混凝土水化温升抑制剂及其制备方法

技术领域

本公开涉及一种混凝土水化温升抑制剂及其制备方法。

背景技术

混凝土的温度收缩开裂主要与其温度历程有关，目前在实际工程中混凝土的温度控制主要采用混凝土配合比设计、预冷骨料、内埋冷却水管及保温养护等方法对混凝土的温度历程进行调整，这些方法施工繁琐、成本较高。

在现有技术中也有采用抑制剂作为外加剂来调控混凝土的水化过程，从而达到降低混凝土温度收缩开裂风险的目的。但是现有技术中，外加剂将对混凝土中的水泥凝结时间产生影响等。因此需要对水化热的调控效果进行改进。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种混凝土水化温升抑制剂及其制备方法。

根据本公开的一个方面，一种混凝土水化温升抑制剂，所述抑制剂为微胶囊的形式，所述微胶囊包括：

壁材，所述壁材构成所述微胶囊的外壁，所述壁材包括聚乙烯蜡；以及

芯材，所述芯材由所述壁材包裹，并且所述芯材包括多糖，

当所述混凝土的温度高于预定温度时，所述壁材打开并且释放所述芯材，以调控水化放热速率。

根据本公开的至少一个实施方式，所述壁材包括聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物，其中所述聚乙烯蜡和硬脂酸的混合质量比为9：1～8：2。

根据本公开的至少一个实施方式，所述壁材包括聚乙烯蜡与石蜡的混合物，其中所述聚乙烯蜡与石蜡的混合质量比为9：1～8：2。

根据本公开的至少一个实施方式，所述芯材包括多糖与单糖的混合物，其中所述多糖与单糖的混合质量比为9：1～7：3。

根据本公开的至少一个实施方式，所述芯材包括多糖与葡萄糖酸钠的混合物，其中所述多糖与葡萄糖酸钠的混合质量比为90：10～99：1。

根据本公开的至少一个实施方式，所述芯材包括多糖、与多元醇或其衍生物的混合物，其中所述多糖、与多元醇或其衍生物的混合质量比为9：1～5：5。

根据本公开的至少一个实施方式，所述多糖的分子量为6000～15000，并且所述聚乙烯蜡的分子量为4000。

根据本公开的另一方面，一种混凝土水化温升抑制剂的制备方法，包括：

获取预定质量的聚乙烯蜡或者聚乙烯蜡的混合物、以及预定质量的多糖或者含多糖的混合物；

将所述聚乙烯蜡或者含聚乙烯蜡的混合物加热至预定加热温度，以使所述聚乙烯蜡或者聚乙烯蜡的混合物溶化；

在溶化的所述聚乙烯蜡或者聚乙烯蜡的混合物加入所述多糖或者含多糖的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物；以及

对所述液体混合物进行离心喷雾造粒处理，以便得到微胶囊形式的所述抑制剂，其中所述聚乙烯蜡或者聚乙烯蜡的混合物包裹在所述多糖或者含多糖的混合物的外部。

根据本公开的至少一个实施方式，所述含聚乙烯蜡的混合物包括聚乙烯蜡与硬脂酸，其中所述聚乙烯蜡和硬脂酸的混合质量比为9：1～8：2。

根据本公开的至少一个实施方式，所述含聚乙烯蜡的混合物包括聚乙烯蜡与石蜡，其中所述聚乙烯蜡与石蜡的混合质量比为9：1～8：2。

根据本公开的至少一个实施方式，所述含多糖的混合物包括多糖与单糖，其中所述多糖与单糖的混合质量比为9：1～7：3。

根据本公开的至少一个实施方式，所述含多糖的混合物包括多糖与葡萄糖酸钠，其中所述多糖与葡萄糖酸钠的混合质量比为90：10～99：1。

根据本公开的至少一个实施方式，含多糖的混合物包括多糖、与多元醇或其衍生物的混合物，其中所述多糖、与多元醇或其衍生物的混合质量比为9：1～5：5。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了根据本公开一个实施方式的混凝土水化温升抑制剂的制备方法的流程图。

图2示出了根据本公开一个实施方式的混凝土水化温升抑制剂的制备方法的流程图。

图3示出了根据本公开一个实施方式的混凝土水化温升抑制剂的制备方法的流程图。

图4示出了根据本公开一个实施方式的混凝土水化温升抑制剂的制备方法的流程图。

图5示出了根据本公开一个实施方式的混凝土水化温升抑制剂的制备方法的流程图。

图6示出了根据本公开一个实施方式的混凝土水化温升抑制剂的制备方法的流程图。

图7示出了根据本公开一个实施方式的混凝土水化温升抑制剂的制备方法的流程图。

图8示出了根据本公开一个实施方式的混凝土水化温升抑制剂的效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

根据本公开的一个实施方式，提供了一种混凝土水化温升抑制剂。其中在水化温升抑制剂被制成微胶囊的形式，这样在温升后期，可以打开微胶囊，也就是说微胶囊的壁材被熔化，从而释放出有效组份(芯材)，从而可以明显地降低抑制剂对混凝土中水泥凝结时间的影响，从而可以有效地调控水泥混凝土的水化放热历程。

根据本公开的一个实施方式，该抑制剂为微胶囊的形式，微胶囊包括：壁材，壁材构成微胶囊的外壁，壁材包括聚乙烯蜡；以及芯材，芯材由壁材包裹，并且芯材包括多糖，当混凝土的温度高于预定温度时，壁材被打开并且释放芯材，以调控水化放热速率。

该聚乙烯蜡可以为聚乙烯裂解蜡，例如分子量可以为1500～5000，优选地为4000左右以提高性能。

另外该壁材除了聚乙烯蜡之外还可以包括其他材料，以便提高其性能。

在本公开的一个实施例中，壁材可以包括聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物，其中聚乙烯蜡和硬脂酸的混合质量比可以为9：1～8：2。

在本公开的另一实施例中，壁材可以包括聚乙烯蜡与石蜡的混合物，其中聚乙烯蜡与石蜡的混合质量比为9：1～8：2。另外，在本公开中，该石蜡可以替换为改性石蜡，通过将质量百分比为50％的石蜡在50～80℃的条件下熔化，然后加入质量百分比为50％的硬脂酸钙反应一定时间并冷却后来得到改性石蜡。

根据本公开的一个实施例，芯材可以为多糖，该多糖的分子量可以为6000～15000，以提高性能。

根据本公开的一个实施例，芯材也可以包括多糖与单糖的混合物，其中多糖与单糖的混合质量比为9：1～7：3。

根据本公开的一个实施例，芯材也可以包括多糖与葡萄糖酸钠的混合物，其中多糖与葡萄糖酸钠的混合质量比为90：10～99：1。

根据本公开的一个实施例，芯材也可以包括多糖、与多元醇或其衍生物的混合物，其中多糖、与多元醇或其衍生物的混合质量比为9：1～5：5。

根据本公开的实施方式，微胶囊的粒径可以为0.16～0.3mm。

其中该微胶囊形式的混凝土水化温升抑制剂可以通过熔融离心喷雾造粒工艺制备而成。例如可以将上述的材料熔融后形成液体混合物，并且将液体混合物置于高速离心雾化器中来制得上述颗粒。

根据本公开的一个实施方式，提供了一种混凝土水化温升抑制剂的制备方法。

图1示出了该制备方法的第一实施例。在该方法100中包括以下步骤。

在步骤102中，获取预定质量的聚乙烯蜡或者聚乙烯蜡的混合物、以及预定质量的多糖或者含多糖的混合物。

在步骤104中，将聚乙烯蜡或者含聚乙烯蜡的混合物加热至预定加热温度，以使聚乙烯蜡或者聚乙烯蜡的混合物溶化。

在步骤106中，在溶化的聚乙烯蜡或者聚乙烯蜡的混合物加入多糖或者含多糖的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物。

在步骤108中，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理，以便得到微胶囊形式的抑制剂，其中聚乙烯蜡或者聚乙烯蜡的混合物包裹在多糖或者含多糖的混合物的外部。

其中，在该实施例的方法中，可以将聚乙烯蜡或者含聚乙烯蜡的混合物加热至100摄氏度左右，并且在加入多糖或者含多糖的混合物之后进行快速搅拌来制得上述液体混合物。

然后可以将液体混合物放入高速离心雾化器中处理预定时间(例如该预定时间为30分钟)，最终形成微胶囊形式的抑制剂。

最终得到的微胶囊形式的抑制剂的粒径可以在0.16～0.3mm左右。

图2示出了该制备方法的第二实施例，在该方法200中可以包括以下步骤。

在步骤202中，获取聚乙烯蜡与硬脂酸，并且将二者进行混合。其中聚乙烯蜡和硬脂酸的混合质量比为9：1～8：2。

在步骤204中，获取多糖与单糖，并且将二者进行混合。其中多糖与单糖的混合质量比为9：1～7：3。

在步骤206中，将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至预定加热温度，以使聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物溶化。

在步骤208中，在溶化的聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加入多糖与单糖的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物。

在步骤210中，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理，以便得到微胶囊形式的抑制剂，其中聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物包裹在多糖与单糖的混合物的外部。

其中，在该实施例的方法中，可以将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至100摄氏度左右，并且在加入多糖与单糖的混合物之后进行快速搅拌来制得上述液体混合物。

然后可以将液体混合物放入高速离心雾化器中处理预定时间(例如该预定时间为30分钟)，最终形成微胶囊形式的抑制剂。

最终得到的微胶囊形式的抑制剂的粒径可以在0.16～0.3mm左右。

图3示出了该制备方法的第三实施例，在该方法300中可以包括以下步骤。

在步骤302中，获取聚乙烯蜡与硬脂酸，并且将二者进行混合。其中聚乙烯蜡和硬脂酸的混合质量比为9：1～8：2。

在步骤304中，获取多糖与葡萄糖酸钠，并且将二者进行混合。其中多糖与葡萄糖酸钠的混合质量比为90：10～99：1。

在步骤306中，将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至预定加热温度，以使聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物溶化。

在步骤308中，在溶化的聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加入多糖与葡萄糖酸钠的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物。

在步骤310中，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理，以便得到微胶囊形式的抑制剂，其中聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物包裹在多糖与葡萄糖酸钠的混合物的外部。

其中，在该实施例的方法中，可以将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至100摄氏度左右，并且在加入多糖与葡萄糖酸钠的混合物之后进行快速搅拌来制得上述液体混合物。

然后可以将液体混合物放入高速离心雾化器中处理预定时间(例如该预定时间为30分钟)，最终形成微胶囊形式的抑制剂。

最终得到的微胶囊形式的抑制剂的粒径可以在0.16～0.3mm左右。

图4示出了该制备方法的第四实施例，在该方法400中可以包括以下步骤。

在步骤402中，获取聚乙烯蜡与硬脂酸，并且将二者进行混合。其中聚乙烯蜡和硬脂酸的混合质量比为9：1～8：2。

在步骤404中，获取多糖、与多元醇或其衍生物，并且将二者进行混合。其中多糖、与多元醇或其衍生物的混合质量比为9：1～5：5。

在步骤406中，将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至预定加热温度，以使聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物溶化。

在步骤408中，在溶化的聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加入多糖与多元醇或其衍生物的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物。

在步骤410中，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理，以便得到微胶囊形式的抑制剂，其中聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物包裹在多糖与多元醇或其衍生物的混合物的外部。

其中，在该实施例的方法中，可以将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至100摄氏度左右，并且在加入多糖与多元醇或其衍生物的混合物之后进行快速搅拌来制得上述液体混合物。

然后可以将液体混合物放入高速离心雾化器中处理预定时间(例如该预定时间为30分钟)，最终形成微胶囊形式的抑制剂。

最终得到的微胶囊形式的抑制剂的粒径可以在0.16～0.3mm左右。

图5示出了该制备方法的第五实施例，在该方法500中可以包括以下步骤。

在步骤502中，获取聚乙烯蜡与石蜡，并且将二者进行混合。其中聚乙烯蜡与石蜡的混合质量比为9：1～8：2。

在步骤504中，获取多糖与单糖，并且将二者进行混合。其中多糖与单糖的混合质量比为9：1～7：3。

在步骤506中，将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至预定加热温度，以使聚乙烯蜡与石蜡的混合物溶化。

在步骤508中，在溶化的聚乙烯蜡与石蜡的混合物加入多糖与单糖的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物。

在步骤510中，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理，以便得到微胶囊形式的抑制剂，其中聚乙烯蜡与石蜡的混合物包裹在多糖与单糖的混合物的外部。

其中，在该实施例的方法中，可以将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至100摄氏度左右，并且在加入多糖与单糖的混合物之后进行快速搅拌来制得上述液体混合物。

然后可以将液体混合物放入高速离心雾化器中处理预定时间(例如该预定时间为30分钟)，最终形成微胶囊形式的抑制剂。

最终得到的微胶囊形式的抑制剂的粒径可以在0.16～0.3mm左右。

图6示出了该制备方法的第六实施例，在该方法600中可以包括以下步骤。

在步骤602中，获取聚乙烯蜡与石蜡，并且将二者进行混合。其中聚乙烯蜡与石蜡的混合质量比为9：1～8：2。

在步骤604中，获取多糖与葡萄糖酸钠，并且将二者进行混合。其中多糖与葡萄糖酸钠的混合质量比为90：10～99：1。

在步骤606中，将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至预定加热温度，以使聚乙烯蜡与石蜡的混合物溶化。

在步骤608中，在溶化的聚乙烯蜡与石蜡的混合物加入多糖与葡萄糖酸钠的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物。

在步骤610中，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理，以便得到微胶囊形式的抑制剂，其中聚乙烯蜡与石蜡的混合物包裹在多糖与葡萄糖酸钠的混合物的外部。

其中，在该实施例的方法中，可以将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至100摄氏度左右，并且在加入多糖与葡萄糖酸钠的混合物之后进行快速搅拌来制得上述液体混合物。

然后可以将液体混合物放入高速离心雾化器中处理预定时间(例如该预定时间为30分钟)，最终形成微胶囊形式的抑制剂。

最终得到的微胶囊形式的抑制剂的粒径可以在0.16～0.3mm左右。

图7示出了该制备方法的第七实施例，在该方法700中可以包括以下步骤。

在步骤702中，获取聚乙烯蜡与石蜡，并且将二者进行混合。其中聚乙烯蜡与石蜡的混合质量比为9：1～8：2。

在步骤704中，获取多糖、与多元醇或其衍生物，并且将二者进行混合。其中多糖、与多元醇或其衍生物的混合质量比为9：1～5：5。

在步骤706中，将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至预定加热温度，以使聚乙烯蜡与石蜡的混合物溶化。

在步骤708中，在溶化的聚乙烯蜡与石蜡的混合物加入多糖与多元醇或其衍生物的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物。

在步骤710中，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理，以便得到微胶囊形式的抑制剂，其中聚乙烯蜡与石蜡的混合物包裹在多糖与多元醇或其衍生物的混合物的外部。

其中，在该实施例的方法中，可以将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至100摄氏度左右，并且在加入多糖与多元醇或其衍生物的混合物之后进行快速搅拌来制得上述液体混合物。

然后可以将液体混合物放入高速离心雾化器中处理预定时间(例如该预定时间为30分钟)，最终形成微胶囊形式的抑制剂。

最终得到的微胶囊形式的抑制剂的粒径可以在0.16～0.3mm左右。

下面结合具体实施例与对比例，对本公开的抑制剂的具体实施例、以及对比例作进一步的详细阐述。

实施例一

获取质量比为9：1～8：2的聚乙烯蜡与硬脂酸，并且将二者进行混合，获取质量比为9：1～7：3的多糖与单糖，并且将二者进行混合。其中多糖与单糖的混合，将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至100摄氏度左右，使聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物溶化，在溶化的聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加入多糖与单糖的混合物并且进行快速搅拌以得到液体混合物，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理30分钟得到颗粒。

实施例二

获取质量比为9：1～8：2的聚乙烯蜡与硬脂酸，并且将二者进行混合，获取质量比为90：10～99：1的多糖与葡萄糖酸钠，并且将二者进行混合，将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至100摄氏度左右，以使聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物溶化，溶化的聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加入多糖与葡萄糖酸钠的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理30分钟左右，得到颗粒。

实施例三

获取质量比为9：1～8：2的聚乙烯蜡与硬脂酸，并且将二者进行混合，获取质量比为9：1～5：5的多糖、与多元醇或其衍生物，并且将二者进行混合，将聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加热至100摄氏度左右，以使聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物溶化，在溶化的聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物加入多糖与多元醇或其衍生物的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物对液体混合物进行离心喷雾造粒处理30分钟左右，得到颗粒。

实施例四

获取质量比为9：1～8：2的聚乙烯蜡与石蜡，并且将二者进行混合，获取质量比为9：1～7：3的多糖与单糖，并且将二者进行混合。其中多糖与单糖的混合，将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至100摄氏度左右，以使聚乙烯蜡与石蜡的混合物溶化，在溶化的聚乙烯蜡与石蜡的混合物加入多糖与单糖的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理30分钟左右，得到颗粒。

实施例五

获取质量比为9：1～8：2的聚乙烯蜡与石蜡，并且将二者进行混合，获取质量比为90：10～99：1的多糖与葡萄糖酸钠，并且将二者进行混合。其中多糖与葡萄糖酸钠的混合，将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至100摄氏度左右，以使聚乙烯蜡与石蜡的混合物溶化，在溶化的聚乙烯蜡与石蜡的混合物加入多糖与葡萄糖酸钠的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理30分钟左右，得到颗粒。

实施例六

获取质量比为9：1～8：2的聚乙烯蜡与石蜡，并且将二者进行混合，获取质量比为9：1～5：5的多糖、与多元醇或其衍生物，并且将二者进行混合，将聚乙烯蜡与石蜡的混合物加热至100摄氏度左右，以使聚乙烯蜡与石蜡的混合物溶化，在溶化的聚乙烯蜡与石蜡的混合物加入多糖与多元醇或其衍生物的混合物并且进行搅拌以得到液体混合物，对液体混合物进行离心喷雾造粒处理30分钟左右，得到颗粒。

对比例一

获取质量比为6：4的多糖与单糖，并且将二者进行混合，从而制得抑制剂。

图8中示出了根据本公开的实施例与对比例(普通抑制剂)的效果示意图，其中该示意图中也示出了未添加抑制剂的水泥的效果示意图。

根据该示意图可以看出，采用本公开的技术方案，可以明显降低多糖与单糖混合物对水泥凝结时间的影响、以及未添加抑制剂的水泥凝结时间的影响，并在温升后期打开微胶囊，释放有效组份，所以对水泥水化温升的削峰效果更为理想。

本公开所提供的抑制剂，可以在各种水泥砂浆及混凝土中作为功能外加剂使用，以调控水化放热速率，降低温度收缩。

实际产品使用了本公开的技术方案后，对混凝土的水化温升峰值有明显的削弱作用。例如，图8所示，在普通的水泥中，在不到20小时将会出明显的温升峰值，而在使用了普通抑制剂的情况下，在不到90小时也会出现明显的温升峰值。而使用了本公开的抑制剂，可以看出，将会消除明显的温升峰值。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。