一种清水混凝土用外加剂的制备方法与流程

　　1、清水混凝土主要使用在于建筑、桥梁、高铁雨棚和站房工程等免装修工程，因此又称为装饰混凝土。普通混凝土要进一步进行表面装饰，而清水混凝土则是一次性浇筑成型，不用在进行二次装饰，由此减少了建筑垃圾的产生，既降低了建筑的成本，也保护了环境。清水混凝土在施工全套工艺流程中往往会出现粘度大、色差、气泡不易排出、表面泌水等外观品质问题，从而导致清水混凝土的流动性差。因此为了改善清水混凝土的外观质量上的问题，选择在拌制过程中添加外加剂来改善混凝土的性能。

　　2、外加剂的种类和掺量会直接影响到清水混凝土的性能，而普通的聚羧酸减水剂的性能主要体现在减水率的大小，在清水混凝土中聚羧酸减水剂单独使用时易出现蜂窝、裂缝等外观品质问题，因此常须复配一些其他功能性组分从而改善混凝土表面的光洁度及力学性能。现存技术公开号为：cn106145757a公开的一种混凝土高效复合减水剂及其制备方法，其制得的减水剂具有高减水、早强、高增强、低收缩、高保坍等特点，能用来饰面要求高的清水混凝土等。但是其效果并不明显。目前，关于清水混凝土用外加剂的研究尚少，还缺乏全面、系统的研究。如何研发出一种低收缩、混凝土的流动性好、无色差、表观质量优异并对混凝土强度影响程度较小的降粘型清水混凝土用外加剂是如今亟待解决的问题。

　　2、针对上述技术问题，本发明提供一种清水混凝土用外加剂的制备方法，制备出的外加剂的优点包括低收缩、降低混凝土的粘度、减少混凝土离析泌水现象、气孔少、无明显色差，表观质量优异并对混凝土强度无不利影响。

　　5、步骤一：将二乙二醇单丁醚、马来酸酐单体mah和浓硫酸置于100～140℃条件下反应5～8h，合成具有低收缩功能单体c12h20o6；

　　6、步骤二：将丙烯酸-烯丙基聚氧乙烯醚大单体apegnaa、双氧水于水浴锅中加热搅拌15～20min；同时滴加步骤一得到的低收缩功能单体c12h20o6、次亚磷酸钠和vc水溶液，逐滴滴加2～3h；聚合度n为16；

　　7、步骤三：保温1h后用浓度为40％的naoh溶液调节ph至中性制得所需的低收缩、降黏型聚羧酸减水剂p(mah-apegnaa)m，其中聚合度n为16，聚合度m为9；其结构式为：

　　9、步骤四：制备清水混凝土专用外加剂；各组分按质量百分数计为：步骤三得到的减水组分25～28份、缓凝组分1.8～2.1份、微纳米级水化硅酸钙1～4份、色差调节组分0.6～2份、引气组分0.02～0.05份、消泡组分0.04～0.07份、缓释型疏水组分1～4份，其余用量为纯净水；将各组分在常温下搅拌30～40min，均匀搅拌后即可得到所述清水混凝土专用外加剂。

　　10、进一步地，所述缓凝组分为葡萄糖酸钠和糖蜜，其中葡萄糖酸钠和糖蜜以3:1～3的比例混合。

　　11、进一步地，所述微纳米级水化硅酸钙为晶核早强剂c-s-h，其中ca/si为1.5，其经过800～1000r/min的高速剪切搅拌的乳化过程。

　　12、进一步地，所述色差调节组分为偏高岭土、红土、产碳酸酐酶微生物粉剂的一种或多种。

　　13、进一步地，所述引气组分为十二烷基苯磺酸钠和乙基纤维素中的一种或多种混合。

　　14、进一步地，所述消泡组分为有机硅类、聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种；消泡组分的浓度为0.4ppb，其所处环境为cacl2溶液。

　　15、进一步地，所述缓释型疏水组分为核壳结构微球，内核为硅烷、有机硅、硬脂酸液态疏水剂的一种，外壳为硅铝质材料。

　　17、本发明制备的清水混凝土用外加剂，采用丙烯酸-烯丙基聚氧乙烯醚大单体(apegnaa)、马来酸酐单体(mah)单体和二乙二醇单丁醚合成的一种低收缩、降粘型聚羧酸减水组分(p(mah-apegnaa)m)，次亚磷酸钠/vc作为氧化还原体系，其中次亚磷酸钠作为链转移剂。该固含量为40％的聚羧酸减水组分，具有低收缩又有降粘作用的梳型分子结构，掺入低收缩功能单体后混凝土气-液表面张力降低，其低的表面张力显著削弱水泥颗粒的固液界面能，在新拌混凝土中产生的大部分微小气泡能够对水泥颗粒产生隔离作用，逐步降低减水剂的吸附，对水泥有着强烈的分散作用。一方面能保持新拌混凝土的工作性能(明显提高拌合物流动性和坍落度)，另一方面解决混凝土收缩大、粘度大的问题，有利于拌合物内部及其与模板表面气泡排除，因此改善了清水混凝土的表观质量；缓凝组分起到延缓清水混凝土凝结时间，减少经时损失和裂缝的产生，而微纳米级水化硅酸钙作为一种早强组分，明显提高了清水混凝土的早期强度和模板的周转率，避免拆模对清水混凝土的损伤。其次微纳米级水化硅酸钙作为一种纳米材料相当于填充剂的作用，形成更加致密的微孔结构；色差调节组分可提升清水混凝土的表面的美观程度和耐久性；引气组分通过在新拌混凝土中引入大量微小的气泡来改善混凝土的流动性，其次内部微小气泡在凝固后有助于提高清水混凝土的抗冻性能。然而在搅拌过程中难免会产生一些大气泡，因此为了消除这一些不均匀的大气泡，防止气泡对混凝土的强度造成影响，减少模板-拌合物界面的气泡及凝结硬化和拆模后气孔残留，因此就需要添加一些消泡剂来增强破泡能力，来提升清水混凝土的表面十分光滑度，减少表面气孔；缓释型疏水组分，在水泥水化和凝结硬化过程中，内核的疏水组分被外壳包覆，不会影响强度形成。随着反应进行，外壳也发生反应破裂，疏水组分释放到毛细孔隙中，形成一定疏水作用，防止服役过程中清水混凝土表面粘附无机污染物。根据上述配比的外加剂，具有低收缩、混凝土的流动性好、早强效果好、后期具有疏水功能的优点。并且混凝土拌合物不易出现离析泌水的情况，制成的清水混凝土表面基本无气泡，表观质量优异。

　　19、(1)本发明所述的减水组分是一种具有降低粘度和收缩的梳型分子结构的聚羧酸减水组分，能够显著改善清水混凝土拌合物的流动性、降低拌合物粘度、有利于气泡排除。

　　20、(2)本发明所述的早强组分采用的是微纳米级水化硅酸钙，一方面作为早强组分可提升清水混凝土的早期强度和模板周转率，避免清水混凝土早期强度不足引起的拆模损伤，另一方面作为纳米材料由于其具有高的比表面积，在水化过程中它能消耗氢氧化钙ca(oh)2生成额外的水化硅酸钙(c-s-h凝胶)，进而提升了骨料-基体界面过渡区结构，使骨料与水泥之间更好的粘结，从而改善清水混凝土的内部和表观质量。

　　21、(3)减水组分、缓凝组分、早强组分和色差调节组分的复配使用使外加剂的敏感度降低，减少混凝土裂缝的产生，有效提升了清水混凝土的工作性能，逐步提升清水混凝土的外观效果。

　　22、(4)引气组分和消泡组分的复配使用，通过引入大量微小的气泡来改善混凝土的流动性，其次内部微小气泡在凝固后有助于提高清水混凝土的抗冻性能。同时在cacl2溶液中加入0.4ppb的有机硅类消泡剂可以消除混凝土搅拌过程中产生的不均匀的气泡，促使大气泡变成小气泡，消泡速度快、性能好，气泡最终破裂。不会对混凝土的强度造成影响，制成的清水混凝土表面基本无气泡及明显色差。

　　23、(5)缓释型疏水组分，不影响水泥水化和混凝土凝结硬化和强度形成，而在后期释放出疏水组分填充毛细孔隙，使清水混凝土具有一定疏水作用，在服役期有效预防空气中无机污染物的粘附，防止对清水混凝土表面污染和色差产生。

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