[发明专利]一种混凝土水化热抑制材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种混凝土水化热抑制材料，包含：水泥物相选择性水化调控材料和载体材料，其中以所述水泥物相选择性水化调控材料和所述载体材料的总质量计，所述水泥物相选择性水化调控材料占30％～80％，所述载体材料占20％～70％。本发明提供的混凝土水化热抑制材料，是基于原始创新性原理—水泥物相选择性水化调控理论设计，可延长混凝土水化放热过程，解决混凝土水化热集中释放问题，达到大幅度降低混凝土构造温升峰值的目的。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种混凝土水化热抑制材料及其制备方法。

背景技术

水泥混凝土水化是放热化学反应过程，其水化热导致混凝土构造内表温差是导致混凝土开裂的主要原因之一。混凝土在浇筑完成后，水化热在短时间内集中释放，使混凝土构造内部温度急剧上升，通常可达70℃～80℃。因热传导路径长和热传导速率低等原因，混凝土构造内部热量无法及时传导至表面释放，导致构造内部温升显著高于表层，形成不均匀温度场，产生温度应力，尤其大体积混凝土构造内部与表层温差可达30℃以上。当混凝土温度应力超过其抗拉强度时产生温度裂缝。分析上述混凝土温度裂缝成因可知，控制混凝土水化放热量和放热速率(包括化学外加剂、低热水泥和大掺量粉煤灰等)，或辅助构造内部热能释放(包括预冷却原材料、冷却水管等)，以降低混凝土构造温升，是防治混凝土温度裂缝的有效途径，国内外现有技术均遵循该技术路线。

采用化学外加剂来调控水泥水化过程，以降低混凝土温度开裂风险，是近年来备受关注的一项关键技术。截至目前，授权和公开专利情况如下：专利JP3729340B2、EP1233008A1和JP4905977B2采用冷水中溶解度较低、无改性处理的糊精作为水化热抑制材料，可使混凝土温升降低1℃，且显著延长凝结时间。专利CN103739722A中水化热调控材料是通过交联反应制备的表面交联改性糊精，制备过程包括分散、交联、分离干燥等工艺，作用效果与糊精表面交联程度、原始尺寸和分子量等密切相关。专利CN104592403A公开了一种水泥水化调控剂，其制备方法是在氧化还原引发剂下，于微波辐射作用中，由糊精、交联剂聚合交联反应制得，制备涉及升温、洗涤、浓缩、干燥和筛分等工艺过程。专利CN1810703A公开了一种混凝土水化热降低剂的制备方法，该方法选用羟基羧酸—淀粉接枝物、改性淀粉等共聚物，在特定温度下进行水解反应制得，制备涉及固液分离、干燥等工艺过程。

综上可知，在已授权和公开的专利中，混凝土水化热抑制材料主要由淀粉类、糊精类原材料直接应用或将其水解、高温糊化等方法改性制得。未改性的淀粉类、糊精类材料对混凝土水化热的抑制成效有限，并易导致延长凝结、降低强度等问题。改性的淀粉类、糊精类材料存在制备工艺复杂、制成物的匀质性不易控制及经济性、环保性尚需提高等问题。

发明内容

本发明提供一种混凝土水化热抑制材料及其制备方法。该材料基于原始创新性原理—水泥物相选择性水化调控理论设计，可实现混凝土中水泥物相的选择性水化，即水泥水化热的主要产生物相—铝酸三钙和硅酸三钙的分开水化，以降低二者水化反应放热叠加。可延长混凝土水化放热过程，解决混凝土水化热集中释放问题，达到降低混凝土构造温升峰值的目的。同时，水化放热均匀分布于更长时间，不降低混凝土总放热量，具备改善混凝土水化微观结构、提高混凝土强度的优异性能。

本发明一方面提供一种混凝土水化热抑制材料，包含：水泥物相选择性水化调控材料和载体材料，其中以所述水泥物相选择性水化调控材料和所述载体材料的总质量计，所述水泥物相选择性水化调控材料占30％～80％，所述载体材料占20％～70％。

根据本发明的一实施方式，所述水泥物相选择性水化调控材料为磷酸盐类材料、羟基羧酸类材料、多羟基糖类材料、氟硅酸盐类材料、醇胺类材料中一种或多种。

根据本发明的另一实施方式，所述磷酸盐类材料包括磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠；所述羟基羧酸类材料包括酒石酸、柠檬酸、苹果酸；所述多羟基糖类材料包括葡萄糖、蔗糖、糖醇；所述氟硅酸盐类材料包括氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟硅酸锌；所述醇胺类材料包括三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇胺单异丙醇胺。