一种高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂及其制备方法与流程

本发明属于混凝土外加剂，具体来讲，涉及一种高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂及其制备方法、以及其在抑制混凝土的温度裂缝中应用。

背景技术：

1、大体积混凝土裂缝问题一直是工程中亟需解决的问题，每年因为裂缝问题使得后期修补耗费了大量的人力物力，如何减少大体积混凝土中裂缝的产生，已经成为了工程中需要研究的一个热点问题。混凝土裂缝产生的原因有很多种，主要分为收缩裂缝、温度裂缝、沉陷裂缝等；其中收缩裂缝和温度裂缝是两种主要的裂缝形式。

2、温度裂缝是混凝土由于温差较大而引起的。混凝土构件在硬化期间，其中的水泥会放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低以致无法抗衡该拉应力，由此而产生裂缝。显然温度裂缝产生的关键在于内外温差大，因此，减小内外温差便成了减少温度裂缝产生的关键，一般常用的方法是铺设冷却水管。但是，由于水泥早期水化放热过大，尤其是针对很厚的墙体，冷却水管的冷却效率会显得不足。如果能在一定程度上减小水泥水化放热速率峰值，再辅以冷却水管，便能很好地降低大体积混凝土内外温差。而这种能够减小水泥水化放热速率峰值的材料就是水泥水化速率调控材料。

3、目前有诸多针对温度裂缝进行改进的水泥水化速率调控材料的报道，诸如专利文献cn 104710131a以非溶性聚合物包裹改性糊精，得到了一种能有效降低加速期和减速期的水化速率而对水泥水化诱导期几乎没影响的混凝土水化温升抑制剂；这种方法制备简单，但是需要除去有机溶剂，不利于环保。又如专利文献cn 105060762a公开了一种淀粉基水泥水化速率调控材料的制备方法，将淀粉完全糊化后加酶水解，加乙醇沉淀过滤粉碎制得的糊精，继续与乳化剂反应制备了有水化调控作用的淀粉基水泥混凝土水化温升抑制剂；但这种工艺会使用大量的乙醇，后期处理较麻烦。日本专利jp2017165627a和jp2020093940a分别介绍一种抗裂混凝土和一种具有水化调控性能的膨胀剂，其水化热抑制组分均是糊精。

4、以上的水化调控材料在拌合初期就开始发挥作用，或多或少对诱导期产生一定的影响，且在高温下的水化调控性能会有所减弱。

5、因此，针对目前淀粉或糊精类水化温升抑制剂的技术问题，亟需研发一种对诱导期影响很小，且高温下有较好调控性能的水化温升抑制剂，以解决混凝土中存在的温度裂缝问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂，该混凝土水化温升抑制剂通过石蜡达到一定温度时熔融释放出缓慢释放缓凝组分和三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物，从而起到水化调控作用。由于石蜡熔点控制在44℃-50℃，因此该水化温升抑制剂适合在入模温度超过30℃的环境使用。

2、本发明的发明人发现，混凝土的温度峰值一般要超过60℃，而入模温度一般在20-30℃左右，当混凝土温度超过40℃时，说明胶材基本上已经进行了一定程度水化，此时如果能够引入一些缓凝组分或有水化调控性能的材料来降低水化速率，也是一种不错的水化调控方式。这种水化调控方式的优点在于对诱导期几乎没有影响。

3、石蜡是一种混合物，通过调整烃类分子量等方式可以实现不同熔点的性状。石蜡可以作为一种温敏感性材料，在温度达到熔点时由固体转变为液体，实现包裹物的释放。

4、抗坏血酸和三偏磷酸钠在碱性条件下会发生酯化反应，这种反应对三偏磷酸钠进行了修饰，削弱了三偏磷酸钠的缓凝作用，使得酯化物有一定的水化调控性能。再辅以一些缓凝组分，通过石蜡在一定温度下熔融释放，可以起到较好的水化调控性能。

5、基于此，本发明提供了一种高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂，该混凝土水化温升抑制剂为三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物与缓凝组分组成的固相混合物，与熔融石蜡制备而成的固体粉末；

6、所述三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物为三偏磷酸钠和抗坏血酸在碱性条件下生成的酯类化合物；

7、所述石蜡熔点为44℃-50℃。

8、进一步地，缓凝组分选自酒石酸、柠檬酸、葡萄糖、山梨醇、三聚磷酸钠，六偏磷酸钠中任意一种以上混合。

9、本发明所述水化温升抑制剂，依据水泥水化前中期放热温升的特性，设计石蜡在44℃-50℃环境中熔融释放有水化调控性能的酯类化合物和缓凝组分，从而起到水化中期水化速率调控的作用。这种水化温升抑制剂适合混凝土入模温度大于30℃应用场景。

10、本发明所述高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂的制备方法，其包括步骤：

11、(1)将抗坏血酸、三偏磷酸钠和缓凝组分投入到水中，得到第一液相，调整ph至9-11，于40℃～60℃下进行反应2h～4h，中和至ph＝7，60℃烘干，获得缓凝组分/酯的第一固相；

12、(2)将熔点为44℃-50℃的石蜡在60℃-70℃温度下熔融，得到第二液相；

13、(3)将所述第二液相在60℃-70℃温度下充分浸润所述第一固相后停止加热，缓慢降至室温，得到第二固相，将第二固相粉碎即得本发明所述水化温升抑制剂。

14、进一步地，在所述第一液相中，抗坏血酸的质量分数为10％～15％，三偏磷酸钠的质量分数为10％～18％，缓凝组分的质量分数为5％-10％；

15、进一步地，第二液相与第一固相的质量比为1：3～5。

16、步骤(3)中降温速率不超过2℃/min。

17、本发明提供的上述水化温升抑制剂，其可应用在混凝土中用以抑制温度裂缝，即将该水化温升抑制剂按照预添加的混凝土中胶凝材料总质量的0.4％～0.6％的添加量，添加至混凝土中即可。

18、本发明的有益效果如下：

19、本发明提供的高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂由三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物、缓凝组分和石蜡熔融混合制备而成。与常见的水化温升抑制剂不同在于，常见的水化温升抑制剂拌合初期便开始起作用，因此会对水泥水化的诱导期产生一定的影响。本发明的作用在于水化前中期，当水泥开始水化，混凝土温升升到一定程度时，石蜡才会熔融释放出有水化调控性能的三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物和缓凝组分，减缓水泥水化速率，起到水化调控性能。这种方式对诱导期影响很小，且适合应用在高温(30℃以上)入模的混凝土上，同时可保证混凝土28d的抗压强度。

技术特征：

1.一种高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，该混凝土水化温升抑制剂为三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物与缓凝组分组成的固相混合物，与熔融石蜡制备而成的固体粉末；

2.根据权利要求1所述的一种高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂，其特征在于，所述缓凝组分选自酒石酸、柠檬酸、葡萄糖、山梨醇、三聚磷酸钠，六偏磷酸钠中任意一种以上混合。

3.权利要求1或2所述的一种高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述第一液相中，抗坏血酸的质量分数为10％～15％，三偏磷酸钠的质量分数为10％～18％，缓凝组分的质量分数为5％-10％；

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中降温速率不超过2℃/min。

6.一种权利要求1或2所述高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂在混凝土中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，上述水化温升抑制剂按照预添加的混凝土中胶凝材料总质量的0.4％～0.6％的添加量，添加至混凝土中即可。

技术总结本发明公开了一种高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂及其制备方法。本发明所述混凝土水化温升抑制剂为三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物与缓凝组分组成的固相混合物，与熔融石蜡制备而成的固体粉末；所述三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物为三偏磷酸钠和抗坏血酸在碱性条件下生成的酯类化合物；所述石蜡熔点为44℃‑50℃。本发明提供的高温环境适应型混凝土水化温升抑制剂由三偏磷酸钠抗坏血酸酯类化合物、缓凝组分和石蜡熔融混合制备而成。本发明所述水化温升抑制剂起到水化调控性能的同时，对诱导期影响很小，且适合应用在高温入模的混凝土上，同时可保证混凝土28d的抗压强度。技术研发人员：储阳,王瑞,王文彬,王育江,李磊,张晓,张坚受保护的技术使用者：江苏苏博特新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13