一種功能性混凝土外加劑的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種功能性混凝土外加劑。
【背景技術】
[0002] 混凝土外加劑是在攪拌混凝土過程中摻入，占水泥質量5%以下的，能顯著改善混 凝土性能的化學物質，在混凝土中摻入外加劑，具有投資少、見效快、技術經(jīng)濟效益顯著的 特點。隨著科學技術的不斷進步，外加劑已越來越多地得到應用，工程上常用外加劑可分為 四類：
[0003] 1、改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。包括減水劑、引氣劑和栗送劑。
[0004] 2、調(diào)節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑。
[0005] 3、改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。
[0006] 4、改善混凝土其他性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑和 栗送劑
[0007] 這些外加劑具有改善混凝土某一性能的特點。但是目前還沒有一種功能性外加劑 被開發(fā)用于解決惡劣環(huán)境下混凝土耐侵蝕性能。在惡劣環(huán)境下、由于環(huán)境介質中的氯離子 或混凝土原材料中的氯離子滲入到鋼筋周圍，達到一定濃度后破壞鋼筋的鈍化膜，引起鋼 筋銹蝕，削減其有效截面，降低其粘結強度等受力性能，使混凝土保護層順筋脹裂，是影響 混凝土結構耐久性的主要病害，已經(jīng)引起國內(nèi)外的普遍重視。
[0008] 目前工程設計時，為防止混凝土耐侵蝕而采用方法有:提高混凝土強度等級、增加 混凝土保護層厚度或在混凝土表面涂刷耐侵蝕涂層，但這些方法均存在明顯的弊端，沒有 從根本上抑制侵蝕介質在混凝土內(nèi)部的傳輸。例如氯離子侵蝕混凝土的途徑通常有兩種： 其一是"混入"，如摻用含氯離子外加劑、施工用水含氯離子、在含鹽環(huán)境中拌制澆注混凝土 等;其二是"滲入"，環(huán)境中的氯離子通過混凝土的宏觀、微觀缺陷滲入到混凝土中，并到達 鋼筋表面。"混入"現(xiàn)象大都是施工管理的問題;而"滲入"現(xiàn)象則是綜合技術的問題，與混凝 土材料多孔性、密實性、工程質量，鋼筋表面混凝土層厚度等多種因素有關。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對現(xiàn)有混凝土外加劑未能從根本上抑制侵蝕介質在混凝土內(nèi)部的傳輸?shù)膯栴}， 本發(fā)明提供一種功能性混凝土外加劑，能夠降低混凝土吸水速率、提高混凝土憎水性、抑制 侵蝕介質空隙傳輸，從而顯著提高混凝土的耐久性。
[0010] 在本發(fā)明中，采用多元復合技術，首次將交聯(lián)聚乙烯基硅氧烷和/或交聯(lián)聚已烯基 硅氧烷、聚甲基苯基倍半硅氧烷、烷氧基硅烷、硬酯酸鹽、脂肪胺聚氧乙烯基醚、脂肪酸聚氧 乙烯基酯有效結合，利用交聯(lián)聚乙烯基硅氧烷和/或交聯(lián)聚已烯基硅氧烷、烷氧基硅烷與喊 性混凝土的反應活性，增加該外加劑材料在拌合過程中水泥反應位點數(shù)量，利用聚甲基苯 基倍半硅氧烷的納米效應，降低混凝土孔隙率從而提高致密性，利用硬酯酸鹽的疏水作用 提高混凝土的憎水性，降低混凝土吸水速率，利用脂肪酸聚氧乙烯基醚、脂肪酸聚氧乙烯基 酯的快速易分散的擴散活性，有利于該外加劑材料在混凝土拌合過程中均勻分散，避免團 聚。各組分有效結合并產(chǎn)生協(xié)同效應，克服了其各自的缺點，高效抑制惡劣環(huán)境下侵蝕介質 傳輸、降低混凝土電通量、提高混凝土耐氯鹽侵蝕性能從而顯著提高混凝土的耐久性。
[0011] 本發(fā)明所述功能性混凝土外加劑包含以下組成，以重量分數(shù)計： 交聯(lián)聚乙烯基硅氧烷和/或交聯(lián)聚已烯基硅氧烷25-45， 聚甲基苯基倍半硅氧烷 】5-20, 烷氧基娃銳 5-10?
[0012] 硬脂酸鹽 H 脂肪胺聚氧乙烯基醚 1-5， 脂肪酸聚氧乙烯基酯 1-5;
[0013] 所述交聯(lián)聚乙烯基硅氧烷，是以乙烯基封端硅氧烷和鉑族金屬絡合物催化而得的 液體交聯(lián)聚硅氧烷；
[0014] 所述乙烯基封端硅氧烷選自以下組分中的一種或兩種:二甲基乙烯基封端的二甲 基硅氧烷;^甲基乙烯基封端的^甲基硅氧烷;^甲基乙烯基封端的甲基乙烯基硅氧烷；乙 烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷-聚甲基乙烯基硅氧烷共聚物；乙烯基二甲氧基 硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物或己烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合 物;前述硅氧烷共聚物和硅氧烷聚合物其各自聚合度為10-100。
[0015] 所述交聯(lián)聚己烯基硅氧烷是由己烯基封端硅氧烷和鉑族金屬絡合物催化而得的 液體交聯(lián)所得；
[0016] 所述己烯基封端硅氧烷選自：已烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧-聚甲基 己烯基硅氧烷共聚物或已烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物，聚合度為10-100〇
[0017] 所述交聯(lián)聚乙烯基硅氧烷或交聯(lián)聚已烯基硅氧烷的制備方法:在裝置有攪拌器、 回流冷凝管、溫度計的反應裝置中，在25°C下加入乙烯基封端硅氧烷或己烯基封端硅氧烷， 加入鉑催化劑升溫至80°C，攪拌反應1-2h，加入反應終止穩(wěn)定劑1-乙炔基-1-環(huán)己醇，降至 室溫即得。
[0018] 所述聚甲基苯基倍半硅氧烷是以苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷水解縮合 得到的聚甲基苯基倍半硅氧烷。
[0019] 所述聚甲基苯基倍半硅氧烷的制備方法:在裝置有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的 反應裝置中，加入甲基三乙氧基硅烷，丙基三乙氧基硅烷，0.01m 〇l/L鹽酸，于50°C下反應 30min，再升溫到7(TC反應2h;然后，于80°C下將所得水解產(chǎn)物在甲基異丁酮中與三乙胺反 應3h，用鹽酸中和，即得到得到聚甲基苯基倍半硅氧烷。
[0020] 所述的烷氧基硅氧烷含有以下組分：甲基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基 三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、異辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三 甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷中的任意一種以上以任意比例混合。
[0021] 所述硬脂酸鹽選自硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂中的任意一種以上以任意比例 混合。
[0022]所述的脂肪胺聚氧乙烯基醚選自十二胺聚氧乙烯基醚、十八胺聚氧乙烯基醚中的 任意一種以上以任意比例混合。
[0023]所述脂肪酸聚氧乙烯基酯選自硬脂酸聚氧乙烯基酯、月桂酸聚氧乙烯基酯、油酸 聚氧乙烯基酯中的任意一種以上以任意比例混合。
[0024]所述功能性混凝土外加劑具有降低混凝土電通量、提高混凝土耐氯鹽侵蝕性能、 抑制惡劣環(huán)境下侵蝕介質侵蝕從而顯著提高混凝土的耐久性的作用。
[0025]本發(fā)明所述功能性混凝土外加劑的制備方法為:將各組分在60°C下混合均勻即得 本發(fā)明所述功能性混凝土外加劑。
[0026]本發(fā)明所述功能性混凝土外加劑的使用方法為:在混凝土拌合過程中添加該外加 劑，每方混凝土推薦用量l-5kg，與膠粘材料、骨料等拌合均勻后澆筑使用。
[0027]所述功能性混凝土外加劑在惡劣環(huán)境下抑制侵蝕介質在混凝土內(nèi)部傳輸具有獨 特而顯著的作用，該外加劑能夠降低混凝土碳化速率、電通量、氯離子滲透系數(shù)，提供混凝 土抗?jié)B等級。該外加劑以交聯(lián)改性的S i -0- S i結構為主體，具有高穩(wěn)定性和耐腐蝕性，功能 性疏水基團和納米尺寸效果改善混凝土的微觀孔結構，并發(fā)揮各組分的協(xié)同效應實現(xiàn)抑制 侵蝕介質傳輸目的，當與不含本發(fā)明公開的組分的類似材料組合物相比時，本發(fā)明的材料 料組合物可顯示出顯著增加的功能性性能。
【具體實施方式】
[0028]下面用實施例來進一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。
[0029] 實施例1
[0030] 1)交聯(lián)聚乙烯基硅氧烷和/或交聯(lián)聚已烯基硅氧烷制備:在裝置有攬摔器、回流冷 凝管、溫度計的反應裝置中，在25°C下依次加入400g乙烯基二甲基硅氧基封端的聚二甲基 硅氧烷-聚甲基乙烯基硅氧烷共聚物、15g二乙烯基四甲基二硅氧烷、5g乙烯基三甲氧基硅 烷加入鉑催化劑升溫至80°C，攪拌反應l_2h，加入反應終止穩(wěn)定劑1-乙炔基-1-環(huán)己醇 1.2g，降至室溫得到粘稠狀液體。
[0031] 2)聚甲基苯基倍半硅氧烷的制備:在裝置有攪拌器、回流冷凝管、溫度計的反應裝 置中，加入甲基三乙氧基硅烷160ml，丙基三乙氧基硅烷10ml，0.01mol/L鹽酸10mL，于50°C 下反應30min，再升溫到70°C反應2h;然后，于80°C下將所得水解產(chǎn)物在甲基異丁酮中與三 乙胺反應3h，用鹽酸中和，得到聚甲基苯基倍半硅氧烷。
[0032] 3)功能性混凝土外加劑的制備:在裝置有攪拌器、回流冷凝管、溫度計