一种水泥水化速率调控材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供的一种水泥水化速率调控材料，所述水泥水化速率调控材料为疏水改性剂改性的糊精；疏水改性剂的质量为糊精质量的0.5-55％，优选1-25％，更优选2-15％。该水泥水化调控材料制备工艺简单、成本低廉，其对水泥水化速率调控性能相对于现有技术具有很大提升。同时，该水化速率调控材料对水泥的水化的影响不同于传统小分子缓凝剂，该调控材料对水化的诱导期影响较小甚至没有影响，但却能大幅的降低加速期及减速期的水化速率，而传统小分子缓凝剂主要是延长水泥水化诱导期，而对水泥水化加速期及减速期的水化速率基本无影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土外加剂领域，具体涉及一种水泥水化速率调控材料及其制备方 法与应用。
技术介绍
水泥水化会放出大量的热，当混凝土中水泥水化所放出的热量来不及散出时，混 凝土内部温度就会升高，而后期水化停止，混凝土温度又会降至环境温度；这种温度变化会 引起混凝土体积变化，在受约束的条件下，当温度变形形成的拉应力超过混凝土抗拉强度 时，就会导致温度裂缝的形成。 为了降低混凝土中的温度变化，就需要调控水泥的水化过程，尽量降低水泥加速 期的水化速度，使得水泥水化所产生的热量不要集中释放，为混凝土散热争取时间。 专利EP1233008A1公开了 一种含有糊精的膨胀剂材料，采用市售无任何改性处 理、冷水溶解度低于70%糊精用于抑制水化热，公开的结果显示其使得混凝土温度仅降低 了 1°C，效果不佳。 专利CN201410010473公开了一种水化热调控材料及其制备方法与应用：其使用 的表面交联剂糊精，结果显示交联后效果有一定的提升，但工艺复杂、且时间较长。 专利CN201410009447公开了一种中热硅酸盐水泥水化历程调控材料，其由糊精、 改性糊精及油酸组成，公开的结果显示最优的配比能降低水泥水化最大速率峰值66. 3%， 但其制备过也较复杂。 综上所述，已有专利文献虽然提到糊精有一定的水化速率调控功能，但糊精是淀 粉水解的中间产物，种类繁多，不是所有的糊精都具有优秀的水化调控功能能，且已经公开 的结果中水化调控性能还有限。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水泥水化 调控材料。 技术方案：申请人通过大量研宄发现：糊精能有效降低水泥水化速率本质原因是：糊精在水 泥颗粒表面形成一层吸附层，这层吸附层降低了水分由外向水泥颗粒内部迀移的速率，因 此增加该吸附层疏水能力是提高糊精水化速率调控能力的方向；当糊精分子链中引入疏水 的基团时，会使其糊精的性能得到大幅度的提尚，并且引入疏水基团后，还能减少糊精对水 泥水化诱导期的影响，减少缓凝现象。 本专利技术提供的一种水泥水化调控材料，为疏水改性剂改性的糊精；疏水改性剂的 质量为糊精质量的0. 5-55 %，优选1-25 %，更优选2-15 %。 作为优选，所述糊精数均分子量在3000-90000g/m〇l;优选地，所述糊精数均分子 量在5000-60000g/mol。本专利技术可使用各种糊精，其来源不受限制，可以由各种淀粉经酸或 者酶催化水解得到，制备方法可参考本领域公开的文献资料；糊精的冷水溶解性不受限制， 可以为不完全冷水可溶的白糊精，也可为完全溶解的黄糊精或者麦芽糊精。 作为另一种优选，所述疏水改性剂为醋酸酐、丙酸酐、丁酸酐、（碳原子数目8-14 的烯基）_琥珀酸酐、丁酸或己酸。 本专利技术水泥水化调控材料的制备方法：选取分子量适中的糊精，并在其分子链中 引入适当的疏水基团，如长碳链的烷基等；疏水基团的引入方式可以参照淀粉领域公开的 方法，可选用如醋酸酐、丙酸酐、丁酸酐、长碳链（碳原子数目8-14)烯基琥珀酸酐、或者长 碳链羧酸与糊精分子链上羟基反应，使得糊精具有一定的疏水性。 本专利技术还提供了上述水泥水化调控材料在混凝土中的应用，所述水泥水化调控材 料的掺量（相对于胶材的用量）为0.05-3%，优选0. 1-2%，更优选0. 15-1%。 有益效果：本专利技术提供的水泥水化调控材料制备工艺简单、成本低廉，其对水泥 水化速率调控性能相对于现有技术具有很大提升，能降低水泥水化最大放热速率峰值超过 80%。同时，该水化速率调控材料对水泥的水化的影响不同于传统小分子缓凝剂，该调控 材料对水化的诱导期影响较小甚至没有影响，但却能大幅的降低加速期及减速期的水化速 率，而传统小分子缓凝剂主要是延长水泥水化诱导期，而对水泥水化加速期及减速期的水 化速率基本无影响（见图1)。【附图说明】 图1为本专利技术水泥水化速率调控材料与传统缓凝剂（蔗糖）对水泥水化不同的影 响规律（TAMAIR等温量热仪测试得到）【具体实施方式】 以下实施例更详细的描述了根据本专利技术的方法制备的水泥水化调控材料及其性 能，并且这些实施例以说明的方式给出，但这些实施例不限制本专利技术的范围。 本专利技术实施例中，分子量采用Agilent1200Infinity凝胶渗透色谱仪测定。 水泥水化放热过程监测采用美国TA公司TAMAIR等温量热仪，测试温度为20°C， 测试试件为净浆，水胶比为〇. 4,水泥水化调控材料的添加百分比相对于胶材的质料。以最 大放热速率峰值降低幅度作为本专利技术水化调控材料性能的判定标准，相同条件下放热速率 峰值降低幅度越大则表明水泥水化调控材料性能越好，更能避免水泥水化的集中放热。 混凝土绝热温升使用舟山市博远科技开发有限公司BY-ATC/JR型绝热温升仪器。 实施例中无特别说明，绝热温升测试时初始温度为15°C。 混凝土抗压强度参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》执行； 混凝土凝结时间参照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》执行。 本专利技术实施例中，使用混凝土配合比如表1所示。其中，水泥使用小野田52. 5水 泥；一级粉煤灰；细集料为河沙，表观密度2. 63g/cm3,细度模数为2. 60 ;粗集料为5~20mm 连续极配碎石。 表1混凝土基础配合比（kg/m3)【主权项】1. 一种水泥水化速率调控材料，其特征在于：所述水泥水化速率调控材料为疏水改性 剂改性的糊精。2. 根据权利要求1所述的水泥水化速率调控材料，其特征在于：所述糊精数均分子量 3000-90000g/mol;优选：所述糊精数均分子量5000-60000g/mol。3. 根据权利要求1所述的水泥水化速率调控材料，其特征在于：疏水改性剂的质量为 糊精质量的〇. 5-55 %，优选1-25 %，更优选2-15 %。4. 根据权利要求1所述的水泥水化速率调控材料，其特征在于：所述疏水改性剂为醋 酸酐、丙酸酐、丁酸酐、碳原子数目8-14的烯基-琥珀酸酐、丁酸或己酸。5. 权利要求1-4任一项所述的水泥水化调控材料在混凝土中的应用，其特征在于：所 述水泥水化调控材料的掺量为0. 05-3 %，优选0. 1-2 %，更优选0. 15-1 %。【专利摘要】本专利技术提供的一种水泥水化速率调控材料，所述水泥水化速率调控材料为疏水改性剂改性的糊精；疏水改性剂的质量为糊精质量的0.5-55％，优选1-25％，更优选2-15％。该水泥水化调控材料制备工艺简单、成本低廉，其对水泥水化速率调控性能相对于现有技术具有很大提升。同时，该水化速率调控材料对水泥的水化的影响不同于传统小分子缓凝剂，该调控材料对水化的诱导期影响较小甚至没有影响，但却能大幅的降低加速期及减速期的水化速率，而传统小分子缓凝剂主要是延长水泥水化诱导期，而对水泥水化加速期及减速期的水化速率基本无影响。【IPC分类】C04B24-38【公开号】CN104710132【申请号】CN201510061041【专利技术人】王文彬, 李司晨, 刘加平, 李磊, 张小磊, 田倩, 王洪松, 王瑞 【申请人】江苏苏博特新材料股份有限公司【公开日】2015年6月17日【申请日】2015年2月5日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥水化速率调控材料，其特征在于：所述水泥水化速率调控材料为疏水改性剂改性的糊精。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王文彬，李司晨，刘加平，李磊，张小磊，田倩，王洪松，王瑞，
申请(专利权)人：江苏苏博特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32