CN117964276B - 低碳混凝土添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种低碳混凝土添加剂，包括组分A和组分B，所述组分A包括将按重量份计的25‑35份硅酸三钙、15‑25份矿渣粉、10‑20份粉煤灰、1‑2份碳酸钠、20‑30份水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉；所述组分B包括将按重量份计的80‑120份丙烯酸羟基乙酯、0.10‑0.20份过氧化二异丙苯、8‑12份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚和180‑220份水/丙酮（1:1,w/w）溶液均匀混合，搅拌后得到的溶液。本申请提供的混凝土添加剂能够有效降低混凝土中水泥用量，并且保持所制得的混凝土材料的强度及耐久性。
Description
技术领域
本申请涉及混凝土技术领域，具体涉及一种低碳混凝土添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
水泥混凝土是目前最主要的建筑材料，但是它的生产过程会产生大量的二氧化碳。目前，降低混凝土水泥用量的方法包括增加矿物掺合料用量、增加减水剂用量等等。
但是，水泥的用量影响混凝土强度、混凝土的性能与成本，因此在降低碳排放的同时，还需要保证混凝土的性能与成本不受影响，上述现有方案难以同时实现这些目的。为了解决这一问题，本发明提出了一种低碳混凝土用添加剂及其制备方法与应用。本发明提供的方案，在兼顾混凝土成本的基础上，降低混凝土二氧化碳的排放量，保证了混凝土的强度。
发明内容
本申请的目的在于提出一种低碳混凝土添加剂及其制备方法和应用，以改善上述至少一项技术问题。本申请通过以下技术方案来实现上述目的。
第一方面，本申请的实施方式提供了一种低碳混凝土添加剂，包括组分A和组分B，其中，所述组分A包括将按重量份计的25-35份硅酸三钙、15-25份矿渣粉、10-20份粉煤灰、1-2份碳酸钠、20-30份水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉；所述组分B包括将按重量份计的80-120份丙烯酸羟基乙酯、0.10-0.20份过氧化二异丙苯 、8-12份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚和180-220份水/丙酮（1:1, w/w）溶液均匀混合，搅拌后得到的溶液。
根据本申请的低碳混凝土添加剂能够有效降低了混凝土中水泥的用量，水泥用量的降低幅度最高可达50%，降低了制造混凝土所需的材料成本；并且添加了根据本申请的低碳混凝土添加剂的混凝土的各项性能均等同于或优于普通混凝土，其展现出出色的耐久性，耐碳化性能与耐硫酸盐侵蚀性能较普通混凝土均成倍提升，提高了混凝土的使用寿命。
在一些实施方式中，所述养护包括在70-80℃±5℃，湿度95%以上养护36-60h。
在一些实施方式中，在所述养护之后，所述研磨之前，将养护后的混合料在70-90℃完全烘干。
在一些实施方式中，所述组分A的勃氏比表面积在600m2/kg以上。在一个优选实施方式中，所述组分A的勃氏比表面积在600-1000m2/kg范围内。
在一些实施方式中，所述搅拌在65-75℃下进行4-6小时。
在一些实施方式中，所述双烯丙醇封端聚氧乙烯醚的分子量为1000-1400。
在一些实施方式中，所述低碳混凝土添加剂中，所述组分A和所述组分B的重量比在3:1-1:3之间。由此可以获得更大的水泥用量减少量，并且所获的混凝土材料具有更好的强度和耐久性能。
第二方面，本申请的实施方式提供一种低碳混凝土添加剂的制备方法，包括将按重量份计的25-35份硅酸三钙、15-25份矿渣粉、10-20份粉煤灰、1-2份碳酸钠、20-30份水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉得到组分A；将按重量份计的80-120份丙烯酸羟基乙酯、0.10-0.20份过氧化二异丙苯 、8-12份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚加入180-220份水/丙酮（1:1, w/w）溶液均匀混合，搅拌后得到组分B。本申请提供的混凝土添加剂的制备方法操作简单，成本低廉，易于工业化生产。
在一些实施方式中，所述养护包括在70-80℃±5℃，湿度95%以上养护36-60h。
在一些实施方式中，所述超细粉的勃氏比表面积600m2/kg以上。在一个优选实施方式中，所述组分A的勃氏比表面积在600-1000m2/kg范围内。
在一些实施方式中，所述搅拌在65-75℃下进行4-6小时。
第三方面，本申请的实施方式提供一种低碳混凝土，包括第一方面所述的混凝土添加剂和胶凝材料，其中，所述混凝土添加剂中组分A和组分B各自占所述胶凝材料总重量的0.25-1.5%。根据本发明提供的混凝土有效降低了其中水泥的用量，其降低幅度最高可达50%，且混凝土的各项性能同于或优于其他普通混凝土，尤其是有效提升了混凝土的耐久性。
第四方面，本申请的实施方式提供一种低碳混凝土的制备方法，包括将第一方面的混凝土添加剂的组分A与组分B混合均匀，将混合后的混凝土添加剂加入混凝土原料，搅拌均匀。根据本发明的混凝土的制备方法操作简单，所制得的混凝土材料有效减少了水泥用量，并将具有良好的力学性能和耐久性。
本申请通过提供一种包括通过将硅酸三钙、矿渣粉、粉煤灰、碳酸钠和水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉得到的组分A和将丙烯酸羟基乙酯、过氧化二异丙苯和双烯丙醇封端聚氧乙烯醚加入水/丙酮（1:1, w/w）溶液均匀混合，搅拌后得到的溶液组分B的低碳混凝土添加剂，能够有效降低混凝土制备中水泥的用量，有效减少混凝土中的碳排放量，并且通过加入本申请的混凝土添加剂所获的混凝土材料的各项性能均同于或优于普通混凝土，尤其是具有良好的耐久性，其耐碳化性能与耐硫酸盐侵蚀性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本申请的一个实施方式的组分A的扫描电子显微镜图。
图2是根据本申请的一个实施方式的组分B的红外光谱图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
水泥的用量影响混凝土强度和其他性能，并且水泥的用量影响混凝土制作的成本，为了降低混凝土制作过程中的碳排放，通常采用减少混凝土用量的方法，但是现有技术中降低水泥用量的同时，难以保证混凝土的性能与成本不受影响。
为此目的，本申请第一方面提供一种低碳混凝土添加剂包括组分A和组分B，其中，所述组分A包括将硅酸三钙、矿渣粉、粉煤灰、碳酸钠和水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉；所述组分B包括将丙烯酸羟基乙酯、过氧化二异丙苯和双烯丙醇封端聚氧乙烯醚加入水/丙酮（1:1, w/w）溶液均匀混合，搅拌后得到的溶液。
上述混凝土添加剂中的羧基和双键可以与水中的钙、镁、铁等金属离子形成稳定的络合物，从而使其持续参与混凝土中的各种水化反应，减少形成结晶进而成为稳定态产物。组分B中的羧基和双键可以在混凝土表面形成一层负电荷的吸附层，从而与水中的正电荷的金属离子产生静电斥力，阻止它们接近混凝土表面，增加混凝土的抗渗性和耐久性。此外，组分B中的羧基和双键可以在混凝土表面形成一层保护膜，从而减少混凝土与水、空气、酸碱等的接触，降低混凝土的腐蚀速率，提高混凝土的抗腐蚀性。
本申请提供的低碳混凝土添加剂能够有效降低混凝土中水泥的用量，其降低幅度最高可达50%，并且所制得的混凝土的各项性能均相同或优于普通的混凝土，尤其是有效提高了混凝土的耐久性，其耐碳化性能与耐硫酸盐侵蚀性能。由于水泥用量大幅降低，且获得的混凝土性能更优，本申请的低碳混凝土添加剂能够有效降低混凝土制造过程中的成本。此外，由于降低了水泥用量，提高了矿粉等其它浅色材料的用量，使得混凝土整体颜色更浅，更加美观。
在一些实施方式中，所述组分A包括将按重量份计的25-35份硅酸三钙、15-25份矿渣粉、10-20份粉煤灰、1-2份碳酸钠、20-30份水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉。组分A中由于硅酸三钙水化产生凝胶和氢氧化钙、碳酸钠与氢氧化钙反应产生氢氧化钠与碳酸钙以及氢氧化钠与矿渣粉及粉煤灰反应产生N-A-S-H凝胶这三种过程形成了C-A-S-H、N-A-S-H、碳酸钙三种固体物质，能够作为混凝土中水泥等胶凝材料水化的晶种，在混凝土中起到微晶核效应，能够有效提高混凝土的强度。组分A中各个原料的用量可以在一定范围内变化。
将组分A的各个原料的用量设置在上述范围内，能够有效地提高混凝土的强度。示例性的，硅酸三钙的重量份可以是25、28、30、32、35等重量份，或任意数值所组成的范围之间的值。矿渣粉的重量份可以是15、18、20、23、25等重量份，或任意数值所组成的范围之间的值。粉煤灰的重量份可以是10、12、15、18、20等重量份，或任意数值所组成的范围之间的值。碳酸钙的重量份可以是1、1.5、2等重量份，或任意数值所组成的范围之间的值。
在一些实施方式中，所述组分A中的养护包括在70-80℃±5℃，湿度95%以上养护36-60h。组分A的养护时间可以在一定范围内变化。当组分A中的养护在上述条件下养护36-60h时，能够使得组分A中的各个原料之间的反应充分进行，形成充足的微晶核，进而有利于后续应用于混凝土制作中增强混凝土的强度。
在一些实施方式中，在所述养护之后，所述研磨之前，将养护后的混合料在70-90℃完全烘干。
将上述烘干后的混合料研磨成超细粉，即获得组分A。在一些实施方式中，所述组分A的勃氏比表面积600m2/kg以上。较高的细度也让这些物质起到了微集料效应，能够显著提高混凝土的强度。在一个优选的实施方式中，所述组分A的勃氏比表面积在600m2/kg-1000m2/kg范围内。示例性的，所述组分A的勃氏比表面积可以为600m2/kg、650m2/kg、700m2/kg、800m2/kg、850m2/kg、900m2/kg、950m2/kg，或任意数值所组成的范围之间的值。
在一些实施方式中，所述组分B包括将按重量份计的80-120份丙烯酸羟基乙酯、0.10-0.20份过氧化二异丙苯、8-12份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚和180-220份水/丙酮（1:1,w/w）溶液均匀混合，搅拌后得到的溶液。
组分B中的聚醚单体是一种高性能的聚羧酸减水剂的类似物，可以提高混凝土的流动性和强度，从而减少混凝土中水泥和胶凝材料的用量。双封端的聚醚在聚合过程中能够随机形成一定量的封闭环状分子，这些纳米级聚醚环能够实现相互交联，从而形成网状结构，在三维空间中将水泥颗粒充分分散，超越了传统聚羧酸减水剂的一维、二维分散能力，从而提高混凝土的强度和耐久性。这是由于大量锚片状、纤维状C-S-H凝胶在网状结构中交叉攀附，从而使原先分散的水泥颗粒及其水化产物连结起来，构成一个牢固结合的密实整体，最终在水泥硬化后增强水泥强度。
将组分B中的各个原料的用量设置在上述范围内，能够提供足够的羧基和双键，与上述组分A配合，有效地提高混凝土的抗渗性和耐久性以及抗腐蚀性。示例性的，丙烯酸羟基乙酯的重量份可以为80、90、100、110、120等重量份，或任意数值所组成的范围之间的值。双烯丙醇封端聚氧乙烯醚的重量份可以为8、9、10、11、12等重量份，或任意数值所组成的范围之间的值。
在一些实施方式中，所述搅拌在65-75℃下进行4-6小时。
在一些实施方式中，所述双烯丙醇封端聚氧乙烯醚的分子量为1000-1400。示例性的，所述双烯丙醇封端聚氧乙烯醚的分子量可以为1000、1100、1200、1300、1400等，或任意数值所组成的范围之间的值。在一个优选实施方式中，所述双烯丙醇封端聚氧乙烯醚的分子量为1200。
在一些实施方式中，所述低碳混凝土添加剂中，所述组分A和所述组分B的重量比在3:1-1:3之间。组分A和B的比例在上述范围内，所述混凝土添加剂能够实现合适的分散和增加强度的效果。由此可以获得更大的水泥用量减少量，并且所获的混凝土材料具有更好的强度和耐久性能。
本申请第二方面还提供一种低碳混凝土添加剂的制备方法，包括将25-35份硅酸三钙、15-25份矿渣粉、10-20份粉煤灰、1-2份碳酸钠、20-30份水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉得到组分A；将将80-120份丙烯酸羟基乙酯、0.10-0.20份过氧化二异丙苯、8-12份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚加入500g水/丙酮（1:1, w/w）溶液均匀混合，搅拌后得到组分B。本申请提供的混凝土添加剂的制备方法操作简单，成本低廉，易于工业化生产。
在一些实施方式中，所述养护包括在70-80℃±5℃，湿度95%以上养护36-60h。
在一些实施方式中，所述超细粉的勃氏比表面积600m2/kg以上。在一个优选实施方式中，所述组分A的勃氏比表面积在600-1000m2/kg范围内。示例性的，所述组分A的勃氏比表面积可以为600m2/kg、650m2/kg、700m2/kg、800m2/kg、850m2/kg、900m2/kg、950m2/kg，或任意数值所组成的范围之间的值。
在一些实施方式中，所述搅拌在65-75℃下进行4-6小时。
本申请的第三方面提供一种低碳混凝土，包括第一方面所述的混凝土添加剂和胶凝材料，其中，所述混凝土添加剂中组分A和组分B各自占所述胶凝材料总重量的0.25-1.5%。当所述混凝土添加剂中组分A和组分B的含量在上述范围内时，有助于减少水泥用量和增加强度，同时兼顾混凝土的制备成本。通过设置混凝土添加剂在上述范围内，能够有效降低了混凝土材料制备中水泥的用量，水泥用量的降低幅度最高可达50%，并且所获得的混凝土的各项性能同于或优于其他普通混凝土，尤其是有效提升了混凝土的耐久性。
在本申请中，胶凝材料是指在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料，具有一定机械强度的物质。例如，胶凝材料可以包括水泥、粉煤灰、矿粉等。
第四方面，本申请的实施方式提供一种低碳混凝土的制备方法，包括将第一方面的混凝土添加剂的组分A与组分B混合均匀，将混合后的混凝土添加剂加入混凝土原料，搅拌均匀。根据本发明的混凝土的制备方法操作简单，所制得的混凝土材料有效减少了水泥用量，并将具有良好的力学性能和耐久性。
以下将结合具体实施例进一步说明本申请。
实施例
可以理解的是，下面的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，不能理解为对本申请的限制。实施例中未标注的具体技术和条件，按照本领域的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商的，均为可以通过市购获得的常规产品。
以下实施例中使用的水泥、粉煤灰、矿粉、砂、碎石均来源于长沙市天水混凝土有限公司。外加剂为凝英牌聚羧酸系混凝土高效减水剂。
仪器设备均为符合混凝土相关国家标准的试验仪器，包括：
DYE-2000电液式压力试验机，万测试验机制造（河北）有限公司。
YH-90B标准恒温恒湿养护箱，河北华汇仪器设备有限公司。
HJW-30混凝土单轴卧式强制搅拌机，河北星蓝建筑仪器有限公司。
各龄期抗压强度测试：依据GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》测定各组混凝土各龄期抗压强度；
混凝土耐久性测试：依据GB/T 50082-2016《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》测定混凝土耐久性。
制备例1
混凝土添加剂的制备
组分A的制备：将30份硅酸三钙、20份矿渣粉、15份粉煤灰、1.5份碳酸钠、25份水充分拌合后在75℃±5℃，湿度95%以上养护48h；再在80℃完全烘干后使用球磨研磨至粉末的勃氏比表面积在600m2/kg以上的超细粉，得到组分A；
组分B的制备：在三口烧瓶内加入100份丙烯酸羟基乙酯，0.15份过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂，10份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚（其分子量为1200），加入500g水/丙酮（1:1, w:w）作为溶剂，在70℃的情况下均匀搅拌4h，得到组分B。
将上述制得的组分A采用扫描电子显微镜（SEM）进行检测，获得扫描电镜图，示于图1。从图1可以看出，各种凝胶与碳酸钙晶粒混杂、包裹，原始的硅酸三钙、粉煤灰、矿渣粉、碳酸钠均已完全反应，SEM下未见其晶体。
将上述制得的组分B红外光谱检测，获得红外光谱图，示于图2。分析图2可知，组分B保留了双烯丙醇封端聚氧乙烯醚和丙烯酸羟基乙酯的主要官能团，在红外光谱中碳碳双键的吸收峰已经很弱，说明大部分不饱和键已经发生聚合反应，组分B羧基和双键可以与水中的钙、镁、铁等金属离子形成稳定的络合物，有利于微晶核的形成，进而提高后续制备的混凝土的强度和耐久性。此外，组分B中保留了少量的碳碳双键未发生反应，可以在混凝土表面形成一层负电荷的保护层，从而能够提高后续制得的混凝土材料的抗渗性、抗腐蚀性和耐久性。
实施例1
混凝土的制备：按照下表1中的配合比的用量，首先分别取上述制备例1制得的组分A和组分B，混合均匀，在30min内加入预先拌合好的混凝土材料，在混凝土搅拌机内最终搅拌均匀（搅拌不少于60s）后获得混凝土拌合物。预先拌合好的混凝土材料是将砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿粉按比例称量混匀后，加入外加剂和水，使用混凝土搅拌机搅拌60s。
实施例2-3
按照下表1中的配方的用量，采用实施例1的混凝土制备方法制得混凝土材料。
对比例1-2
按照下表1中的配方的用量，采用实施例1的混凝土制备方法制得混凝土材料，与实施例1的区别在于水泥的用量不同，以及不添加本申请的混凝土添加剂。其中，对比例1为常规的C30标号混凝土。
对比例3
按照下表1中的配方的用量，采用实施例1的混凝土制备方法制得混凝土材料，与实施例1的区别在于仅添加本申请的混凝土添加剂的组分A，不添加组分B。
对比例4
按照下表1中的配方的用量，采用实施例1的混凝土制备方法制得混凝土材料，与实施例1的区别在于仅添加本申请的混凝土添加剂的组分B，不添加组分A。
表1 制备混凝土的配方（材料用量单位为kg/m3）
将上述实施例1-3和对比例1-4制得的混凝土进行各龄期抗压强度测试和混凝土耐久性测试。测试结果示于表2，其中强度单位为兆帕。其中，水泥降低量按照由各组中水泥用量相对与对比例1中的水泥用量的降低量来计算，水泥降低率=（对比例1的水泥用量-水泥用量）/对比例1的水泥用量*100%，抗硫酸盐侵蚀等级以及抗渗等级的等级级数越高，性能越优。
表2
从上述测试结果可知，添加本申请的混凝土添加剂制得的混凝土材料的强度和抗硫酸盐侵蚀等级以及抗渗等级均优于对比例的各项性能数据。
实施例4-5
按照下表3中的配方的用量，采用实施例1的混凝土制备方法制得混凝土材料。
实施例6
混凝土添加剂的制备：
组分A的制备：将30份硅酸三钙、20份矿渣粉、15份粉煤灰、1.5份碳酸钠、25份水充分拌合后在75℃±5℃，湿度95%以上养护48h；再在80℃完全烘干后使用球磨研磨至粉末的勃氏比表面积在600m2/kg以上的超细粉，得到组分A；
组分B的制备：在三口烧瓶内加入81份丙烯酸羟基乙酯，0.15份过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂，10份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚（其分子量为1200），加入500g水/丙酮（1:1, w:w）作为溶剂，在70℃的情况下均匀搅拌4h，得到组分B。
混凝土的制备：
按照下表3中的配方的用量，首先分别取前述制得的组分A和组分B，混合均匀，在30min内加入预先拌合好的混凝土材料，在混凝土搅拌机内最终搅拌均匀（搅拌不少于60s）后获得混凝土拌合物。预先拌合好的混凝土材料是将砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿粉按比例称量混匀后，加入外加剂和水，使用混凝土搅拌机搅拌60s。
实施例7
混凝土添加剂的制备：
组分A的制备：将30份硅酸三钙、20份矿渣粉、15份粉煤灰、1份碳酸钠、25份水充分拌合后在75℃±5℃，湿度95%以上养护48h；再在80℃完全烘干后使用球磨研磨至粉末的勃氏比表面积在600m2/kg以上的超细粉，得到组分A；
组分B的制备：在三口烧瓶内加入100份丙烯酸羟基乙酯，0.15份过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂，10份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚（其分子量为1200），加入500g水/丙酮（1:1, w:w）作为溶剂，在70℃的情况下均匀搅拌4h，得到组分B。
混凝土的制备：
按照下表3中的配方的用量，首先分别取前述制得的组分A和组分B，混合均匀，在30min内加入预先拌合好的混凝土材料，在混凝土搅拌机内最终搅拌均匀（搅拌不少于60s）后获得混凝土拌合物。预先拌合好的混凝土材料是将砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿粉按比例称量混匀后，加入外加剂和水，使用混凝土搅拌机搅拌60s。
对比例5-6
按照下表3中的配方的用量，采用实施例1的混凝土制备方法制得混凝土材料。
对比例7
混凝土添加剂的制备：
组分A的制备：将30份硅酸三钙、20份矿渣粉、15份粉煤灰、1.5份碳酸钠、25份水充分拌合后在75℃±5℃，湿度95%以上养护48h；再在80℃完全烘干后使用球磨研磨至粉末的勃氏比表面积在600m2/kg以上的超细粉，得到组分A；
组分B的制备：在三口烧瓶内加入0.15份过氧化二异丙苯 (DCP)作为引发剂，10份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚（其分子量为1200），加入500g水/丙酮（1:1, w:w）作为溶剂，在70℃的情况下均匀搅拌4h，得到组分B。
混凝土的制备：
按照下表3中的配方的用量，首先分别取前述制得的组分A和组分B，混合均匀，在30min内加入预先拌合好的混凝土材料，在混凝土搅拌机内最终搅拌均匀（搅拌不少于60s）后获得混凝土拌合物。预先拌合好的混凝土材料是将砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿粉按比例称量混匀后，加入外加剂和水，使用混凝土搅拌机搅拌60s。
对比例8
混凝土添加剂的制备：
组分A的制备：将30份硅酸三钙、20份矿渣粉、15份粉煤灰、1.5份碳酸钠、25份水充分拌合后在75℃±5℃，湿度95%以上养护48h；再在80℃完全烘干后使用球磨研磨至粉末的勃氏比表面积在600m2/kg以上的超细粉，得到组分A；
组分B的制备：在三口烧瓶内加入75份丙烯酸羟基乙酯，0.15份过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂，10份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚（其分子量为1200），加入500g水/丙酮（1:1, w:w）作为溶剂，在70℃的情况下均匀搅拌4h，得到组分B。
混凝土的制备：
按照下表3中的配方的用量，首先分别取前述制得的组分A和组分B，混合均匀，在30min内加入预先拌合好的混凝土材料，在混凝土搅拌机内最终搅拌均匀（搅拌不少于60s）后获得混凝土拌合物。预先拌合好的混凝土材料是将砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿粉按比例称量混匀后，加入外加剂和水，使用混凝土搅拌机搅拌60s。
对比例9
混凝土添加剂的制备：
组分A的制备：将30份硅酸三钙、20份矿渣粉、15份粉煤灰、25份水充分拌合后在75℃±5℃，湿度95%以上养护48h；再在80℃完全烘干后使用球磨研磨至粉末的勃氏比表面积在600m2/kg以上的超细粉，得到组分A；
组分B的制备：在三口烧瓶内加入100份丙烯酸羟基乙酯，0.15份过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂，10份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚（其分子量为1200），加入500g水/丙酮（1:1, w:w）作为溶剂，在70℃的情况下均匀搅拌4h，得到组分B。
混凝土的制备：
按照下表3中的配方的用量，首先分别取前述制得的组分A和组分B，混合均匀，在30min内加入预先拌合好的混凝土材料，在混凝土搅拌机内最终搅拌均匀（搅拌不少于60s）后获得混凝土拌合物。预先拌合好的混凝土材料是将砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿粉按比例称量混匀后，加入外加剂和水，使用混凝土搅拌机搅拌60s。
对比例10
混凝土添加剂的制备：
组分A的制备：将20份矿渣粉、15份粉煤灰、1.5份碳酸钠、25份水充分拌合后在75℃±5℃，湿度95%以上养护48h；再在80℃完全烘干后使用球磨研磨至粉末的勃氏比表面积在600m2/kg以上的超细粉，得到组分A；
组分B的制备：在三口烧瓶内加入100份丙烯酸羟基乙酯，0.15份过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂，10份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚（其分子量为1200），加入500g水/丙酮（1:1, w:w）作为溶剂，在70℃的情况下均匀搅拌4h，得到组分B。
混凝土的制备：
按照下表3中的配方的用量，首先分别取前述制得的组分A和组分B，混合均匀，在30min内加入预先拌合好的混凝土材料，在混凝土搅拌机内最终搅拌均匀（搅拌不少于60s）后获得混凝土拌合物。预先拌合好的混凝土材料是将砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿粉按比例称量混匀后，加入外加剂和水，使用混凝土搅拌机搅拌60s。
对比例11
混凝土添加剂的制备：
组分A的制备：将30份硅酸三钙、20份矿渣粉、15份粉煤灰、1.5份碳酸钠、25份水充分拌合后在75℃±5℃，湿度95%以上养护48h；再在80℃完全烘干后使用球磨研磨至粉末的勃氏比表面积在600m2/kg以上的超细粉，得到组分A；
组分B的制备：在三口烧瓶内加入100份丙烯酸羟基乙酯，0.15份过氧化二异丙苯(DCP)作为引发剂，10份单烯丙醇封端聚氧乙烯醚（其分子量为1200），加入500g水/丙酮（1:1, w:w）作为溶剂，在70℃的情况下均匀搅拌4h，得到组分B。
混凝土的制备：
按照下表3中的配方的用量，首先分别取前述制得的组分A和组分B，混合均匀，在30min内加入预先拌合好的混凝土材料，在混凝土搅拌机内最终搅拌均匀（搅拌不少于60s）后获得混凝土拌合物。预先拌合好的混凝土材料是将砂、碎石、水泥、粉煤灰、矿粉按比例称量混匀后，加入外加剂和水，使用混凝土搅拌机搅拌60s。
表3 制备混凝土的配方（材料用量单位为kg/m3）
将上述实施例4-7和对比例5-11制得的混凝土进行各龄期抗压强度测试。测试结果示于表4。其中，水泥降低量按照由各组中水泥用量相对与对比例1中的水泥用量的降低量来计算，水泥降低率=（对比例1的水泥用量-水泥用量）/对比例1的水泥用量*100%。
表4
根据上述测试结果可知，采用了本申请的混凝土添加剂制得的混凝土材料的各龄期抗压强度均优于对比例。
此外，术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种低碳混凝土添加剂，包括组分A和组分B，其特征在于，所述组分A包括将按重量份计的25-35份硅酸三钙、15-25份矿渣粉、10-20份粉煤灰、1-2份碳酸钠、20-30份水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉；所述组分B包括将按重量份计的80-120份丙烯酸羟基乙酯、0.10-0.20份过氧化二异丙苯、8-12份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚和180-220份水/丙酮溶液均匀混合，上述水/丙酮中水与丙酮的重量比为1:1，搅拌后得到的溶液；其中，所述组分A和所述组分B的重量比在3:1-1:3之间。
2.根据权利要求1所述的低碳混凝土添加剂，其中，所述养护包括在70-80℃，湿度95%以上养护36-60h，和/或
所述搅拌在65-75℃下进行4-6小时。
3.根据权利要求1或2所述的低碳混凝土添加剂，其中，在所述养护之后，所述研磨之前，将养护后的混合料在70-90℃完全烘干。
4.根据权利要求1所述的低碳混凝土添加剂，其中，所述组分A的勃氏比表面积在600-1000m2/kg范围内。
5.一种低碳混凝土添加剂的制备方法，包括：
将按重量份计的25-35份硅酸三钙、15-25份矿渣粉、10-20份粉煤灰、1-2份碳酸钠、20-30份水充分拌合、养护后，研磨成的超细粉得到组分A；
将按重量份计的80-120份丙烯酸羟基乙酯、0.10-0.20份过氧化二异丙苯 、8-12份双烯丙醇封端聚氧乙烯醚加入180-220份水/丙酮溶液均匀混合，上述水/丙酮中水与丙酮的重量比为1:1，搅拌后得到组分B；
所述组分A和所述组分B的重量比在3:1-1:3之间。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述养护包括在70-80℃，湿度95%以上养护36-60h，和/或
所述搅拌在65-75℃下进行4-6小时。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，所述超细粉的勃氏比表面积在600m2/kg以上。
8.一种低碳混凝土，包括权利要求1-4中任一项所述的混凝土添加剂和胶凝材料，其中，所述混凝土添加剂中组分A和组分B各自占所述胶凝材料总重量的0.25-1.5%。
9.一种低碳混凝土的制备方法，包括：
将根据权利要求1-4中任一项所述的混凝土添加剂的组分A与组分B混合均匀，将混合后的混凝土添加剂加入混凝土原料，搅拌均匀。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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