[發明專利]一種水泥水化速率調控材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201510082479.2
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104628297B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 劉加平;王文彬;李磊;張小磊;田倩;蔣永菁;趙煥起;徐文
• 申請（專利權）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;C04B26/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 鄭立發

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑領域，具體涉及一種水泥水化速率調控材料及其制備方法與應用。

背景技術

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，當混凝土中水泥水化所放出的熱量來不及散出時，混凝土內部溫度就會升高，而后期水化停止，混凝土溫度又會降至環境溫度；這種溫度變化會引起混凝土體積變化，在受約束的條件下，當溫度變形形成的拉應力超過混凝土抗拉強度時，就會導致溫度裂縫的形成。

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，使得水泥水化所產生的熱量不要集中釋放，為混凝土散熱爭取時間，進而降低混凝土因水化造成的溫升，減少混凝土內部的溫度應力，進而降低開裂風險。

專利JP3729340B2公開了一種由礦渣與糊精復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，公開結果顯示：混凝土的中心溫度降低幅度和強度降低幅度成比例，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控材料及其制備方法與應用：其使用的表面交聯劑糊精，結果顯示交聯后效果有一定的提升，但工藝復雜、且時間較長。

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

綜上所述，已有專利文獻雖然提到糊精有一定的水化速率調控功能，但糊精是淀粉水解的中間產物，種類繁多，不是所有的糊精都具有優秀的水化調控功能；目前已公開的專利或者文獻中，具有水化調控功能的材料制備工藝也繁瑣，因此有必要開發一種制備過程工藝簡單、環保且最終性能優異的水泥水化速率調控材料。

發明內容

發明目的：為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種水泥水化速率調控材料。

技術方案：

申請人通過大量研究發現：糊精能有效降低水泥水化速率本質原因是：糊精在水泥顆粒表面形成一層吸附層，這層吸附層降低了水分由外向水泥顆粒內部遷移的速率，進而降低了水泥的水化速率；而糊精在堿性條件下容易水解，生成小分子的羥基酸，這使得吸附層被破壞，進而影響其水化調控性能，并且糊精降解形成的小分子羥基酸還引起水泥水化誘導期大幅延長。本發明提出利用堿性環境可降解的高分子有機聚合物對糊精表面進行包裹改性，在其表面形成一層有機保護層，減少糊精在誘導期的降解，但隨著水化的進行，可降解的疏水高分子層逐漸降解，又不會影響總的糊精有效含量。

本發明提供的一種水泥水化速率調控材料，為堿性環境可降解高分子聚合物包裹改性的糊精。

作為優選，所述糊精數均分子量在800-90000g/mol；優選地，所述糊精數均分子量2000-60000g/mol；更優選地，所述糊精數均分子量5000-30000g/mol以下。本發明可使用各種糊精，其來源不受限制，可以由各種淀粉經酸或者酶催化水解得到，制備方法可參考本領域公開的文獻資料；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。

作為另一種優選，其中，所述堿性環境可降解高分子聚合物的質量占總質量的0.1％-20％。

作為另一種優選，所述堿性環境可降解高分子聚合物包括聚酯、聚碳酸酯或聚酯碳酸酯的一種或幾種的混合，其數均分子量為1000-100000g/mol。

作為進一步優選，所述聚酯包括聚ε-己內酯(PCL)、聚乳酸(PLA)和聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)；所述聚碳酸酯包括聚2-甲基-2-羰基三亞甲基-1，3-丙二醇碳酸酯、聚2，2-二羥甲基三亞甲基-1，3-丙二醇碳酸酯、聚2-甲基-2-芐氧羰基-1，3-丙二醇碳酸酯和聚2-甲基-2-烯丙氧羰基-1，3-丙二醇碳酸酯；所述聚酯碳酸酯包括聚丙交酯-2-甲基-2-羰基三亞甲基-1，3-丙二醇碳酸酯共聚物、聚ε-己內酯-2，2-二羥甲基三亞甲基-1，3-丙二醇碳酸酯共聚物和聚丙交酯-2-甲基-2-烯丙氧羰基-1，3-丙二醇碳酸酯共聚物。