、粉煤灰、砂、石、聚羧酸超缓凝减水剂。
其中聚羧酸超缓凝减水剂为油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的复配。
实施例1-5中各组分的具体投入量(单位kg)详见表2。
表2
Figure BDA0003324712380000062
实施例1中，油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.7：0.1：1.4。
实施例2中，油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.75：0.15：1.45。
实施例3中，油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.8：0.2：1.5。
实施例4中，油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.9：0.25：1.55。
实施例5中，油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：1：0.3：1.6。
实施例1-5中，含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土的制备方法包括以下步骤：
步骤1)，将水泥、粉煤灰、聚羧酸超混凝减水剂投入搅拌釜中，转速120r/min，搅拌10min，混合均匀，获得预混物；
步骤2)，将砂、石投入预混物中，转速60r/min，搅拌3min，混合均匀，获得混合物；
步骤3)，将水投入混合物中，转速45r/min，搅拌3min，混合均匀，获得混凝土拌和料；
步骤4)，将混凝土拌和料浇筑至模板中，洒水养护3d，脱模，静置养护至28d，得含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土。
对比例1
一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，与实施例3相比，区别仅在于：
聚羧酸超缓凝减水剂中油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.5：0.1：1.2。
对比例2
一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，与实施例3相比，区别仅在于：
聚羧酸超缓凝减水剂中油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：1.1：0.5：1.8。
对比例3
一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，与实施例3相比，区别仅在于：
聚羧酸超缓凝减水剂为油酸三乙醇胺。
对比例4
一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，与实施例3相比，区别仅在于：
聚羧酸超缓凝减水剂为四聚乙二醇单辛醚。
对比例5
一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，与实施例3相比，区别仅在于：
聚羧酸超缓凝减水剂为聚乙二醇单油酸酯。
对比例6
一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，与实施例3相比，区别仅在于：
聚羧酸超缓凝减水剂为聚氧乙基甘油醚。
实验1
采用贯入阻力仪测定各实施例及对比例制备的混凝土拌和料在静置3h、12h、18h、20h、24h后的贯入阻力。
实验2
根据《普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2016》检测各实施例及比较例制备的混凝土拌和料制得的混凝土试样的7天抗压强度、28天抗压强度。
实验1、2的具体检测数据详见表3。
表3
Figure BDA0003324712380000091
Figure BDA0003324712380000101
根据表3中实施例3与对比例1、2的数据对比可得，聚羧酸超缓凝减水剂中油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚在特定的比例范围内配合时与聚羧酸超缓凝减水剂中油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚在特定的比例范围外配合时相比，制得的混凝土拌和料的贯入阻力在18h时发生明显区别，当聚羧酸超缓凝减水剂中油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚在特定的比例范围外配合时，混凝土拌和料更早产生强度，缓凝效果有所下降。
根据表3中实施例3与对比例3、4、5、6的数据对比可得，聚羧酸超缓凝减水剂由油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚以特定比例配合时与聚羧酸超缓凝减水剂分别为油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚时相比，制得的混凝土拌和料的贯入阻力在12h时发生明显的区别，单独采用油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚时，混凝土拌和料在12h时就已产生明显的强度，在该强度下，混凝土拌和料的可塑性已经非常低，可见聚羧酸超缓凝减水剂由油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚以特定比例配合时，可有效养车缓凝时间，使得制得的混凝土拌和料可以在更长时间保持可塑性，更好地适应各种特殊工程需求。
同时，聚羧酸超缓凝减水剂由油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚以特定比例配合时，制得的混凝土在7d抗压强度和28d抗压强度上与单独采用油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚作为减水剂时制得的混凝土的7d抗压强度和28d抗压强度相近，可见，由油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚以特定比例配合形成的聚羧酸超缓凝减水剂对制得的混凝土的后期强度无明显影响。
综上，加入了由油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚以特定比例配合形成的聚羧酸超缓凝减水剂制得的混凝土拌和料具有较长的缓凝时间，长时间保持可塑性，且对最终形成的混凝土质量无明显负面影响，保障制得的混凝土质量较佳。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，其特征在于：由混凝土拌和料制成；
所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：
水100份；
水泥315-318份；
粉煤灰35-36份；
砂410-420份；
石770-780份；
聚羧酸超缓凝减水剂5.7-6.1份；
所述聚羧酸超缓凝减水剂为油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的复配。
2.根据权利要求1所述的一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，其特征在于：所述混凝土拌和料包括以下质量份数的组分：
水100份；
水泥316-317份；
粉煤灰35.2-35.6份；
砂415-418份；
石773-776份；
聚羧酸超缓凝减水剂5.8-6份。
3.根据权利要求2所述的一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，其特征在于：所述油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.7-1：0.1-0.3：1.4-1.6。
4.根据权利要求3所述的一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，其特征在于：所述油酸三乙醇胺、四聚乙二醇单辛醚、聚乙二醇单油酸酯、聚氧乙基甘油醚的质量比例为1：0.8：0.2：1.5。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥。
6.根据权利要求1-4任一所述的一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土，其特征在于：所述粉煤灰为一级粉煤灰。
7.一种根据权利要求1-6任一所述的含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1），将水泥、粉煤灰、聚羧酸超缓凝减水剂混合均匀，获得预混物；
步骤2），将预混物、砂、石混合均匀，获得混合物；
步骤3），将混合物、水混合均匀，获得混凝土拌和料；
步骤4），将混凝土拌和料浇筑至模板中，养护，脱模，得含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土。
8.根据权利要求8所述的一种含聚羧酸超缓凝减水剂的混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，通过搅拌以使水泥、粉煤灰、聚羧酸超缓凝减水剂混合均匀，搅拌时间≥10min。
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