一種內(nèi)摻型混凝土孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于混凝±外加劑領(lǐng)域，具體設(shè)及一種改善混凝±孔徑尺寸和級配的內(nèi)滲 型混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝±外加劑是在攬拌混凝±過程中滲入，占水泥質(zhì)量5% W下的，能顯著改善混 凝±性能的化學(xué)物質(zhì)，在混凝±中滲入外加劑，具有投資少、見效快、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著的 特點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，外加劑已越來越多地得到應(yīng)用，工程上常用外加劑可分為 四類：
[0003] 1、改善混凝±拌合物流變性能的外加劑。包括減水劑、引氣劑和累送劑。
[0004] 2、調(diào)節(jié)混凝±凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和速凝劑。
[0005] 3、改善混凝±耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻誘劑等。
[0006] 4、改善混凝±其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和 累送劑
[0007] 運(yùn)些外加劑具有改善混凝±某一性能的特點(diǎn)。但是目前還沒有一種外加劑被開發(fā) 用于改善混凝±孔結(jié)構(gòu)。混凝±的多孔性和高滲透性是其自身的一種特征，也是影響混凝 ±結(jié)構(gòu)物耐久性的主要原因?？捉Y(jié)構(gòu)是混凝±微觀結(jié)構(gòu)中的重要部分，混凝±的孔存在與 硬化膠凝材料、骨料及硬化膠凝材料與骨料的界面上，混凝±的孔可分為凝膠孔（<l〇nm)、 過渡孔（10~10化m)、毛細(xì)孔（100~lOOOnm)，孔尺寸越小，對混凝±危害越小，當(dāng)孔尺寸< 15nm時(shí)被認(rèn)為是無害級孔，而隨孔尺寸增加，危害程度增加。
[0008] 改善混凝±孔結(jié)構(gòu)，降低有害孔和多害孔的數(shù)量，將有害孔尺寸變?yōu)闊o害孔尺寸 時(shí)，就可W提高混凝±自身致密性，進(jìn)而減少和延緩有害物質(zhì)向混凝±孔隙的遷移，從而改 善混凝±耐久性，延長結(jié)構(gòu)物使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是改善混凝±孔徑尺寸與分布，從根本上提高混凝±自身致密性， 進(jìn)而減少和延緩有害物質(zhì)向混凝±孔隙的遷移，從而改善混凝±耐久性，延長結(jié)構(gòu)物使用 壽命。
[0010] 本發(fā)明所述內(nèi)滲型混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑采用多元復(fù)合技術(shù)，首次將氣相二氧化 娃、天然石英粉、硬脂酸鹽、結(jié)構(gòu)控制劑、脂肪胺聚氧乙締基酸、脂肪酸聚氧乙締基醋有效結(jié) 合，利用氣相法白炭黑和天然石英粉的尺寸效應(yīng)和反應(yīng)活性，增加所述結(jié)構(gòu)控制劑在拌合 過程中水泥反應(yīng)位點(diǎn)數(shù)量，控制混凝±有害孔數(shù)量，降低混凝±孔隙率，從而提高混凝±致 密性。利用所述內(nèi)滲型混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑自身的活性基團(tuán)及極性鍵與氣相法白炭黑表面 的Si-OH基作用，優(yōu)先吸附在白炭黑表面而屏蔽部分活性點(diǎn)，從而控制氣相法白炭黑的反應(yīng) 活性;利用脂肪酸聚氧乙締基酸、脂肪酸聚氧乙締基醋獨(dú)特的擴(kuò)散活性和硬脂酸鹽的高效 表面活性，有利于所述內(nèi)滲型混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑在混凝±拌合過程中均勻分散，避免團(tuán) 聚。
[0011] 各組分有效結(jié)合并產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，克服了其各自的缺點(diǎn)，高效抑制混凝±侵蝕介 質(zhì)傳輸、降低混凝±電通量、提高混凝±耐氯鹽侵蝕性能從而顯著提高混凝±的耐久性。
[0012] 所述內(nèi)滲型混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑包含W下組成，W重量分?jǐn)?shù)計(jì)： 氣相法白炭黑 η-可5, 結(jié)構(gòu)控制劑 5-10， 天然石英粉 10-彿，
[0013] 硬脂酸鹽 ：1-5， 脂肪胺聚氧乙烯基職 1-5，： 脂肪酸聚氧及燃墓醋 1-5;
[0014] 所述氣相法白碳黑的平均粒徑15~30nm，比表面積為100~20(WVg。
[0015] 所述結(jié)構(gòu)控制劑為二苯基娃二醇、平均聚合度小于8的二徑基聚二甲基硅氧烷、二 控基二烷氧基硅烷中的一種W上任意比例混合；
[0016] 所述天然石英粉的平均粒徑30~50nm，比表面積為30~40m2/g。
[0017] 所述硬脂酸鹽選自硬脂酸鋒、硬脂酸巧、硬脂酸儀中的一種W上任意比例混合。
[0018] 所述的脂肪胺聚氧乙締基酸選自十二胺聚氧乙締基酸、十八胺聚氧乙締基酸中的 一種W上任意比例混合。
[0019] 所述脂肪酸聚氧乙締基醋選自硬脂酸的硬脂酸聚氧乙締基醋、月桂酸聚氧乙締基 醋、油酸聚氧乙締基醋一種W上任意比例混合。
[0020] 制備方法:所述內(nèi)滲型混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑采用兩步投料法制備，首先將天然石 英粉與硬脂酸鋒加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入氣相法白炭黑和結(jié)構(gòu)控制劑，十二胺聚氧乙締基酸，硬脂酸聚氧乙締基醋， 然后按照自轉(zhuǎn)速度1.8r/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合30min后停止攬拌后出料，得到所述內(nèi) 滲型混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0021] 所述內(nèi)滲型混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑能夠減少混凝±少害孔和有害孔數(shù)量，改善孔徑 尺寸和級配，提高混凝±自身致密性，進(jìn)而減少和延緩有害物質(zhì)向混凝±孔隙的遷移，從而 改善混凝±耐久性，延長結(jié)構(gòu)物使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面用實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。
[0023] 具體實(shí)施例1. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將75kg天然石英 粉與25Kg硬脂酸鋒加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入350kg氣相法白炭黑和25kg結(jié)構(gòu)控制劑二苯基娃二醇，1化g十二胺聚氧乙締 基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度5化/min混合30min 后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0024] 具體實(shí)施例2. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將70kg天然石英 粉與25Kg硬脂酸巧加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入35化g氣相法白炭黑和25kg結(jié)構(gòu)控制劑二徑基聚二甲基硅氧烷，1化g十二胺 聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min 混合30min后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0025] 具體實(shí)施例3. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將100kg天然石英 粉與25Kg硬脂酸儀加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入32化g氣相法白炭黑和25kg結(jié)構(gòu)控制劑二徑基聚二甲基硅氧烷，1化g十二胺 聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min 混合30min后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0026] 具體實(shí)施例4. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將50kg天然石英 粉與25Kg硬脂酸鋒加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入37化g氣相法白炭黑和25kg結(jié)構(gòu)控制劑二苯基娃二醇，10kg十二胺聚氧乙締 基酸，1化g月桂酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57;r/min混合30min 后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0027] 具體實(shí)施例5. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將75kg天然石英 粉與25Kg硬脂酸巧加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入350kg氣相法白炭黑和20kg結(jié)構(gòu)控制劑二控基二烷氧基硅烷，巧kg十二胺聚 氧乙締基酸，1化g月桂酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min,公轉(zhuǎn)速度57r/min混 合30min后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[00%]具體實(shí)施例6. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將85kg天然石英 粉與15Kg硬脂酸儀加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度571·/min混合 5min，然后加入350kg氣相法白炭黑和25kg結(jié)構(gòu)控制劑二苯基娃二醇，1化g十八胺聚氧乙締 基酸，13kg月桂酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合30min 后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0029] 具體實(shí)施例7. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將75kg天然石英 粉與lOKg硬脂酸鋒加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入36化g氣相法白炭黑和25kg結(jié)構(gòu)控制劑二控基二烷氧基硅烷，9kg十八胺聚 氧乙締基酸，1化g油酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 30min后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0030] 具體實(shí)施例8. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將75kg天然石英 粉與5Kg硬脂酸巧加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.8r/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入360kg氣相法白炭黑和25kg結(jié)構(gòu)控制劑二苯基娃二醇，nkg十八胺聚氧乙締 基酸，18kg油酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1. Sr/min，公轉(zhuǎn)速度57;r/min混合30min后 停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0031] 具體實(shí)施例9. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將95kg天然石英 粉與25Kg硬脂酸儀加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入34化g氣相法白炭黑和25kg結(jié)構(gòu)控制劑二苯基娃二醇，4kg十八胺聚氧乙締 基酸，6kg油酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1. Sr/min，公轉(zhuǎn)速度571·/min混合30min后 停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0032] 具體實(shí)施例10. W生產(chǎn)500Kg內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑為例，首先將70kg天然石英 粉與20Kg硬脂酸鋒加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 5min，然后加入370kg氣相法白炭黑和15kg結(jié)構(gòu)控制劑二控基二烷氧基硅烷，。kg十八胺聚 氧乙締基酸，13kg油酸聚氧乙締基醋，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合 30min后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
[0033] 對比例1:相比實(shí)施例1，缺少天然石英粉，首先將25Kg硬脂酸鋒加入到雙螺旋錐形 混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合5min，然后加入350kg氣相法白炭黑和 25kg結(jié)構(gòu)控制劑二苯基娃二醇，1化g十二胺聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后 按照自轉(zhuǎn)速度1.8r/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合30min后停止攬拌后出料，得到對比例1。
[0034] 對比例2:相比實(shí)施例1，缺少硬脂酸鋒，首先將75Kg天然石英粉加入到雙螺旋錐形 混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合5min，然后加入350kg氣相法白炭黑和 25kg結(jié)構(gòu)控制劑二苯基娃二醇，1化g十二胺聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后 按照自轉(zhuǎn)速度1.8r/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合30min后停止攬拌后出料，得到對比例2。
[0035] 對比例3:相比實(shí)施例1，缺少氣相法白炭黑，首先將75kg天然石英粉與25Kg硬脂酸 鋒加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/min,公轉(zhuǎn)速度57;r/min混合5min，然后加入 25kg結(jié)構(gòu)控制劑二苯基娃二醇，1化g十二胺聚氧乙締基酸，13kg硬脂酸聚氧乙締基醋，然后 按照自轉(zhuǎn)速度1.化/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合30min后停止攬拌后出料，得到內(nèi)滲對比例 3。
[0036] 對比例4:相比實(shí)施例1，缺少結(jié)構(gòu)控制劑，十二胺聚氧乙締基酸，硬脂酸聚氧乙締 基醋，首先將75kg天然石英粉與25Kg硬脂酸鋒加入到雙螺旋錐形混合機(jī)W自轉(zhuǎn)速度1.化/ min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合5min，然后加入350kg氣相法白炭黑，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.化/ min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合30min后停止攬拌后出料，得到對比例4。
[0037] 應(yīng)用例：
[0038] 滲加該混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，評價(jià)材料對混凝±孔結(jié)構(gòu)改善效果， 測試按照國標(biāo)GB/T 21650.1-2008《壓隸法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度 第1部分:壓隸法》進(jìn)行。
[0039] 表1孔結(jié)構(gòu)特征參數(shù)：
[0040]

[0041] 表1是不滲加混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑與滲加實(shí)施例的孔結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，滲加實(shí)施例 樣品后，總空隙率、平均孔徑和最可幾孔徑都發(fā)生明顯降低。
[0042] 表2孔級配：
[0043]

[0044] 表2是不滲加混凝±孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑與滲加實(shí)施例的孔級配，滲加實(shí)施例樣品后，無 害、少害孔比例增加，有害孔和多害孔比例降低，孔結(jié)構(gòu)改善明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種內(nèi)摻型混凝土孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑，其特征在于，包含以下組成，以重量分?jǐn)?shù)計(jì)： 氣相法白炭黑 70 -75， 結(jié)構(gòu)控制劑 5-10， 天然石英粉 10-20， 硬脂酸鹽 1-5， 脂肪胺聚氧乙烯基醚 1-5， 脂肪酸聚氧乙烯基酯 1-5; 所述氣相法白碳黑的平均粒徑15~30nm，比表面積為100~200m2/g; 所述結(jié)構(gòu)控制劑為二苯基硅二醇、平均聚合度小于8的二羥基聚二甲基硅氧烷、二烴基 ^烷氧基硅烷中的一種以上任意比例混合； 所述天然石英粉的平均粒徑30~50nm，比表面積為30~40m2/g; 所述硬脂酸鹽選自硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂中的一種以上任意比例混合； 所述的脂肪胺聚氧乙烯基醚選自十二胺聚氧乙烯基醚、十八胺聚氧乙烯基醚中的一種 以上任意比例混合； 所述脂肪酸聚氧乙烯基酯選自硬脂酸的硬脂酸聚氧乙烯基酯、月桂酸聚氧乙烯基酯、 油酸聚氧乙烯基酯一種以上任意比例混合。2. 權(quán)利要求1所述內(nèi)摻型混凝土孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑的制備方法，其特征在于，所述內(nèi)摻型混 凝土孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑采用兩步投料法制備，首先將天然石英粉與硬脂酸鋅加入到雙螺旋錐形 混合機(jī)以自轉(zhuǎn)速度1.8r/min，公轉(zhuǎn)速度57r/min混合5min，然后加入氣相法白炭黑和結(jié)構(gòu)控 制劑，十二胺聚氧乙烯基醚，硬脂酸聚氧乙烯基酯，然后按照自轉(zhuǎn)速度1.8r/min，公轉(zhuǎn)速度 57r/min混合30min后停止攪拌后出料，得到所述內(nèi)摻型混凝土孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內(nèi)摻型混凝土孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑及其制備方法，所述內(nèi)摻型混凝土孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑的組成包括：氣相法白炭黑，結(jié)構(gòu)控制劑，天然石英粉，硬脂酸鹽，脂肪胺聚氧乙烯基醚，脂肪酸聚氧乙烯基酯。所述內(nèi)摻型混凝土孔結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑能夠減少混凝土少害孔和有害孔數(shù)量，改善孔徑尺寸和級配，提高混凝土自身致密性，進(jìn)而減少和延緩有害物質(zhì)向混凝土孔隙的遷移，從而改善混凝土耐久性，延長結(jié)構(gòu)物使用壽命。
【IPC分類】C04B24/04, C04B24/42, C04B24/32, C04B14/06
【公開號】CN105712659
【申請?zhí)枴緾N201511020284
【發(fā)明人】王洪松, 崔鞏, 王瑞, 周華新, 李磊, 田倩
【申請人】江蘇蘇博特新材料股份有限公司