一种混凝土抗离析剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土抗离析剂及其制备方法和应用。

背景技术

抗离析剂是混凝土常用外加剂，能够改善混凝土的泌水性能，提高混凝土的抗离析稳定性。目前常用的抗离析剂如聚合氯化铝或纤维素醚，能够改善混凝土的工作状态，减少混凝土泌水率，提高其抗离析稳定性，但采用上述抗离析剂会降低混凝土抗压强度，还会使凝结时间较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土抗离析剂及其制备方法和应用，本发明提供的混凝土抗离析剂能够在改善混凝土工作状态的同时，使混凝土具有较高的抗压强度和较短的凝结时间。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种混凝土抗离析剂，按质量份数计，包括以下组分：

硫酸钙42.9～47份，硫酸钠17～17.5份，木质素磺酸钠13.5～14份，碳酸钙13.5～14份，铝硅酸盐2.5～3份，聚合氯化铝1～1.5份，纤维素醚0.3～0.5份，分散剂1～1.5份，乳酸钠0.3～0.5份，丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物7.1～8份。

优选地，按质量份数计，所述混凝土抗离析剂包括以下组分：

硫酸钙45～47份，硫酸钠17.3～17.5份，木质素磺酸钠13.8～14份，碳酸钙13.8～14份，铝硅酸盐2.8～3份，聚合氯化铝1.4～1.5份，纤维素醚0.4～0.5份，分散剂1.4～1.5份，乳酸钠0.4～0.5份，丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物7.7～8份。

优选地，按质量份数计，所述混凝土抗离析剂包括以下组分：

硫酸钙47份，硫酸钠17.5份，木质素磺酸钠14份，碳酸钙14份，铝硅酸盐3份，聚合氯化铝1.5份，纤维素醚0.5份，分散剂1.5份，乳酸钠0.5份，丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物8份。

优选地，所述分散剂为2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐。

优选地，所述丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物的数均分子量为600万。

本发明提供了上述技术方案所述混凝土抗离析剂的制备方法，包括以下步骤：

将硫酸钙、硫酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钙、铝硅酸盐、聚合氯化铝、纤维素醚、分散剂、乳酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物混合，得到混凝土抗离析剂。

本发明提供了上述技术方案所述混凝土抗离析剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的混凝土抗离析剂在混凝土中的应用。

优选地，所述混凝土的制备原料包括水泥、粉煤灰、砂、石子、外加剂和水。

优选地，所述水泥为P.042.5水泥，28天强度≥48.5MPa；所述粉煤灰为II级粉煤灰，细度为45μm方孔筛筛余≤12％；所述砂为3.2模数天然砂；所述石子为5～31.5mm连续级配石子；所述外加剂为减水剂，所述减水剂的减水率≥27％。

优选地，所述混凝土抗离析剂的添加量为所述混凝土质量的0.9～1.6％。

本发明提供了一种混凝土抗离析剂，按质量份数计，包括以下组分：硫酸钙42.9～47份，硫酸钠17～17.5份，木质素磺酸钠13.5～14份，碳酸钙13.5～14份，铝硅酸盐2.5～3份，聚合氯化铝1～1.5份，纤维素醚0.3～0.5份，分散剂1～1.5份，乳酸钠0.3～0.5份，丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物7.1～8份。本发明提供的混凝土抗离析剂能够在改善混凝土工作状态的同时，使混凝土具有较高的抗压强度、抗折强度和较短的凝结时间。具体的，本发明所述硫酸钙、硫酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钙和铝硅酸盐配合使用，有利于改善混凝土的抗压强度和凝结时间，所述聚合氯化铝、纤维素醚、分散剂、乳酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物配合使用，能够改善混凝土的工作状态，同时丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物还能够提高混凝土强度。

附图说明

图1为混凝土样品1的状态图；

图2为混凝土样品2的状态图；

图3为混凝土样品1和混凝土样品2的抗压强度对比图。

具体实施方式

本发明提供了一种混凝土抗离析剂，按质量份数计，包括以下组分：

硫酸钙42.9～47份，硫酸钠17～17.5份，木质素磺酸钠13.5～14份，碳酸钙13.5～14份，铝硅酸盐2.5～3份，聚合氯化铝1～1.5份，纤维素醚0.3～0.5份，分散剂1～1.5份，乳酸钠0.3～0.5份，丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物7.1～8份。

在本发明中，若无特殊说明，所用原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。

按质量份数计，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括硫酸钙42.9～47份，具体可以为42.9份、43.5份、44份、44.5份、45份、45.5份、46份、46.5份或47份。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括硫酸钠17～17.5份，具体可以为17.1份、17.2份、17.3份、17.4份或17.5份。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括木质素磺酸钠13.5～14份，具体可以为13.5份、13.6份、13.7份、13.8份、13.9份或14份。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括碳酸钙13.5～14份，具体可以为13.5份、13.6份、13.7份、13.8份、13.9份或14份。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括铝硅酸盐2.5～3份，具体可以为2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份或3份。

在本发明中，所述硫酸钙、硫酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钙和铝硅酸盐配合使用，有利于改善混凝土的强度和凝结时间。在本发明中，具体的，硫酸钙的作用是降低由于混凝土离析后凝结时间延长的影响；硫酸钠的作用是提高混凝土由于离析产生的前期强度损失，且其与硫酸钙有复合作用，从而有利于使混凝土具有较高的抗压强度和较短的凝结时间；木质素磺酸钠的作用是降低此材料在调整混凝土离析状态后流动度小的弊端，并且减小了混凝土中的空隙，提高混凝土离析状态调整后的实用性与抗压强度；碳酸钙在水泥和水的作用下会有效增加浆体量和增大浆体的比表面积，浆体吸取大量的水分能够起到很好的保水作用；铝硅酸盐的作用是抵消由于混凝土离析产生的强度降低的副作用，且其与硫酸钠有复合作用，从而有利于使混凝土具有较高的抗压强度和较短的凝结时间。本发明将各组分用量控制在上述范围，有利于最大程度发挥各组分作用，其中，硫酸钠的用量过多，会存在结晶现象，不利于其均匀分散，会降低混凝土的流动度及后期强度，用量过少则不能与水泥反应发挥最大效果。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括聚合氯化铝1～1.5份，具体可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括纤维素醚0.3～0.5份，具体可以为0.3份、0.35份、0.4份、0.45份或0.5份。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括分散剂1～1.5份，具体可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份。在本发明中，所述分散剂优选为2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐(分散剂NNO)。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明所述混凝土抗离析剂的组分包括乳酸钠0.3～0.5份，具体可以为0.3份、0.35份、0.4份、0.45份或0.5份。

以所述硫酸钙的质量份数为基准，本发明中所述混凝土抗离析剂的组分包括丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物7.1～8份，具体可以为7.1份、7.2份、7.3份、7.4份、7.5份、7.6份、7.7份、7.8份、7.9份或8份。在本发明中，所述丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物的数均分子量优选为600万。

在本发明中，所述聚合氯化铝、纤维素醚、分散剂、乳酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物配合使用，有利于改善混凝土的工作状态，能够吸收泌水严重的离析混凝土中多余的水分，并且提高混凝土的包裹性、流动性与和易性；其中聚合氯化铝在混凝土使用中起到混凝凝聚作用，使离析后分散的混凝土具有较好的粘合力；因纤维素纤维本身具有的特性，如天然的亲水性、卓越的握裹力、巨大的纤维比表面积及较高的韧性和强度等，加入混凝土中后，在水的浸泡和外力作用下，会形成大量均匀分布的细小纤维，可有效阻止混凝土塑性收缩，避免因干缩和温度变化而引起裂缝的出现；丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物能够提高混凝土强度；本发明将各组分用量控制在上述范围，有利于最大程度发挥各组分作用。

本发明提供了上述技术方案所述混凝土抗离析剂的制备方法，包括以下步骤：

将硫酸钙、硫酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钙、铝硅酸盐、聚合氯化铝、纤维素醚、分散剂、乳酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物混合，得到混凝土抗离析剂。

本发明对各组分的加料顺序以及混合方式没有特殊限定，能够将各组分混合均匀即可。

本发明提供了上述技术方案所述混凝土抗离析剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的混凝土抗离析剂在混凝土中的应用。在本发明中，所述混凝土的制备原料包括水泥、粉煤灰、砂、石子、外加剂和水；在本发明中，所述水泥为P.042.5水泥，28天强度≥48.5MPa；在本发明的实施例中，所述水泥具体为江苏海门海螺P.042.5水泥，28天强度48.5MPa。在本发明中，所述粉煤灰优选为II级粉煤灰，细度为45μm方孔筛筛余≤12％；在本发明的实施例中，所述粉煤灰具体为江苏华瑞II级粉煤灰，细度为45μm方孔筛筛余12％。在本发明中，所述砂优选为3.2模数天然砂；所述石子优选为5～31.5mm连续级配石子。在本发明中，所述外加剂优选为减水剂，所述减水剂的减水率优选≥27％；在本发明的实施例中，所述减水剂具体为江苏万斯特高效减水剂，减水率27％。本发明对所述混凝土的制备方法没有特殊限定从，采用本领域技术人员熟知的方法制备即可。在本发明的测试例中，具体是以如下配方的混凝土为例进行说明：按质量份数计，所述混凝土的制备原料包括：175份水、330份水泥、60份粉煤灰、734份砂、1101份石子和4.4份外加剂。在本发明中，所述混凝土抗离析剂的添加量优选为所述混凝土质量的0.9～1.6％，更优选为1.2～1.3％。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1～5

将硫酸钙、硫酸钠、木质素磺酸钠、碳酸钙、铝硅酸盐、聚合氯化铝、纤维素醚、分散剂NNO、乳酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物(数均分子量为600万)混合，得到混凝土抗离析剂。

各组分用量具体如表1所示。

表1实施例中混凝土抗离析剂的制备原料用量(质量份数)

测试例

按质量份数计，将175份水、330份水泥、60份粉煤灰、734份砂、1101份石子和4.4份外加剂混合，得到混凝土(记为混凝土样品1)；其中，所述水泥为江苏海门海螺P.042.5水泥，28天强度48.5MPa；所述粉煤灰为江苏华瑞II级粉煤灰，细度为45μm方孔筛筛余12％；所述砂为3.2模数天然砂；所述石子为5～31.5mm连续级配石子；所述外加剂为减水剂，所述减水剂为江苏万斯特高效减水剂，减水率27％。

向上述混凝土中加入31份实施例5制备的混凝土抗离析剂，所得混凝土记为混凝土样品2。

对所述混凝土样品1和混凝土样品2进行性能测试，具体如下：

1、状态对比

图1为混凝土样品1的状态图，结果显示，塌落度210mm，扩展度650mm；包裹性一般，有轻微泌水，不利于运输泵送与施工。

图2为混凝土样品2的状态图，结果显示，塌落度220mm，扩展度670mm；包裹性佳，状态提升明显，有很好的适应性。

2、混凝土抗压强度对比(150×150×150b标准立方体试件)，具体结果见表2。

表2混凝土样品1和混凝土样品2的抗压强度对比数据

图3为混凝土样品1和混凝土样品2的抗压强度对比图，其中试验1对应混凝土样品1，试验2对应混凝土样品2。

由表2以及图3可知，混凝土样品2具有优异的抗压强度，与混凝土样品1相比，抗压强度提高了约10％。

3、混凝土劈裂抗折强度对比，具体结果见表3。

表3混凝土样品1和混凝土样品2的抗折强度对比数据

由表3可知，混凝土样品2具有优异的抗折强度，与混凝土样品1相比，抗折强度提高了50％以上。

4、混凝土初凝时间以及终凝时间对比

混凝土样品1的初凝时间为2h，终凝时间7h；混凝土样品2的初凝时间为2h，终凝时间为5h。说明本发明提供的混凝土抗离析剂使混凝土具有较短的凝结时间。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。