[发明专利]一种水泥水化温升抑制剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种水泥水化温升抑制剂及其制备方法和应用，属于建筑材料外加剂技术领域，一种水泥水化温升抑制剂，包括以下质量百分比的各组分：水化温升抑制组分30～70％，早强组分20～50％，有机酸10～40％；所述水化温升抑制组分为淀粉衍生物，所述早强组分包括醋酸盐、硫氰酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、苯甲酸盐中的至少一种。本发明通过水化温升抑制组分、早强组分、有机酸三者之间的协同作用，在不影响其水化温升抑制效果的基础上，不仅显著减少了水化温升抑制组分的缓凝，并且对水泥净浆、砂浆和混凝土的工作状态无负面影响。

技术领域

本发明属于建筑材料外加剂技术领域，具体涉及一种水泥水化温升抑制剂及其制备方法和应用。

背景技术

混凝土工程中，特别是具有防水要求的结构部位，如地下室连续墙、坝体迎水面、隧洞等，混凝土抗裂是工程的核心；而此类结构部位的混凝土强度等级较高、尺寸厚，且对连续浇筑要求更高，水泥基材料在早期集中水化反应产生的大量的水化热，因此不可避免会产生混凝土温度裂缝，这也是混凝土裂缝的主要成因，并且大部分为有害裂缝，不仅影响结构部位的防水要求，更影响混凝土结构的耐久性。

近年来，关于水泥水化反应速率调控材料的报道逐年开始增多，如中国专利CN110963742A公开了一种促凝型可水分散混凝土水化温升抑制剂，该方法的核心技术在于选择特定的淀粉原材料(支链淀粉)，经过硫酸铝催化水解，生成具有水化热调控效果、但缓凝时间较长的糊精；为减少缓凝时间，加入具有促凝作用且对水泥早期放热影响小的无定型的氢氧化铝。相比普通淀粉，该方法所述支链淀粉价格高、资源有限，限制了原材料选择范围；此外，通过化学反应催化水解淀粉，制备工艺较为复杂，对环保要求较高，成本也较高。相关研究如中国专利CN104098288A、CN103739722A、CN105060762A、CN110041469A、CN111377652A，又如日本专利JP3729340B2，上述都属于淀粉类水化热调控材料，相同点是存在缓凝时间过长，而且制备工艺较为复杂，导致成本高等问题。在已公开的现有技术中，反应制备工艺上，基本采用酸或酶作为催化剂对淀粉进行分解，还有如酯化、接枝、包裹改性等化学改性方法对其性能进行优化，所得成品还需经过洗涤分离粉体化等大量工序，这样使得淀粉基水化热调控材料的制备存在工艺复杂、成本高，有机溶剂使用量大，技术控制难点较多等问题。

又如中国专利CN202110989959.2公开了一种有机无机复合型水泥水化速率调控材料及其制备方法，其通过引入无机组分作为激发剂，可以在不改变凝结时间的基础上，虽然大幅减少有机组分(水化温升抑制核心组分)的用量，但有机组分仍需要经过洗涤分离粉体化等大量工序，仍存在工艺复杂、成本高，技术控制难点多等问题。

又如中国专利CN109776022A公开了一种复合可调控水化热水泥基材料，该复合可调控水化热水泥基材料包括交联剂、有机酸以及淀粉基高分子有机物。该专利提供的可调控水化热水泥基材料能较好地降低水化反应速度，分阶段控制水泥水化放热，降低累积放热总量，从而降低混凝土构件内部最高温升，减小其内外温差，以达到减少混凝土早期温度收缩裂缝的目的。但是该水泥水化调控材料会导致缓凝时间过长。

发明内容

针对现有技术中存在的工艺复杂、成本高、缓凝时间长的问题，本发明的目的之一是提供一种水泥水化温升抑制剂，能够保证在抑制水化温升的基础上，大幅度减少水化温升抑制组分带来的缓凝时间。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种水泥水化温升抑制剂，包括以下质量百分比的各组分：水化温升抑制组分30～70％，早强组分20～50％，有机酸10～40％；

所述水化温升抑制组分为淀粉衍生物，所述早强组分包括硫氰酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、苯甲酸盐或醋酸盐中的至少一种，两种以上时，各组分采用任意比例进行混合。