一种水化热调控组合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种水化热调控组合物及其制备方法与应用。本发明专利技术提供的水化热调控组合物主要由阳离子型丙烯酸树脂、氨基树脂、环氧磷酸酯、酒石酸和改性硅藻土组成。制备得到的水化热调控组合物可以有效的抑制水化热量的释放，可以不同程度地调控水泥水化过程中不同阶段的水化速度，从而达到降低早期总放热量的效果；同时，其还可以持续减少水化热量的产生，可以有效的减少混凝土开裂的现象，提高混凝土构件的耐久性和安全性。

Hydration heat regulating composition, preparation method and application thereof

The invention belongs to the technical field of concrete admixtures, in particular to a hydration heat control composition, a preparation method and application thereof. The hydration heat control composition provided by the invention is mainly composed of cationic acrylic resin, amino resin, epoxy phosphate, tartaric acid and modified diatomite. The prepared hydration heat control composition can effectively inhibit the release of the hydration heat, and can control the hydration rate at different stages of the hydration process in different degrees, thus reducing the effect of the early total heat release. At the same time, it can also reduce the production of the hydration heat, and can effectively reduce the concrete. The phenomenon of cracking improves the durability and safety of concrete components.

【技术实现步骤摘要】
一种水化热调控组合物及其制备方法与应用
本专利技术属于混凝土外加剂
，具体涉及一种水化热调控组合物及其制备方法与应用。
技术介绍
混凝土作为目前用量最大的一种建筑材料，已广泛用于工业与民用建筑以及各大工程中。混凝土最大的缺点就是易产生裂缝，从而影响其耐久性。虽然引起混凝土开裂的因素包括塑性收缩、干缩、温度影响等多个方面，但是近几十年来发现水泥水化放热造成的温度变形已经成为引起混凝土开裂的主导原因。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，会导致混凝土开裂，进而影响混凝土构件耐久性、安全性。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，进而降低混凝土因水化造成的温升。目前，减小水化放热的措施一般是在施工时采取低热水泥、分层浇筑、加冰降低入仓温度、埋藏冷却水管、掺加粉煤灰或掺加水化热抑制剂等方法，以最大限度减少开裂。其中，分层浇筑、埋藏冷却水管、加冰降低入仓温度这些控制过程较为复杂，成本也高。而掺加水化热抑制剂以其成本低、操作方便，可以有效的降低水泥内外温差，以达到降低早期温度裂缝的效果而被广泛应用。专利文献CN103739722A公开了一种水化热调控材料及其制备方法与应用，所述具有水化热调控功能的材料，其成分为通过交联反应制备的表面交联的糊精；所述表面交联的糊精的制备方法为：原料包括糊精、分散介质以及交联剂；先将所述糊精分散在分散介质中，然后加入交联剂，再调节pH值进行交联反应，交联反应后经分离干燥即得到水化热调控材料。制备得到的水化热调控材料，其能大幅度调控水泥水化速率，降低混凝土的温升。专利文献CN1810703A公开了一种混凝土水化热降低剂的配制方法，所述配制方法为将选自聚丙烯酸-淀粉接枝物、聚羟基乙酸-乳酸共聚物、改性淀粉、聚羟基乙酸-乳酸共聚物、聚甲酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈烷基酯和乙基纤维素中的一种原料用水溶解；在5～55℃反应，将反应后的水相和固相进行分离，分离出的固相即为混凝土水化热降低剂；所述原料与水的摩尔比为1:1～50。该产品不仅能显著减少水泥水化热、降低混凝土早期绝热温升，而且温升速率小，峰值温度滞后约6天，预示着加入所述产品后混凝土具有优良的热学稳定性，有利于降低混凝土的初期温度应力，减少大体积温度裂缝的产生。然而，水化热抑制剂混凝土的中心温度降低幅度和强度降低幅度成比例，目前的水化热抑制材料虽然起到降温的作用，但其又使混凝土的强度降低。而且水化热调控材料大部分由淀粉或糊精类材料通过水解或高温糊化改性制得，其在实际混凝土结构中的水化温升调控性能只能控制水化放热的诱导期，对后期的水化放热反应时期效果较差，大大降低混凝土的耐久性。
技术实现思路
为了解决现有技术中混凝土外加剂技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种水化热调控组合物及其制备方法与应用。本专利技术提供的水化热调控组合物能较好地降低混凝土早期放热总量，降低水化反应速度，从而降低混凝土内部最高温升，减小其内外温差，以达到减少混凝土早期温度收缩裂缝的目的。本专利技术提供了一种水化热调控组合物，包括以下成分及其重量份数：阳离子型丙烯酸树脂48～54份、氨基树脂14～16份、环氧磷酸酯5～10份、酒石酸8～16份和改性硅藻土15～25份。进一步地，所述水化热调控组合物包括以下成分及其重量份数：阳离子型丙烯酸树脂50份、氨基树脂15份、环氧磷酸酯8份、酒石酸12份和改性硅藻土22份。进一步地，所述阳离子型丙烯酸树脂的制备方法为：A将8～10份甲基丙烯酸甲酯、6～8份丙烯酸羟乙酯、6～8份丙烯酸异辛酯和2～3份引发剂混合均匀，得混合物；B将1/2的步骤A得到的混合物加入10～12份正丁醇中搅拌至溶解，然后升温至116-120℃，加热20～25min后，以0.4～0.5g/min的滴加速度滴加剩余步骤A得到的混合物，滴加完毕后，升温至120℃保温反应1～2h，得聚合物，并减压回收正丁醇；C将25～28份二异氰酸酯加入步骤B得到的聚合物中，升温至70～80℃，保温反应2～3h后，降温至45～50℃，加入25～28份扩链剂，再加入0.03～0.04份辛酸亚锡，升温至75～85℃，保温反应2～2.5h，得扩链预聚体；D将步骤C得到的扩链预聚体降温至32～35℃时，滴加二甲基乙醇胺，所述滴加速度为0.04～0.06g/min，滴加时间为2～3h，接着升温至60～65℃，保温反应1.5～2h，得有机胺改性预聚体；E往步骤D得到的有机胺改性预聚体中加入乙酸进行中和，接着加入250～280份水进行乳化分散，真空脱除溶剂，即得。其中，所述阳离子型丙烯酸树脂的制备方法中的“份”为“重量份数”。进一步地，所述步骤A中的引发剂为醋酸丁酯。进一步地，所述步骤C中的扩链剂为季戊四醇。进一步地，所述改性硅藻土的制备方法为：a.将硅藻土干燥，过80～100目筛，得细粉，接着加入体积浓度为5～10％的盐酸中，加热至100～110℃反应2～4h，冷却，用水洗涤至中性，干燥，得酸性硅藻土粉末；b.将改性剂溶于水中搅拌至完全溶解，接着加入步骤a得到的酸性硅藻土粉末搅拌，所述改性剂为木糖醇、阿拉伯糖、果糖、半乳糖或甘露糖，形成均匀的胶体状，干燥，研磨，即得。进一步地，所述步骤a中的细粉与盐酸的固液比为1g:(2～3)mL。进一步地，所述步骤b中的改性剂与酸性硅藻土粉末的重量比为(6～8):1。另外，本专利技术还提供了所述的水化热调控组合物的制备方法，包括以下步骤：S1先取阳离子型丙烯酸树脂、氨基树脂和环氧磷酸酯搅拌均匀，得混合物；S2将酒石酸和改性硅藻土搅拌均匀，接着加入步骤S1得到的混合物中混合均匀，整粒，过10～60目，即得。此外，本专利技术提供的所述的水化热调控组合物在混凝土外加剂中的应用，所述添加量为混凝土总重量的1～3％。目前，采用淀粉或糊精类材料通过水解或高温糊化改性制得水化热抑制剂的抑制效果不明显，而且维持时间较短，一般只对混凝土水泥诱导期水化抑制有效果，对后期的加速期和减速期的水化热基本无效果，导致对混凝土的开裂抑制效果十分的有限。而且，淀粉或糊精类材料的水化热抑制剂的加入会影响混凝土的硬度和其施工性能，严重影响混凝土的使用寿命。本专利技术提供了一种水化热调控组合物，其是由阳离子型丙烯酸树脂、氨基树脂、环氧磷酸酯、酒石酸和改性硅藻土组成，该水化热调控组合物以阳离子型丙烯酸树脂和氨基树脂作为混凝土水化温升的主要抑制成分，在环氧磷酸酯和酒石酸的相互作用下可以使阳离子型丙烯酸树脂和氨基树脂在水泥颗粒表面及水化产物颗粒表面均匀吸附，可以有效的抑制水化热量的释放和抑制水泥诱导期、加速期和减速期的水化速度；同时，所述改性硅藻土吸附在阳离子型丙烯酸树脂和氨基树脂形成的致密膜中，其不仅可以有效的吸收混凝土中的水分，减少水泥水化反应的发生，同时该改性硅藻土还可以吸收水化反应的热量，降低水泥水化热的释放，能不同程度地调控水泥水化过程中不同阶段的水化速度，减少水化热量的释放，从而达到降低早期总放热量效果，而且可以持续抑制热量的产生，可以有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水化热调控组合物，其特征在于，包括以下成分及其重量份数：阳离子型丙烯酸树脂48～54份、氨基树脂14～16份、环氧磷酸酯5～10份、酒石酸8～16份和改性硅藻土15～25份。

【技术特征摘要】
1.一种水化热调控组合物，其特征在于，包括以下成分及其重量份数：阳离子型丙烯酸树脂48～54份、氨基树脂14～16份、环氧磷酸酯5～10份、酒石酸8～16份和改性硅藻土15～25份。2.如权利要求1所述的水化热调控组合物，其特征在于，包括以下成分及其重量份数：阳离子型丙烯酸树脂50份、氨基树脂15份、环氧磷酸酯8份、酒石酸12份和改性硅藻土22份。3.如权利要求1或2所述的水化热调控组合物，其特征在于，所述阳离子型丙烯酸树脂的制备方法为：A将8～10份甲基丙烯酸甲酯、6～8份丙烯酸羟乙酯、6～8份丙烯酸异辛酯和2～3份引发剂混合均匀，得混合物；B将1/2的步骤S1得到的混合物加入10～12份正丁醇中搅拌至溶解，然后升温至116-120℃，加热20～25min后，以0.4～0.5g/min的滴加速度滴加剩余步骤A得到的混合物，滴加完毕后，升温至120℃保温反应1～2h，得聚合物，并减压回收正丁醇；C将25～28份二异氰酸酯加入步骤B得到的聚合物中，升温至70～80℃，保温反应2～3h后，降温至45～50℃，加入25～28份扩链剂，再加入0.03～0.04份辛酸亚锡，升温至75～85℃，保温反应2～2.5h，得扩链预聚体；D将步骤C得到的扩链预聚体降温至32～35℃时，滴加二甲基乙醇胺，所述滴加速度为0.04～0.06g/min，滴加时间为2～3h，接着升温至60～65℃，保温反应1.5～2h，得有机胺改性预聚体；E往步骤D得到的有机胺改...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢祥明，李意，余青山，
申请(专利权)人：广东水电二局股份有限公司，广州市瀚源建设工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44