[發(fā)明專利]一種水泥水化速率調(diào)控材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510061645.0
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104609767B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李磊;王文彬;劉加平;張小磊;田倩;程俊;張守治
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B28/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 沈振濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于混凝土外加劑領(lǐng)域，具體涉及一種水泥水化速率調(diào)控材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

混凝土的裂縫控制問題是建筑工程中很重要的問題之一，而其中溫度裂縫又是最常見的裂縫形式。水泥水化會放出大量的熱，當(dāng)混凝土中水泥水化所放出的熱量來不及散出時(shí)，混凝土內(nèi)部溫度就會升高，而后期水化停止，混凝土溫度又會降至環(huán)境溫度；這種溫度變化會引起混凝土體積變化，在受約束的條件下，當(dāng)溫度變形形成的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會導(dǎo)致溫度裂縫的形成。

為了降低混凝土中的溫度變化，就需要調(diào)控水泥的水化過程，盡量降低水泥加速期的水化速度，使得水泥水化所產(chǎn)生的熱量不要集中釋放，為混凝土散熱爭取時(shí)間，進(jìn)而降低混凝土因水化造成的溫升，減少混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力，進(jìn)而降低開裂風(fēng)險(xiǎn)。

專利JP3729340B2公開了一種由礦渣與糊精復(fù)合能降低混凝土溫升的混合材，其中使用的糊精是市售無任何改性處理的糊精，其冷水溶解度10～30％；然而，公開結(jié)果顯示：混凝土的中心溫度降低幅度和強(qiáng)度降低幅度成比例，即這種混合材雖然起到降溫的作用，但其又使混凝土強(qiáng)度降低。

專利EP1233008A1公開了一種含有糊精的膨脹劑材料，采用市售無任何改性處理、冷水溶解度低于70％糊精用于抑制水化熱，公開的結(jié)果顯示其使得混凝土溫度僅降低了1℃，效果不佳。

專利CN201410010473公開了一種水化熱調(diào)控材料及其制備方法與應(yīng)用：其使用的表面交聯(lián)劑糊精，結(jié)果顯示交聯(lián)后效果有一定的提升，但工藝復(fù)雜、且時(shí)間較長。

專利CN201410009447公開了一種中熱硅酸鹽水泥水化歷程調(diào)控材料，其由糊精、改性糊精及油酸組成，公開的結(jié)果顯示最優(yōu)的配比能降低水泥水化最大速率峰值66.3％，但其制備過也較復(fù)雜。

綜上所述，已有專利文獻(xiàn)雖然提到糊精有一定的水化速率調(diào)控功能，但糊精是淀粉水解的中間產(chǎn)物，種類繁多，不是所有的糊精都具有優(yōu)秀的水化調(diào)控功能；目前已公開的專利或者文獻(xiàn)中，具有水化調(diào)控功能的材料制備工藝也繁瑣，因此有必要開發(fā)一種制備過程工藝簡單、環(huán)保且最終性能優(yōu)異的水泥水化速率調(diào)控材料。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種水泥水化速率調(diào)控材料及其制備方法與應(yīng)用。

技術(shù)方案：

申請人通過大量研究發(fā)現(xiàn)：選用特定分子量的糊精與淀粉進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)重構(gòu)，能夠得到糊精-淀粉復(fù)合結(jié)構(gòu)(非糊精顆粒與淀粉顆粒直接物理共混)，能得到降低水泥最大放熱峰值超過75％以上的水化速率調(diào)控材料，同時(shí)該材料也不會降低混凝土后期強(qiáng)度。由于淀粉為糊精的母體(糊精為淀粉的不完全水解產(chǎn)物)，其性質(zhì)與糊精有一定的相似性，所以優(yōu)選其作為與糊精進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)重構(gòu)的化合物，形成的糊精-淀粉復(fù)合結(jié)構(gòu)，能大幅降低水泥水化速率，且還改善了糊精易引起水泥水化凝結(jié)時(shí)間長的弊端。

本發(fā)明提供的一種水泥水化速率調(diào)控材料，為糊精-淀粉復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。

作為優(yōu)選，所述糊精數(shù)均分子量1000-90000g/mol；優(yōu)選地，所述糊精數(shù)均分子量3000-60000g/mol；更優(yōu)選地，所述糊精數(shù)均分子量在7000-30000g/mol。本發(fā)明可使用各種糊精，其來源不受限制，可以由各種淀粉經(jīng)酸或者酶催化水解得到，制備方法可參考本領(lǐng)域公開的文獻(xiàn)資料；糊精的冷水溶解性不受限制，可以為不完全冷水可溶的白糊精，也可為完全溶解的黃糊精或者麥芽糊精。

作為另一種優(yōu)選，所淀粉種類不受限制，優(yōu)選玉米淀粉、馬鈴薯淀粉或木薯淀粉。

作為另一種優(yōu)選，所述淀粉的質(zhì)量占總質(zhì)量的0.5-60％，優(yōu)選1-25％，更優(yōu)選1.5-10％。

本發(fā)明還提供了一種水泥水化速率調(diào)控材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)淀粉、糊精在溶劑中溶解；

(2)將步驟(1)的混合溶液造粒干燥，即得粉末狀的水泥水化速率調(diào)控材料。

其中，步驟(1)中，所述溶劑為二甲基亞砜或水。

其中，步驟(2)中，所述造粒干燥方法：為向混合溶液中加入不良溶劑得沉淀，所述不良溶劑為丙酮、四氫呋喃或乙醚；或者為將混合溶液噴霧干燥。

本發(fā)明還提供了上述水泥水化速率調(diào)控材料在混凝土中的應(yīng)用，所述水泥水化速率調(diào)控材料的摻量(相對于膠材的用量)為0.05-3％，優(yōu)選0.1-2％，更優(yōu)選0.15-1％。