一种高性能机制砂混凝土及制备方法技术

本申请公开了一种高性能机制砂混凝土及制备方法，属于混凝土领域。一种高性能机制砂混凝土，包括以下重量份的原料：水泥25~32份；粉煤灰5.4~8份；机制砂66~72.3份；碎石86.5~96.2份；聚羧酸减水剂0.5~0.85份；水12~16.5份；所述聚羧酸减水剂的制备原料包括异佛尔酮二异氰酸酯、含双键的聚氧乙烯醚、催化剂、不饱和脂肪烯酸、丙烯酸、马来酸酐、巯基丙酸和引发剂，不饱和脂肪烯酸的碳数为10~14。本申请具有提高机制砂混凝土的工作性能的有益效果。提高机制砂混凝土的工作性能的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能机制砂混凝土及制备方法


[0001]本申请涉及混凝土领域，尤其是涉及一种高性能机制砂混凝土及制备方法。

技术介绍

[0002]混凝土作为建筑领域不可或缺的建筑材料之一，随着建筑行业的发展而得到广泛的应用，并且由于建筑质量的要求不断提高，使得混凝土技术的提升迫在眉睫。
[0003]一般混凝土集料中离不开细骨料和粗骨料，起到骨架和填充作用，细骨料常用的是河砂，但河砂属于天然砂，天然砂的含量有限，而且开采天然河砂会对环境造成破坏，因此目前许多人主张用机制砂替代河砂，机制砂对环境影响小，符合可持续发展的理念。另外比起河砂，机制砂表面相对粗糙且带有棱角，可增加集料之间的咬合力，增加混凝土的强度。
[0004]然而由于机制砂的石粉含量普遍较多，石粉对水和减水剂的吸附性高，增大了混凝土的需水量，导致混凝土拌合物干稠，影响了混凝土的流动性和填充性，降低了机制砂混凝土的工作性能。

技术实现思路

[0005]为了提高机制砂混凝土的工作性能，本申请提供一种高性能机制砂混凝土及制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种高性能机制砂混凝土采用如下的技术方案：一种高性能机制砂混凝土，包括以下重量份的原料：水泥25～32份；粉煤灰5.4～8份；机制砂66～72.3份；碎石86.5～96.2份；聚羧酸减水剂0.5～0.85份；水12～16.5份；所述聚羧酸减水剂的制备原料包括异佛尔酮二异氰酸酯、含双键的聚氧乙烯醚、催化剂、不饱和脂肪烯酸、丙烯酸、马来酸酐、巯基丙酸和引发剂，所述不饱和脂肪烯酸的碳数为10～14，所述异佛尔酮二异氰酸酯、含双键的聚氧乙烯醚、催化剂、不饱和脂肪烯酸、丙烯酸、马来酸酐、巯基丙酸与引发剂的重量比为10:(100～120):(0.3～0.8):(8～12):(6～10):(1～2.5):(0.1～0.3):(0.1～0.3)。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请的聚羧酸减水剂以聚氧乙烯醚为基础接枝丙烯酸形成聚羧酸分子，配合异佛尔酮二异氰酸酯和不饱和脂肪烯酸进行改性，为减水剂分子的支链接上长链疏水结构，阻碍机制砂表面的石粉吸附减水剂，加上支链形成多个供丙烯酸聚合的不饱和键，增加减水剂分子与水泥颗粒的静电吸附点，使减水剂更易与水泥颗粒吸附，从而减少被石粉吸附的减水剂的量；对于被石粉吸附的部分减水剂，减水剂分子的支链
接上长链疏水结构不仅也可以起到阻碍水被石粉吸附的作用，而且可能通过支链上酰胺键的弱亲水作用，多条支链上形成水膜，阻碍了水进一步吸附于石粉，在整体上受石粉影响的水和减水剂减少，另外还对机制砂与水泥砂浆的界面起到润滑作用，从而提高混凝土拌合物的流动性，而且抗离析性能较好，因此机制砂混凝土的工作性能良好。
[0008]可选的，所述不饱和脂肪烯酸选自2
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癸烯酸、2
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十二烯酸和2
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十四烯酸中的一种或多种。
[0009]通过采用上述技术方案，上述不饱和脂肪烯酸具有较好的疏水作用，能够有效阻碍机制砂表面的石粉吸附聚羧酸减水剂。
[0010]可选的，所述含双键的聚氧乙烯醚选自甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和异戊烯醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
[0011]可选的，所述含双键的聚氧乙烯醚选自异戊烯醇聚氧乙烯醚，所述异戊烯醇聚氧乙烯醚的羟值为24～25.5mgKOH/g，所述不饱和脂肪烯酸选自2
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十二烯酸。
[0012]通过采用上述技术方案，选用特定羟值的异戊烯醇聚氧乙烯醚与2
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十二烯酸配合，混凝土的抗离析能力更佳，而且推测是有助于石粉参与水泥颗粒的水化反应，从而提高混凝土的抗压强度。
[0013]可选的，高性能机制砂混凝土的原料中还包括环糊精，所述环糊精的重量份为0.25～0.35份。
[0014]通过采用上述技术方案，环糊精与减水剂聚羧酸分子的支链通过氢键结合，增强支链水膜的结构，进一步起到阻水和润滑的作用，改善混凝土拌合物的流动性和抗离析性。
[0015]可选的，所述机制砂的石粉含量为14～16％。
[0016]通过采用上述技术方案，所用机制砂的石粉含量高，便于制备和获取，减少再处理的工序，而且对混凝土的性能影响小。
[0017]可选的，所述机制砂的平均粒径为0.25mm～0.35mm。
[0018]第二方面，本申请提供的一种高性能机制砂混凝土的制备方法采用如下的技术方案：一种高性能机制砂混凝土的制备方法，包括以下步骤：将异佛尔酮二异氰酸酯和有机溶剂搅拌混合得到第一预混液，将含双键的聚氧乙烯醚、催化剂和有机溶剂搅拌混合，然后加热至65～70℃下逐滴加入第一预混液，滴加完毕后继续搅拌反应，然后加入不饱和脂肪烯酸，继续反应，反应结束后浓缩，除去有机溶剂，得到改性聚氧乙烯醚；将丙烯酸、巯基丙酸、引发剂和水搅拌混合得到第二预混液，将改性聚氧乙烯醚和马来酸酐搅拌混合，然后加热至80～85℃熔融，再逐滴加入第二预混液，滴加完毕后继续搅拌反应，加入NaOH调节pH值至6～7，制得聚羧酸减水剂；将水泥、粉煤灰、机制砂和碎石搅拌混合，然后加入聚羧酸减水剂和水，继续搅拌混合，制得高性能机制砂混凝土。
[0019]通过采用上述技术方案，分步完成改性聚氧乙烯醚和聚羧酸减水剂的制备，从而实现由异佛尔酮二异氰酸酯和不饱和脂肪烯酸改性聚羧酸减水剂的合成。
[0020]可选的，加入聚羧酸减水剂和水时，还加入有环糊精。
[0021]综上所述，本申请具有以下有益效果：1.本申请的聚羧酸减水剂以聚氧乙烯醚为基础接枝丙烯酸形成聚羧酸分子，配合
异佛尔酮二异氰酸酯和不饱和脂肪烯酸进行改性，为减水剂分子的支链接上长链疏水结构，阻碍机制砂表面的石粉吸附减水剂，加上支链形成多个供丙烯酸聚合的不饱和键，增加减水剂分子与水泥颗粒的静电吸附点，使减水剂更易与水泥颗粒吸附，从而减少被石粉吸附的减水剂的量；对于被石粉吸附的部分减水剂，减水剂分子的支链接上长链疏水结构不仅也可以起到阻碍水被石粉吸附的作用，而且可能通过支链上酰胺键的弱亲水作用，多条支链上形成水膜，阻碍了水进一步吸附于石粉，在整体上受石粉影响的水和减水剂减少，另外还对机制砂与水泥砂浆的界面起到润滑作用，从而提高混凝土拌合物的流动性，而且抗离析性能较好，因此机制砂混凝土的工作性能良好。
[0022]2.本申请还加入环糊精，环糊精与减水剂聚羧酸分子的支链通过氢键结合，改善混凝土拌合物的流动性和抗离析性。
具体实施方式
[0023]以下对本申请作进一步详细说明。实施例
[0024]实施例1一种高性能机制砂混凝土的制备方法，包括以下步骤：S1.称取异佛尔酮二异氰酸酯1kg、含双键的聚氧乙烯醚10kg、辛酸亚锡0.03kg、不饱和脂肪烯酸0.8kg、丙烯酸0.6kg、马来酸酐0.1kg、巯基丙酸0.01kg、过硫酸铵0.01kg。其中含双键的聚氧乙烯醚具体为羟值为20mgKOH/g的异戊烯醇聚氧乙烯醚；不饱和脂肪烯酸具体为2
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十二烯酸。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：包括以下重量份的原料：水泥 25~32份；粉煤灰 5.4~8份；机制砂 66~72.3份；碎石 86.5~96.2份；聚羧酸减水剂 0.5~0.85份；水 12~16.5份；所述聚羧酸减水剂的制备原料包括异佛尔酮二异氰酸酯、含双键的聚氧乙烯醚、催化剂、不饱和脂肪烯酸、丙烯酸、马来酸酐、巯基丙酸和引发剂，所述不饱和脂肪烯酸的碳数为10~14，所述异佛尔酮二异氰酸酯、含双键的聚氧乙烯醚、催化剂、不饱和脂肪烯酸、丙烯酸、马来酸酐、巯基丙酸与引发剂的重量比为10:(100~120):(0.3~0.8):(8~12):(6~10):(1~2.5):(0.1~0.3):(0.1~0.3)。2.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述不饱和脂肪烯酸选自2
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癸烯酸、2
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十二烯酸和2
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十四烯酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述含双键的聚氧乙烯醚选自甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和异戊烯醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的一种高性能机制砂混凝土，其特征在于：所述含双键的聚氧乙烯醚选自异戊烯醇聚氧乙烯醚，所述异戊烯醇聚氧乙烯醚的羟值为24~25.5mgKOH/g，所述不饱和脂肪烯酸选自2
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵瀚青，罗旭，周桂越，刘月，王波，
申请(专利权)人：四川省铁证工程检测有限公司，
类型：发明
国别省市：