【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混凝土外加剂，特别是涉及一种混凝土水化温升抑制剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、水泥水化热是混凝土早期温度变化的主要原因。混凝土的导热能力很低，混凝土早期水化放出的热量聚集在混凝土内部不易散失，特别是大体积混凝土，在升温阶段，1～2d内部温度急剧升高，温升可高达50℃以上；在降温阶段，混凝土内部温度降到环境温度过程，同时在外约束作用下，产生较大的收缩应力，当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土会产生裂缝，严重影响其安全性和服役寿命。
2、为了提高混凝土结构的质量和性能，降低混凝土水化温升是控制温度裂缝产生的根本措施。目前工程常用的温控措施有：1)采用水化放热量较小的中热、低热水泥；2)应用大掺量的粉煤灰、矿渣等掺合料，取代部分水化放热量大的水泥；3)混凝土浇筑时控制入模温度，通过对拌合水降温等方式；4)在混凝土浇筑前，现场预埋水管，通入冷却水进行混凝土降温(水管冷却法不适用于薄壁混凝土结构)。以上几种传统方式，存在降温效果不理想，耗时耗力，不利于现场连续施工，性价比不高等缺陷。
3、目前，掺加混凝土水化温升抑制剂是最为简单有效的方法之一，但市售的水化温升抑制剂，制备工艺复杂，且大多含有较多缓凝组分，对混凝土的凝结时间、力学性能等均有不同程度的负面影响，对于高温施工的混凝土工程，降低温升峰值常常效果不明显，限制了其在工程现浇结构混凝土中的应用。
4、因此，本领域亟需开发一种性能优异的混凝土水化热抑制剂，通过水化温升调控技术，降低混凝土因为温降收缩引起的开裂风险，达到抗裂目的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种混凝土水化温升抑制剂及其制备方法与应用，以解决上述现有技术存在的问题。
2、本专利技术提供的方案之一：
3、一种混凝土水化温升抑制剂，以质量份计，包括以下原料：控温组分45～60份，调凝组分2～5份，早强组分15～25份，塑化组分3～8份和密实组分10～20份；所述控温组分由有机组分和无机组分以质量比(1.5～2)∶1组成；所述有机组分包括改性淀粉基材料、醇类化合物和酯类化合物；所述无机组分为钢渣、磷渣和沸石粉中的一种或多种；所述调凝组分为柠檬酸、酒石酸、柠檬酸钠、硼酸和硫酸锌中的一种或多种；所述早强组分为纳米水化硅酸钙和纳米碳酸钙中的一种或多种。
4、本专利技术提供的混凝土水化温升抑制剂，含有的控温组分为特定的有机无机复合材料，有机材料含有大量的羟基和羧基，具有更高的分子量、更多的官能团数目和更庞大的分子线团，易于络合ca2+而降低自由离子浓度，阻碍水泥水化进程，有效降低混凝土水化热。有机组分中的醇类化合物和酯类化合物，可延缓水泥的初期水化程度，降低早期水化温升。无机材料中的钢渣、磷渣和沸石粉水化活性低于硅酸盐水泥，其多孔结构可以预吸纳包裹有机组分，在水泥混凝土碱性环境下缓慢释放，不会明显延长水化诱导期，控温组分中有机无机材料协同作用，实现对混凝土水化速率的合理调控，既有效调控混凝土水化热，又不会对混凝土的凝结时间产生较大影响。
5、调凝组分通过小分子化合物，吸附在水泥颗粒表面形成包裹层，降低水泥水化速率，进而降低水化反应加速期水泥水化热，由于含量较低对凝结时间影响不大。
6、早强组分通过其纳米晶核效应，降低水泥水化成核势垒，促进水泥基材料早期强度的发展，在水泥水化诱导期可以抵消一部分控温组分和调凝组分对凝结时间的不利影响，而且对水泥水化加速期的最大放热速率影响不大，对总水化热量影响也较小，可在不显著增加早期水化热的前提下有效提高混凝土强度，同时不影响后期强度的发展，解决了水化热降低后混凝土早期强度降低和凝结时间延长的问题。
7、优选的，所述改性淀粉、醇类化合物和酯类化合物的质量比为(4～6)∶(2～3)∶(1～2)。
8、优选的，所述改性淀粉基材料的溶解度为10～60％，所述改性淀粉基材料为白糊精、黄糊精和环糊精中的一种或者多种。
9、所述醇类化合物为木糖醇、甘露醇、山梨糖醇和果糖中的一种或多种；所述酯类化合物为山梨醇酐单硬脂酸酯、糊精马来酸酯和柠檬酸三乙酯中的一种或多种。
10、改性淀粉基材料为特定溶解度的糊精，随着混凝土龄期延长，水化持续进行，混凝土内部温度逐渐升高，使得糊精溶解度增大，混凝土孔隙液中的有效糊精浓度逐渐升高，降低加速期水化速率越明显，相当于糊精组分随着温度升高缓释，若为溶解度太大的糊精组分，较早龄期具有较高糊精浓度，此时水泥水化处于诱导期，混凝土还未凝结，会延长诱导期，即明显延长凝结时间，若为溶解度太小的糊精组分，混凝土中的有效糊精组分含量始终不够，降低水化热效果则不佳。
11、更为优选的，所述塑化组分为聚羧酸高性能减水剂粉体，减水率≧28％；所述密实组分为超细石灰石粉，所述超细石灰粉的比表面积≥550m2/kg、28d活性指数≥70％。
12、塑化组分可以在保证混凝土的工作性能基准上，降低混凝土的用水量，辅助降低早期水化热，弥补水化温升抑制剂中其他组分对工作性能的不利影响。
13、密实组分通过微集料填充效应，优化混凝土孔隙结构，提高混凝土的密实度和韧性，进而提高混凝土的抗裂性能，进一步抑制温度裂缝的产生。
14、本专利技术提供的方案之二：
15、一种上述混凝土水化温升抑制剂的制备方法，将称取的控温组分、调凝组分、早强组分、塑化组分和密实组分干混搅拌均匀，即得所述混凝土水化温升抑制剂。
16、本专利技术提供的方案之三：
17、上述混凝土水化温升抑制剂在混凝土制备中的应用，所述混凝土水化温升抑制剂的掺入量为胶凝材料用量的0.3～1.0％。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术提供的混凝土水化温升抑制剂，具有调节凝结时间和降低早期水化放热速率，同时不影响总放热量，对混凝土早期强度无负面影响的特点，可以有效控制地铁车站、隧道衬砌侧墙、堆石坝面板混凝土等大体积混凝土温升，降低开裂风险，延长其服役寿命。
20、本专利技术对混凝土水化温升抑制剂的关键组分的构成及配比进行研究和设计，通过各组分的协同作用，能有效降低水泥水化放热速率峰值、降低早期水化热，不影响水化放热总量，提高混凝土密实度和抗裂性能，同时不会造成明显缓凝和混凝土早期强度降低的现象，有效抑制混凝土温度裂缝，各项指标均满足jc/t 2608-2021《混凝土水化温升抑制剂》标准要求。
21、本专利技术提供的混凝土水化温升抑制剂的原料均为粉体，原料来源广泛，通过常规的干混搅拌即可实现生产，生产过程简单易行，成本低，适合工业化生产，具有制备工艺简单、高效、绿色、经济的特点，不会对混凝土凝结时间、力学性能以及耐久性能产生不利影响，特别适用于有温控抗裂要求和夏季高温施工的大体积混凝土、超长结构混凝土和薄壁结构混凝土，满足各类大体积混凝土的施工控温要求，有效降低开裂风险。
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1.一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，以质量份计，包括以下原料：控温组分45～60份，调凝组分2～5份，早强组分15～25份，塑化组分3～8份和密实组分10～20份；
2.根据权利要求1所述的一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，所述改性淀粉基材料、醇类化合物和酯类化合物的质量比为(4～6)∶(2～3)∶(1～2)。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，所述改性淀粉基材料的溶解度为10～60％。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，所述塑化组分为聚羧酸高性能减水剂，所述密实组分为超细石灰石粉。
5.根据权利要求4所述的一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，所述超细石灰粉的比表面积≥550m2/kg、28d活性指数≥70％。
6.一种权利要求1～5任一项所述的混凝土水化温升抑制剂的制备方法，其特征在于，将称取的控温组分、调凝组分、早强组分、塑化组分和密实组分干混搅拌均匀，即得所述混凝土水化温升抑制剂。
7.一种权利要求1～5任一项所述的混凝土水化温升抑制剂
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，以质量份计，包括以下原料：控温组分45～60份，调凝组分2～5份，早强组分15～25份，塑化组分3～8份和密实组分10～20份；
2.根据权利要求1所述的一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，所述改性淀粉基材料、醇类化合物和酯类化合物的质量比为(4～6)∶(2～3)∶(1～2)。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，所述改性淀粉基材料的溶解度为10～60％。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，所述塑化组分为聚羧酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵明敏，黄玉美，王龙，吴伟，王进春，刘昭洋，龚必伟，王龙飞，康静，谷伟超，
申请(专利权)人：石家庄市长安育才建材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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