一种高强度混凝土的制备方法与流程

本发明涉及混凝土，具体为一种高强度混凝土的制备方法。

背景技术：

1、水泥混凝土是现代工程桥梁铁路中必不可少的建筑材料，混凝土的组成通常是由水泥、砂石、水、外加剂等组成，但是随着土木工程的快速发展，迫切需求发展高性能工程材料，以满足工程中所需的高强度、高韧性等要求。

2、蒙脱土又名岭石、微晶高岭石，一种硅酸盐的天然矿物，具有较强的吸附、分散等性能，广泛应用于各种领域中，可以提高材料的综合性能。

3、如授权公告号为cn 104030635 b的专利公开了混凝土及其制备方法，该发明以水泥、沙子、石子、水、减水剂、植物纤维和蒙脱土为原料进行混合，制备得到的混凝土具有优异的抗冲击性能。但是并没有改善混凝土的流动性以及抗泥性，本发明在此基础之上，制备得到的一种磺酸季铵盐改性聚乙烯醇，将其应用到混凝土中，能够提高混凝土的流动性、抗逆性、以及强度等性能。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度混凝土的制备方法，制备得到的混凝土具有优异的流动性、高强度等性能。

3、（二）技术方案

4、一种高强度混凝土的制备方法，所述高强度混凝土由以下重量组分组成：砂200-300份、石子300-500份、水泥100份、磺酸季铵盐改性聚乙烯醇10-30份、抗硫酸盐防腐阻锈剂8-10份、去离子水50-80份、蒙脱土5-10份；

5、其中，所述高强度混凝土通过如下步骤制备：

6、将砂、石子加入搅拌机，搅拌10-30s，再向其中加入水泥，干搅10-30s，再向其中加入磺酸季铵盐改性聚乙烯醇、抗硫酸盐防腐阻锈剂、去离子水、蒙脱土，搅拌1-3min，浇筑入模，置于振动台上进行震动20-50s，震动结束后，静置24h，置于标准养护室进行养护28天，得到高强度混凝土。

7、优选的，所述磺酸季铵盐改性聚乙烯醇的制备方法如下：

8、（1）将三（4-氨基苯基）胺加入至装有乙腈溶剂的烧瓶中，搅拌分散，再向其中加入1,3-丙烷磺内酯，升温反应，反应结束后，冷却至室温，过滤，丙酮洗涤，干燥，得到中间体1；

9、（2）将中间体1、6-氯-1-己烯加入至装有乙腈溶剂的烧瓶中，搅拌分散，升温反应，反应结束后，过滤，干燥，得到三（4-磺酸苯基）己烯基季铵盐；

10、（3）在氮气条件下，将乙酸乙烯酯加入至甲醇溶剂中，搅拌分散，再向其中加入偶氮二异丁腈、三（4-磺酸苯基）己烯基季铵盐、丙烯酸，升温至60-70℃，反应4-10h，再向其中加入氢氧化钠甲醇溶液，于45-55℃，醇解20-30min，反应结束后，于80-100℃下，用去离子水溶解，趁热过滤，冷却至室温，干燥，得到磺酸季铵盐改性聚乙烯醇。

11、优选的，所述步骤（1）中，三（4-氨基苯基）胺、1,3-丙烷磺内酯的摩尔比为1:3-4。

12、优选的，所述步骤（1）中，升温反应的温度为80-90℃，时间为5-12h。

13、优选的，所述步骤（2）中，中间体1、6-氯-1-己烯的摩尔比为1:1-1.2。

14、优选的，所述步骤（2）中，升温反应的温度为60-70℃，时间为12-24h。

15、优选的，所述步骤（3）中，乙酸乙烯酯、偶氮二异丁腈、三（4-磺酸苯基）己烯基季铵盐、丙烯酸的摩尔比为100:0.05-0.1:2-10:20-50。

16、优选的，所述步骤（3）中，氢氧化钠甲醇溶液的摩尔浓度为0.8-1.2mol/l。

17、（三）有益的技术效果

18、本发明以三（4-氨基苯基）胺、1,3-丙烷磺内酯、6-氯-1-己烯、乙酸乙烯酯为原料，经过开环烷基化反应、季铵化反应、共聚反应，得到磺酸季铵盐改性聚乙烯醇，向水泥中加入磺酸季铵盐改性聚乙烯醇、石子等搅拌均匀，浇筑入模，养护，得到高强度混凝土。

19、本发明制备得到的磺酸季铵盐改性聚乙烯醇，其中含有较多的磺酸基团、羧酸基团、羟基基团以及季铵盐结构，其中含有的羧酸基团、羟基能够与混凝土中的硅酸盐发生化学反应，形成稳定的络合物，通过形成化学键于混凝土强烈的粘结在一起，增加了水泥间的粘结能力，进而提升混凝土的强度等力学性能。此外，其中含有较多的支链，在水泥水化后，形成凝胶孔和毛细孔，具有相互交叉的网络结构，其相当于纤维均匀的分布在混凝土中，进一步增强混凝土的强度等力学性能。其中含有的磺酸基团、羧基等基团能够吸附在混凝土颗粒表面，改变了水泥颗粒表面的电荷分布，形成双电层，增大了水泥颗粒间的静电斥力作用，使得水泥颗粒间的势垒增大，防止水泥颗粒凝聚，提高水泥分散体系的稳定性。其中含有的季铵盐结构是一种阳离子结构，能够通过静电作用吸附在带有负电的粘土上，使得粘土表面的负电荷减小而抑制粘土层与层之间的排斥力，达到较好的抗泥效果。本发明制备得到的混凝土具有优异的流动性和高强度等性能。

技术特征：

1.一种高强度混凝土的制备方法，其特征在于，所述高强度混凝土由以下重量组分组成：砂200-300份、石子300-500份、水泥100份、磺酸季铵盐改性聚乙烯醇10-30份、抗硫酸盐防腐阻锈剂8-10份、去离子水50-80份、蒙脱土5-10份；

2.根据权利要求1所述的高强度混凝土的制备方法，其特征在于，所述磺酸季铵盐改性聚乙烯醇的制备方法如下：

3.根据权利要求2所述的高强度混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，三（4-氨基苯基）胺、1,3-丙烷磺内酯的摩尔比为1:3-4。

4.根据权利要求2所述的高强度混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，升温反应的温度为80-90℃，时间为5-12h。

5.根据权利要求2所述的高强度混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，中间体1、6-氯-1-己烯的摩尔比为1:1-1.2。

6.根据权利要求2所述的高强度混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，升温反应的温度为60-70℃，时间为12-24h。

7.根据权利要求2所述的高强度混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，乙酸乙烯酯、偶氮二异丁腈、三（4-磺酸苯基）己烯基季铵盐、丙烯酸的摩尔比为100:0.05-0.1:2-10:20-50。

8.根据权利要求2所述的高强度混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，氢氧化钠甲醇溶液的摩尔浓度为0.8-1.2mol/l。

技术总结本发明涉及混凝土技术领域，且公开了一种高强度混凝土的制备方法，本发明以三（4‑氨基苯基）胺、1,3‑丙烷磺内酯、6‑氯‑1‑己烯、乙酸乙烯酯为原料，经过开环烷基化反应、季铵化反应、共聚反应，得到磺酸季铵盐改性聚乙烯醇，向水泥中加入磺酸季铵盐改性聚乙烯醇、石子等搅拌均匀，浇筑入模，养护，得到高强度混凝土。本发明制备得到的混凝土具有优异的流动性和高强度等性能。技术研发人员：张永喜,张玉涛,李明伟,张启智,杨浩奇,崔卉,刘振宇,张悦,刘建树受保护的技术使用者：天津天桩建材科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2