一种脂肪醇聚氧乙烯醚类高分子量的聚合物，结构式为Ｒ－Ｏ－（ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－Ｏ）↓［ｎ］－Ｘ，其中Ｒ为Ｃ↓［１２］～Ｃ↓［１８］烷基，ｎ＝１５～１６，Ｘ为－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ或者－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［３］。此种高分子量的聚合物是一种理想的混凝土减缩剂，掺量为混凝土中胶结材料重量的０．０５％～１．２％，可以大幅度降低混凝土、砂浆、水泥净浆，特别是低水胶比高强度等级混凝土的干燥收缩和自生收缩，且成本非常低。水胶比为０．１８的混凝土，龄期３天至龄期６个月，掺量为１％时可以降低干燥收缩率７０１×１０↑［－６］～８７５×１０↑［－６］，减缩率达４７．８％～６７．３％；降低自生收缩率２５６×１０↑［－６］～２７８×１０↑［－６］，减缩率达３５．６％～５４．４％。
Aliphatic alcohol polyoxyethylene ether polymers and their use as concrete shrinkage reducing agents
A kind of fatty alcohol polyoxyethylene ether polymer with high molecular weight, the structure R O (CH: 2 CH: 2 O): n X R C, which is down 12 ~ C down 18 alkyl, n = 15 ~ 16, X for CH: 2 CH: 2 OH or CH: 2 CH: 3. The molecular weight of the polymer is a kind of ideal concrete shrinkage reducing agent, the admixture of concrete cement weight 0.05% ~ 1.2%, can greatly reduce concrete, mortar, cement paste, especially the dry shrinkage of low water cement ratio concrete strength and autogenous shrinkage, and the cost is very low. The concrete water cement ratio is 0.18, age 3 to age 6 months, when the amount is 1% can reduce the dry shrinkage rate of 701 x 10 = - 6, ~ 875 x 10 =, - 6, reduction rate of 47.8% ~ 67.3%; reduce autogenous shrinkage rate of 256 * 10 = 6. 10: ~ 278 * - 6, increase, reduction rate of 35.6% ~ 54.4%.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土减缩剂领域，特别涉及一种能够降低高强度、低水胶比混凝土的干燥收缩和自生收缩的混凝土减缩剂。
技术介绍
混凝土是土木工程中使用最为广泛、用量最大的建筑材料之一。随着混凝土技术的发展，以及人类生产和生活活动领域的不断拓展带来的新的要求，混凝土正在向高强度、高性能方向发展，目前我国高强混凝土结构设计规程的最高强度等级已达C80，挪威和德国的混凝土结构设计标准中最高强度等级则分别为C105和C115。但是混凝土存在一个很大的缺点就是抗拉强度低，在干燥环境下，混凝土收缩很容易导致开裂或出现裂纹等缺陷，尤其是对于高强和超高强混凝土而言，干燥收缩一般更大，且即便是在潮湿环境下，其内部的自生收缩也可能导致其开裂。这些裂缝或者裂纹的出现，使混凝土的强度和耐久性显著下降，从而降低了混凝土工程的实际使用寿命，甚至可能影响到整个结构的安全。目前预防混凝土收缩开裂的主要措施大致有三类一是掺入纤维，二是掺入膨胀剂，三是掺入减缩剂。但是，掺入纤维实际上主要是增加混凝土的抗裂能力，难以降低混凝土收缩，且成本增加相对较高，施工难度增加；而掺入膨胀剂可以部分或全部补偿混凝土的收缩，但对原材料组成和施工养护的要求较高，工程上曾经出现过不掺膨胀剂混凝土不裂，而掺入膨胀剂混凝土反而开裂了事故；掺入减缩剂由于其操作方便、减缩效果显著而日益获得广泛应用。我国于2005年公开了CN 1583648A、CN 1648098A、CN 1702087A三个混凝土减缩剂专利申请。CN 1583648A所述减缩剂由聚乙烯醇类化合物、脂肪族乙二醇醚、氢氧化烷基胺混合而成；CN 1648098A所述减缩剂由单元醇、多元醇和聚氧醚等多种有机物复合而成(未注明制备方法)；CN 1702087A所述减缩剂由丙烯酸或甲基丙烯酸、苯乙烯、引发剂、链转移剂、聚乙二醇和催化剂组成，经聚合、脂化、中和反应生成一种高分子量的、含聚氧化烯链的梳型聚合物。三种减缩剂对混凝土虽然都有减缩功能，但均未提及是否能有效降低低水胶比混凝土的干缩和自收缩。从公开的说明书看，CN1583648A中仅笼统的说明“加入减缩剂后，可使混凝土、砂浆及水泥净浆的收缩降低60～80％”，而没有介绍混凝土具体的配合比及有关实验数据；CN 1648098A的具体实施方式中，减缩剂对混凝土干缩的影响和对混凝土自身体积变形的影响均以水胶比为0.375的混凝土进行的试验；CN 1702087A的具体实施方式中，给出的是水泥∶砂为1∶3、水灰比为0.6的砂浆试件的收缩数据。关于降低混凝土的干缩和自缩，工程实践表明，水胶比越低，降低其收缩的难度越大。此外，从三类减缩剂使用的原材料或者制备工艺上看，减缩剂的成本均很高，目前在工程上广泛应用尚存在困难。再则，CN 1583648A、CN 1648098A所述混凝土减缩剂均为小分子量的有机化合物或混合物，常温下为液态，易挥发，有些有机物可能本身有毒或有刺激性气味，严重时可能导致环境污染，影响工人的身体健康。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够大幅度降低混凝土，特别是高强度、超高强度等级的低水胶比混凝土的干燥收缩和自生收缩的混凝土减缩剂，此种减缩剂不仅掺量少，而且成本较低。本专利技术所述混凝土减缩剂是一种脂肪醇聚氧乙烯醚类聚合物，由C12～C18脂肪醇和环氧乙烷缩合反应而成，结构式为R-O-(CH2-CH2-O)n-X，其中R为C12～C18烷基，X为-CH2CH2OH或者-CH2CH3，n＝15～16。常温下为白色或微黄色固体，60℃以上为膏状物，易溶于水，质量浓度大于0、小于或等于10％的水溶液在常温下澄清透明，pH值6～7。本专利技术所述混凝土减缩剂可以直接以固体粉末形式与混凝土原材料一起拌和，也可以先溶于拌和水中随水一起掺入，效果基本一样，与水一起掺入略好。在混凝土中使用所述减缩剂时，其掺量为混凝土中胶结材料重量的0.05％～1.2％，具体掺量视混凝土的收缩量和水胶比大小而定，水胶比高，则减缩剂的掺量取较低值，水胶比低，则减缩剂的掺量取较高值。对水胶比低于0.25、28天强度超过100MPa的混凝土，掺量为混凝土中胶结材料重量的0.5％～1％。本专利技术所述混凝土减缩剂适用于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和所有混合水泥及特种水泥，还可以与常用的减水剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂、各种混凝土掺和料等混合使用。本专利技术所述混凝土减缩剂的制备方法如下原材料C12～C18脂肪醇；环氧乙烷；酸；双氧水；碱性催化剂。生产工艺将环氧乙烷与C12～C18脂肪醇以重量比4∶1～6∶1的比例混合，然后加入烧碱类催化剂(催化剂的加入量为环氧乙烷重量的0.1％～0.2％)，在常压、120℃～190℃下进行缩合反应，反应完毕后，用酸中和至pH值6～7，在70℃～80℃经双氧水漂白后即得产品。反应式为 式中，R为C12～C18烷基，n＝16～17。本专利技术具有以下有益效果1、本专利技术所述减缩剂可以大幅度降低混凝土、砂浆及水泥净浆的干燥收缩和自生收缩，对降低高强度、超高强等级的低水胶比混凝土的干燥收缩和自生收缩同样具有优良的效果(具体效果详见实施例2)。2、本专利技术所述减缩剂掺量少，仅为胶结材料重量的0.05％～1.2％。3、使用方便，既可以直接以固体粉末形式与混凝土原材料一起拌和，也可以先溶于拌和水中随水一起掺入。4、制备本专利技术所述减缩剂的原材料品种较少、价格便宜，生产工艺非常简单，因而生产成本非常低。5、本专利技术所述减缩剂常温下为固体，无毒无挥发性，有利于环境保护和操作人员的健康。6、本专利技术所述减缩剂对混凝土碱度几乎没有影响，对钢筋无腐蚀。附图说明图1是本专利技术所述减缩剂在低水胶比混凝土中不同掺量的干缩率曲线，表明了不同掺量减缩剂对低水胶比混凝土干缩的影响，其中，图1(a)为52.5R普硅水泥混凝土的干缩率曲线，图1(b)为42.5R普硅水泥混凝土的干缩率曲线；图2是本专利技术所述减缩剂在低水胶比混凝土中不同掺量的自缩率曲线，表明了不同掺量减缩剂对低水胶比混凝土自缩的影响；图3是本专利技术所述减缩剂与膨胀剂复合掺入低水胶比混凝土中的收缩率曲线，其中，图3(a)为水养护3天的低水胶比混凝土的变形率曲线，图3(b)为低水胶比混凝土的自缩率曲线，图3(c)为低水胶比混凝土的干缩率曲线。各图中图例上的数字为具体实施方式部分表1中混凝土的编号。具体实施例方式实施例一本实施例为减缩剂的制备，原料有C12～C18脂肪醇；环氧乙烷；醋酸；双氧水；氢氧化钠。制备工艺为将环氧乙烷与C12～C18脂肪醇以重量比5∶1的比例混合，然后加入催化剂氢氧化钠，氢氧化钠的加入量为环氧乙烷重量的0.15％，在常压、170℃～180℃下进行缩合反应，反应时间为2小时左右，反应完毕后，用醋酸中和至pH值7，在70℃经双氧水漂白后即得本专利技术所述的混凝土减缩剂。实施例二本实施例为混凝土试验。1、试验用混凝土原材料水泥——42.5R和52.5R普通硅酸盐水泥；硅灰；高效减水剂，减水率25％以上；石灰岩碎石粗集料，河砂，细度模数2.4；膨胀剂；减缩剂(按实施例1的方法制备)。2、试验混凝土配合比试验采用混凝土的水胶比为0.18，减水剂掺量为胶结材料重量的2.5％，减缩剂掺量为胶结材料重量的0.5％～1.0％，共成型了8组混凝土本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种脂肪醇聚氧乙烯醚类聚合物，其特征是由Ｃ↓［１２］～Ｃ↓［１８］脂肪醇和环氧乙烷缩合反应而成，结构式为Ｒ－Ｏ－（ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－Ｏ）↓［ｎ］－Ｘ，其中Ｒ为Ｃ↓［１２］～Ｃ↓［１８］烷基，Ｘ为－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ或者－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［３］，ｎ＝１５～１６。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇威，蒲心诚，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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