[發明專利]一種水泥水化調控材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610045923.8
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105712647A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 王文彬;李磊;張小磊;李全龍;王偉;田倩
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司;博特建材（天津）有限公司
• 主分類號: C04B24/10
• 分類號: C04B24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及混凝土外加劑領域，具體涉及一種水泥水化調控材料及其制備方法。

背景技術

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，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。

為了減少溫度裂縫，則必須的降低混凝土溫升。結構尺寸、施工工況、外部環境一 定的情況下，要降低混凝土結構溫升則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更分散，進而避免熱量累積，降低溫升。

目前在混凝土工業中已經有大量的化合物用于控制水泥的水化。

第一類為加速水泥水化的早強劑，例如CN200710190542.X，其成分主要為無機鹽 類與有機物類早強組分復配而成，包括：無機組分如硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽中的 至少2種，有機組分如甲酸鈣、乙酸鈉、草酸鈣、三乙醇胺、三異丙醇胺以及尿素中的一種。

第二類為推遲水泥凝結的緩凝劑，如1)糖類：葡萄糖，葡萄糖酸，葡萄糖酸鈉(鈣 鹽)，葡萄糖，蔗糖；2)羥基酸及其鹽：酒石酸，酒石酸鉀(鈣)，檸檬酸，檸檬酸鹽等；3)；3)多 羥基化合物：丙三醇、山梨醇、甘露醇等。

然而以上第二類化合物主要是延長水泥水化誘導期，但對水泥水化的加速期及減 速期幾乎沒有影響，因此其不能解決水泥水化集中放熱的問題。

【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℃。

【CN201410010473】公開了一種水化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，但效果還存不足。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種水泥水化速率調控材料，該材料 能夠直接調控水泥的水化過程，在不影響水泥最終總放熱量的前提下，使得水泥水化放熱 均分在更長的時間，減少水化集中放熱，從而降低混凝土溫升的目的。

本發明所述水泥水化調控材料，其為酯化取代的糖醇或者糖類物質。即糖醇或者 糖類物質自身羥基，與酯化試劑反應，得到的衍生物。

所述的糖醇選自木糖醇、山梨醇、甘露醇、麥芽糖醇中的任意一種以上以任意比例 混合；

所述的糖類物質選自葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、果糖中的任意一種以任意比例混合；

所述的酯化試劑選自酸酐類酯化試劑或酸類酯化試劑：酸酐類酯化試劑為甲酸 酐、乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、馬來酸酐和/或碳原子數目8-14的烯基-琥珀酸酐；酸類酯化試 劑選自丁酸和/或己酸。

作為優選，所述的酯化試劑為碳原子數小于4的脂肪酸或酸酐。

為了提高本發明產物的水泥水化調控性能，需嚴格控制所述水泥水化調控材料的 酯化取代度數目，否則易導致緩凝；所述酯化取代度的數目需大于等于1，所述酯化取代度 是指糖醇或糖羥基酯化反應的數目。

作為優選，所述水泥水化調控材料的酯化取代度數目大于等于2。

再優選，所述水泥水化調控材料的酯化取代度數目大于等于3。

最優選，所述水泥水化調控材料的酯化取代度數目大于等于4。

酯化取代度的控制通過糖醇/或糖類物質與酯化試劑的的摩爾濃度比來控制，為 了保證反應程度，酯化試劑稍過量進行投料。

本發明所述水泥水化調控材料的制備方法：將糖醇和/或糖類物質加入水中，調節 pH在8-9范圍內，加入酸酐類酯化試劑，在30℃條件下反應2h，中和至中性，即得到所述水泥 水化調控材料。

本發明所述水泥水化調控材料的制備方法：將糖醇和/或糖類物質加入甲苯中，加 入酸類酯化試劑和對甲基苯磺酸，升溫至130℃反應15小時，期間用分水器分離出生成的 水，有利于提高酯化程度，反應結束后所得液體用水萃取，即得到所述的水化調控材料。

酯化的方法可多樣而不受限制，可參考化學領域的方法，如在甲苯介質中，對甲基 苯磺酸催化酸與醇發生反應形成酯；堿性條件下酸酐與醇酯化；堿性條件下酯與醇進行酯 交換反應。酯化方法的不同對所述水化調控材料的性能沒有影響。