[发明专利]一种绿色减碳混凝土外加剂、绿色减碳混凝土及制备方法

说明书

本发明公开了一种绿色减碳混凝土外加剂、绿色减碳混凝土及制备方法，本发明的绿色减碳混凝土外加剂，由如下质量分数的原料制备而成：含双键的聚醚或其衍生物单体50～70％，不饱和羧酸10～20％，丙烯酰胺或其衍生物10～15％，二甲基乙酰胺二甲基缩醛10～15％。本发明的绿色减碳混凝土外加剂在减水组分上接枝二氧化碳吸附缓释组分，可同时实现减水和二氧化碳吸附缓释功能，在水泥水化过程中缓释二氧化碳，参与混凝土水化硬化，促进混凝土的硬化并降低孔隙率，提高混凝土的强度和耐久性。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种绿色减碳混凝土外加剂、绿色减碳混凝土及制备方法。

背景技术

随着现代混凝土的大力发展，混凝土结构广泛应用于各类超高层建筑、大跨度桥梁和工业建筑等结构中。与此同时，随着混凝土的需求持续增加，其对环境的影响也非常显著，其中仅水泥生产环节就占全球人为二氧化碳排放总量的8％。混凝土行业的生产力以及二氧化碳排放量是亟待解决的关键问题，只有这样才能满足日益增长的建设需求，同时减少对环境的破坏。研究认为，将外界捕获的二氧化碳作为一种成分，集中研究与开发混凝土以及类似混凝土的复合材料不失为一个机会。二氧化碳可以直接从空气中提取，但也可以从发电厂或水泥厂获取。二氧化碳能与水泥基材料中的氢氧化钙、水化硅酸钙和水泥颗粒等发生矿物碳化反应，该反应消耗的二氧化碳可以削减水泥生产时的碳排放总量，将二氧化碳以矿化形式被永久地封存在混凝土中，这将有助于应对气候变化带来的影响。

目前，利用混凝土材料固化二氧化碳的技术主要分为两个方面，一是对体积较小的混凝土砌块和泡沫混凝土砖等进行碳化养护，在新拌混凝土成型后尚未完全水化时，将混凝土放入保持适当温度和湿度的环境中并通入二氧化碳进行养护。在养护过程中，水泥熟料中的可碳化物质与二氧化碳发生反应，生成碳酸钙和硅凝胶，而且二氧化碳加速碳化养护新拌混凝土或砂浆还可以使其快速获得强度，并具有良好的力学性能和耐久性能。二是对工业废料，如钢渣、发电厂的粉煤灰或矿山的尾砂等进行碳化强化，经过预处理后工业废料与二氧化碳反应形成碳酸盐材料，沉淀于孔隙中可以使工业废料具有更高的密度和强度，更低的吸水率和压碎指标，在提升工业废料的性能后可再将其作为混凝土的合适配料。

针对目前一次成型的大体积混凝土，一般的碳化养护手段难以适用，而对工业废料的碳化处理提高生产成本，且对提高混凝土后期强度和耐久性贡献较小。因此，开发一种绿色减碳混凝土，该混凝土能在养护期提供二氧化碳气体，与水化生成的可碳化物质发生碳化反应，促进混凝土的硬化并降低孔隙率，提高混凝土耐久性和减少二氧化碳，在碳目标比较苛刻的现代社会具有非常好的环境意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种绿色减碳混凝土外加剂和绿色减碳混凝土，添加了该绿色减碳混凝土外加剂的绿色减碳混凝土能够固化二氧化碳，降低温室气体排放，同时提升混凝土强度和耐久性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种绿色减碳混凝土外加剂，由如下质量分数的原料制备而成：含双键的聚醚或其衍生物单体50～70％，不饱和羧酸10～20％，丙烯酰胺或其衍生物10～15％，二甲基乙酰胺二甲基缩醛10～15％。

所述外加剂的分子结构式为

其中，a为1～25的整数，b为1～50的整数，c为1～50的整数，m为1～50的整数，n为1～50的整数，R₁为-H或-CH₃，R₂为-CH₃或(CH₃)₂CH-。

优选的，所述的含双键的聚醚或其衍生物单体为异戊烯醇聚氧乙烯醚或羟丁基乙烯基醚。

优选的，所述的不饱和羧酸为甲基丙烯酸、异丙基丙烯酸中的一种或几种。

优选的，所述的丙烯酰胺或其衍生物为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。