一种混凝土外加剂及混凝土制造技术

本发明专利技术公开一种混凝土外加剂及使用该外加剂制成的混凝土，此种混凝土外加剂由重量份数为：可再分散乳胶粉25～40份、减水剂20～30份、羟丙基甲基纤维素5～12份、环氧树脂10～20份、氧化石墨烯‑玻璃纤维‑吡啶离子液体复合材料2～10份的原料组成，采用此种混凝土外加剂不但能够有效增强水泥浆体与骨料的粘结力，还能够有效改善混凝土的工作性能、提高混凝土的强度和透水系数，延长混凝土的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土外加剂及混凝土
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种混凝土外加剂及混凝土。
技术介绍
随着经济与社会的快速发展，城市建设的规模与力度不断加大，使得城市地表环境逐渐硬化，给城市的生态环带来极大的负面影响。传统的水泥或沥青地面会阻止雨水渗透到地下，不仅容易造成城市内涝，影响交通，还会造成雨水的大量流失，不利于地下水的补充。长此以往，会造成地下水位的下降，影响植被生长，加重城市的干旱、缺水等问题。并且，硬化路面阻碍了大气蒸发循环，导致城市区域内空气湿度降低，气温升高，形成“热岛效应”。为此，国家大力提倡并发展“海绵城市”。混凝土的透水性能能够使雨水正常渗透到地下，并且不会阻碍大气蒸发循环，有利于减缓城市“热岛效应”，减少雨水流失，符合“海绵城市”的概念。混凝土以石子为骨架，通过水泥浆体进行粘结，以此获得强度。其中，水泥浆体层的厚度和强度对混凝土的强度起决定作用。水泥浆体层过薄，不利于混凝土的强度。而过多的水泥浆体则容易流入混凝土底部，造成底部封堵的情况，从而降低混凝土的透水系数。对此，需通过改善水泥浆体的流动性，以及浆体与骨料的粘结性能，以此将水泥浆体层的厚度控制在一定范围内，使其在保证混凝土强度的同时，尽可能高的提高混凝土的透水系数。但若使用纯水泥浆体粘结骨料，所得混凝土通常强度较低、透水系数小、使用寿命短。对此，常采用添加外加剂的方法来改善混凝土的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种混凝土外加剂及使用该外加剂制成的混凝土，采用此种外加剂不但能够有效增强水泥浆体与骨料的粘结力，还能够有效改善混凝土的工作性、提高混凝土的强度和透水系数，延长混凝土的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种混凝土外加剂，由下述重量份数的原料组成：可再分散乳胶粉25～40份、减水剂20～30份、羟丙基甲基纤维素5～12份、环氧树脂10～20份、氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料2～10份。采用本专利技术的技术方案，能够显著改善混凝土的各项性能指标，其中：可再分散乳胶粉能够增加水泥浆体的稠度，使水泥浆体更容易粘附在骨料上，从而减少水泥浆体流入混凝土底部，提高混凝土的透水系数；同时，可再分散乳胶粉能够提高水泥浆体与骨料间的粘结力，从而提高混凝土的强度；而羟丙基甲基纤维素作为性能优异的保水剂，在改善水泥浆体性能的同时，能够增强混凝土的后期强度；减水剂则能显著改善混凝土的工作性能，通过使用减水剂调节混凝土的工作性能，既减少了水泥用量，又保证了混凝土的工作性能，且避免了水泥浆体过多或水灰比过大造成的透水系数小或强度低等问题；氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料具有较高的透水系数及抗压强度；此外，环氧树脂、氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料与其他组分之间通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用，能提高混凝土结构的稳定性，使抗压性能提高。优选的，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸共聚物中的任意一种。优选的，所述减水剂为粉状聚羧酸类减水剂。优选的，所述环氧树脂为胺基环氧树脂。所述胺基环氧树脂的粘度较高，能够有效增强水泥浆体与骨料的粘结力，提高混凝土的抗压强度和透水系数，延长混凝土的使用寿命。优选的，所述离子液体为4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体。本专利技术离子液体含有氨基基团，具有结构简单，熔点低、稳定性高、溶解能力强、导电性高、蒸汽压低、电势窗口宽等普通有机溶剂和水均不具备的独特性质，将4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体作为外加剂，一方面可以作为防冻剂，增强混凝土在冬季施工的可泵性，提高混凝土的耐久性能，同时利用离子液体溶解性能好，可以增加各组分间的相容性，提高混凝土的和易性。本专利技术还提供所述4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体的制备方法如下：将4-氨基吡啶溶于乙腈，65℃油浴加热回流，再逐滴加入1-氯丁烷，4-氨基吡啶与1-氯丁烷的摩尔比为1:1.5，氮气保护下冷凝回流反应12h，即得到4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体。通过本专利技术的制备方法得到的4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体纯度及产率均很高，且制备方法简单。本专利技术还提供所述氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、称取1～10g石墨粉与1～1×103mL强氧化性酸混合，在60～80kHz超声波下处理3～6小时，然后加热到60～90℃，加入1～103g干燥的玻璃纤维，搅拌回流反应12～48小时，离心分离，固体用水洗至中性，60℃下真空干燥，即得到羧基化氧化石墨烯-玻璃纤维复合材料；S2、将步骤S1所得羧基化氧化石墨烯-玻璃纤维复合材料加入到0.01mol·L-1NaOH溶液中，固液比为(1.5-1.8)mg：1mL，搅拌2h，离心，固体用水洗至中性，60℃下真空干燥，即得到碱化形式的氧化石墨烯-玻璃纤维复合材料；S3、将所述的4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体与碱化形式的羧基化氧化石墨烯-玻璃纤维复合材料按质量比1:10-15的质量比加到水中，在40℃下搅拌反应1h，离心分离，固体用水洗，然后在60℃下真空干燥，即得。通过上述方法制备得到的氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料，使玻璃纤维表面接枝有氧化石墨烯-吡啶离子液体，使玻璃纤维的表面得到改性，可提高玻璃纤维与树脂间的界面粘结强度，从而提高混凝土抗腐蚀性及抗压强度等方面性能；同时氧化石墨烯的片层网状结构，比表面积大，孔隙率高，一方面可以起到隔气透水性能，提高混凝土的透水系数，另一方面利用氧化石墨烯良好的延展性，可以提高混凝土的弯拉性能，从而进一步改善混凝土的性能，延长混凝土的使用寿命；同时与4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体复合，能有效提高羧基化氧化石墨烯-玻璃纤维复合材料的分散性能，使之在体系中分散更加均匀；优选的，所述强氧化性酸为高锰酸钾、浓硫酸按摩尔比1：10～20混合而成，将所述高锰酸钾、浓硫酸按一定摩尔比混合，能够得到本专利技术所需的强氧化性酸，使制得的羧基化氧化石墨烯-玻璃纤维复合材料达到最佳性能。本专利技术还提供所述混凝土外加剂制成的混凝土，由下述重量份数的原料组成：水泥100～250份，石子600～1000份，混凝土外加剂5～10份，水60～80份。优选的，所述水泥为强度等级大于等于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥中的任意一种或其组合。优选的，所述石子的粒径为20～30mm，能提高本专利技术混凝土的孔隙率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术外加剂添加氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料，利用改性后的玻璃纤维可提高混凝土的抗压强度；离子液体可增强混凝土在冬季施工的可泵性，提高混凝土的耐久性能，同时离子液体溶解性能好，可以增加各组分间的相容性，提高混凝土的和易性；氧化石墨烯可以增加混凝土的弯拉性能，起到隔气透水的作用，同时氧化石墨烯由于其两亲性，可降低体系各组分界面间的能量，提高混凝土的和易性；(2)本专利技术混凝土外加剂中的环氧树脂、氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料与其他组分之间通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用，提高混凝土结构的稳定性，使抗压性能提高；(3)采用本专利技术所述的外加剂及使用此种外加剂制成的水泥不但能够有效增强水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土外加剂，其特征在于：由下述重量份数的原料组成：可再分散乳胶粉25～40份、减水剂20～30份、羟丙基甲基纤维素5～12份、环氧树脂10～20份、氧化石墨烯‑玻璃纤维‑吡啶离子液体复合材料2～10份。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土外加剂，其特征在于：由下述重量份数的原料组成：可再分散乳胶粉25～40份、减水剂20～30份、羟丙基甲基纤维素5～12份、环氧树脂10～20份、氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料2～10份。2.根据权利要求1所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚物或丙烯酸共聚物中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述环氧树脂为胺基环氧树脂。4.根据权利要求1所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述离子液体为4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体。5.根据权利要求4所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体的制备方法如下：将4-氨基吡啶溶于乙腈，65℃油浴加热回流，再逐滴加入1-氯丁烷，4-氨基吡啶与1-氯丁烷的摩尔比为1:1.5，氮气保护下冷凝回流反应12h，即得到4-氨基-1-丁基吡啶氯盐离子液体。6.根据权利要求5所述的一种混凝土外加剂，其特征在于：所述氧化石墨烯-玻璃纤维-吡啶离子液体复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、称取1～10g石墨粉与1～1×103mL强氧化性酸混合，在60～80kHz超声波下处理3～6小时，然后加热到60～90℃，加入1～103g...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘双，
申请(专利权)人：榛硕武汉智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42