一种特细混合砂混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术涉及混凝土材料及其制备方法，特别是涉及到一种特细混合砂混凝土及其制备方法。一种特细混合砂混凝土，包括水泥、粉煤灰、矿粉、细度模数为0.8

【技术实现步骤摘要】
一种特细混合砂混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土材料及其制备方法，特别是涉及到一种特细混合砂混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济以及国家基建和城市建设的迅猛发展，日益剧增的对混凝土的需求使得制备混凝土的重要原料之一的砂资源日益短缺。连年开采导致宝贵的河砂资源日渐枯竭，环境也遭受到严重破坏；海砂中含有较高的氯离子，会影响建筑工程的质量；山砂资源较少，开采成本高；而采石场碎石生产过程中产生的碎屑，多为片状或粉状，颗粒不规整，石粉含量不稳定；机制砂相比于天然砂要便宜许多，但机制砂多由岩石轧碎而成，一般含有相当量的石粉，表面粗糙、棱角多，配置混凝土时和易性容易出现问题。
[0003]特细砂比表面积大，导致混凝土用量较大，为达到同一稠度，需要比粗砂、中砂更多的用水，对混凝土控温不利，混凝土干燥收缩后容易产生裂缝；同时，由于大的比表面积，在与水泥混合搅拌的过程中，特细砂容易团聚，水泥本身也容易形成絮凝状结构，特细砂与水泥之间混合效果差，并且形成的混凝土表面容易起砂，耐磨性差。合理利用产量多且价格便宜的特细砂是一个重要的课题。
[0004]现有技术中，中国专利号201110145834. 8公开了一种采用外加剂的特细混合砂混凝土，原料包括有水泥、矿粉、粉煤灰、特细砂、中砂、碎屑、碎石、减水剂以及粘度调节剂。中国专利技术申请201910314458.7公开了一种特细混合砂混凝土，原料包括水泥、硅粉、粉煤灰、特细砂、中砂、粗砂、石子、环氧树脂乳液以及减胶剂和减水剂。200810163848.0公开了一种碎屑混凝土，原料包括水泥、水、石子、粉煤灰、矿粉、河砂、高效减水剂，以及机械加工矿石的过程中筛选出来的粒径在0.1
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5mm 之间尾料碎屑。201610241593.X公开了一种含超细石英砂的混凝土，其中包括聚丙烯纤维以及马来酸酐。
[0005]这些现有技术并没有提及如何增强含有特细砂的砂石混料与水泥之间的均匀混合，没有涉及使用氟碳表面活性剂来增强含有特细砂的砂石混料与水泥之间的均匀混合，更加没有涉及到将含有枝链的氟碳表面活性剂作为混合砂混凝土拌合物的组分来增强含有特细砂的砂石混料与水泥之间的均匀混合。
[0006]氟碳表面活性剂是一种特殊类型的表面活性剂，其疏水尾部部分或完全氟化。在氟碳表面活性剂尾部，至少有一个氢被氟原子取代。氟原子是电负性最强的原子，它具有高氧化势和高电离能，相比碳氢结构，碳氟键是已知的最稳定的共价键之一，可以耐高温，使用于强酸、强碱、强氧化介质等体系，全氟烷羧酸的分解温度超过400摄氏度。并且氟碳结构具有低极性，因此氟碳表面活性剂不仅疏水，还疏油，其物理化学性能比含烃基表面活性剂的尾部要好，是一种非常高效的表面活性剂。
[0007]氟碳表面活性剂的一个主要问题是，常用的全氟辛烷磺酸和全氟辛酸为全氟C8化合物，具有较高的生物蓄积性，在水和土壤环境中具有持久污染性，因此，欧洲和美国重点关注这两类全氟C8化合物。而研究表明，碳原子个数小于8的氟碳表面活性剂相比于8个以
上碳原子的氟碳表面活性剂，具有较低的生物蓄积性和毒性。常用的氟碳表面活性剂具有线型尾部，并且含氟尾部较长的氟碳表面活性剂不适合环境安全，而短链以及有枝链的氟碳表面活性剂有更好的生物降解性。
[0008]商业化氟碳表面活性剂有3M的NovecFC系列，例如FC
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4430和FC
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5120，Chemguad的S系列，例如S
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106A，以及DuPont的Zonyl和Capstone系列，例如ZonylFSN
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100、ZonylFS
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300、ZonylFS
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500、CapstoneFS
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10、CapstoneFS
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30、CapstoneFS
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60以及CapstoneFS
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61。式1例子可见都是直链结构。
[0009]式1部分商品化氟碳表面活性剂结构式考虑到混凝土使用的广泛性，使用环境友好的组分对混凝土的制备和使用意义重大。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种特细混合砂混凝土及其制备方法，制备过程中组分间混合度好，便于施工，制备的混凝土具有良好强度、耐候性好、表面光洁好并且不易开裂。组分中使用的氟碳表面活性剂为短链枝链型。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种特细混合砂混凝土，包括水泥、粉煤灰、矿粉、细度模数为0.8
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1.2的特细砂、细度模数为3.1
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3.7的粗砂、石子、水、减水剂和表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂为氟碳表面活性剂。所述氟碳表面活性剂含有枝链。本专利技术所用带枝链的氟碳表面活性剂含有一个酯基和一个不饱和双键。
[0012]式2带枝链的氟碳表面活性剂的枝链特征本专利技术所用带枝链的氟碳表面活性剂可由全氟己酮与Wittig
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Horner试剂进行Wittig
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Horner反应以制得，如路线1所示；也可以由全氟己酮与Wittig试剂进行Wittig反应以制得，如路线2所示。
[0013]路线1Wittig
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Horner反应制备带枝链氟碳表面活性剂
路线2Wittig反应制备带枝链氟碳表面活性剂氟碳表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。本专利技术所述氟碳表面活性剂优选为阴离子型表面活性剂和非离子性表面活性剂。氟碳表面活性剂也可优选为两性型表面活性剂。
[0014]本专利技术所述氟碳表面活性剂是指碳氢链中氢原子被氟原子取代了的表面活性剂。氢原子可以部分被氟原子取代，也可全部被氟原子取代。在氟碳表面活性剂尾部，至少有一个氢被氟原子取代。目前欧洲和美国重点关注具有较高的生物蓄积性的C8全氟辛烷磺酸和全氟辛酸，而碳原子个数小于8的氟碳表面活性剂相比于8个以上碳原子的氟碳表面活性剂，具有较低的生物蓄积性和毒性。常用的氟碳表面活性剂具有线型尾部，并且含氟尾部较长的氟碳表面活性剂不适合环境安全，而短链以及有枝链的氟碳表面活性剂有更好的生物降解性。
[0015]混凝土各组分混合过程中，水加到水泥的初期，水相为高碱性，而氟碳表面活性剂的碳氟键是已知的最稳定的共价键之一，可以耐高温，使用于强酸、强碱、强氧化介质等体系，相比于常规碳氢表面活性剂，氟碳表面活性剂更适合耐受混凝土的高碱性。但是，相比于常规碳氢表面活性剂，氟碳表面活性剂价格比较贵，商业化产品可选择性少。采用复配表面活性剂可以兼顾成本和混合效果的考虑。使用氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂进行复配，以提高混凝土体系的均匀分散和稳定性。
[0016]复配表面活性剂包含氟碳表面活性剂，加入混凝土组分中。混凝土作为一种固液气三相复合材料，在混合过程中由砂浆填充石子空隙，由水泥浆包裹砂子并填充砂子间空隙，由于组分中使用了部分特细砂，因为较大的比表面积本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特细混合砂混凝土，包括水泥、粉煤灰、矿粉、细度模数为0.8
‑
1.2的特细砂、细度模数为3.1
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3.7的粗砂、石子、水、减水剂和表面活性剂，其特征在于，表面活性剂为带枝链的氟碳表面活性剂。2.根据权利要求1 所述的特细混合砂混凝土，其特征在于：所述带枝链的氟碳表面活性剂含有一个酯基和一个不饱和双键。3.根据权利要求1 或2 所述的特细混合砂混凝土，其特征在于：所述带枝链的氟碳表面活性剂由全氟己酮通过Wittig
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Horner反应或者Wittig反应以制得。4.根据权利要求1 至3所述的特细混合砂混凝土，其特征在于：所述表面活性剂为复配型表面活性剂，包含碳氢表面活性剂。5.根据权利要求4所述的特细混合砂混凝土，其特征在于：所述复配型表面活性剂中，氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂质量比为0.1
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2。6.根据权利要求1至5所述的特细混合砂混凝土，其特征在于：所述表面活性剂与减水剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建新，周培荣，潘宇凯，严敏强，
申请(专利权)人：湖州众驰建材有限公司，
类型：发明
国别省市：