基于农业固废资源化的温度和pH双敏型缓凝剂的制备方法

摘要

一种基于农业废弃物资源化的温度和pH双敏型缓凝剂的制备方法，所述的温度和pH双敏型敏缓凝剂以改性的农业废弃物为pH开关并起到缓凝的作用。改性农业废弃物表面的有机物作为温敏开关。所述的农业废弃物需经过酶催化、萃取、闪爆、水热等方法进行预处理。所述的有机物需基于实际需求温度，选用接枝、共聚、嵌段等方法合成。本发明的目的是为了解决大体积混凝土由温度分布不均所导致混凝土结构和性能的劣化问题，进而提供一种新型温度和pH双敏型缓凝剂，并将其应用到混凝土中，当大体积混凝土内某一局部温度超过设定温度和pH值时，该区域的缓凝剂被释放，减缓了水泥的水化进程及水化热的产生，从而免除由大体积混凝土内部温升带来的危害。

说明书

技术领域

本发明的目的为解决大体积混凝土由温度分布不均所导致混凝土结构劣化问题，具体涉及一种基于农业固废资源化的温度和pH双敏型缓凝剂的制备方法。

背景技术

我国正在大力推动和发展基础设施和城市化建设，在施工过程中大体积混凝土由于温度分布不均所导致混凝土结构性能劣化问题不可忽视。大体积混凝土内部的温升问题主要由于水泥水化热无法及时散失所引发的。现在的解决方法主要集中于添加缓凝剂或者是外部降温，外部降温仅是加速热量散失，并未从根本上解决内外部温差问题。而简单的加入普通缓凝剂会影响混凝土初凝时间，阻碍施工进度。

现有的温敏缓凝剂胶囊主要是利用熔点合适的烷烃类等有机质将传统的缓凝剂进行包覆，这种烷烃类等有机质的溶出不益于混凝土的力学性能的发展，且极易在运输和储存过程中失效。为了有效解决由大体积混凝土由于温度分布不均所导致混凝土结构性能劣化问题，以及实现农业废弃物的无害化和资源化。本发明基于混凝土自身的理化性质，选用可调控温度以及可逆使用的有机质作为外部温敏开关，改性的农业废弃物为pH开关并起到缓凝的作用，制备了一种新型温度和pH双敏型缓凝剂，并将其应用到混凝土中，当大体积混凝土内某一局部温度超过设定温度和pH值时，该区域的缓凝剂被释放，减缓了水泥的水化进程及水化热的产生，从而免除由大体积混凝土内部温升带来的危害。

发明内容

本发明的目的为解决大体积混凝土由温度分布不均所导致混凝土结构劣化问题，进而提供一种新型温度和pH双敏型缓凝剂，并将其应用到混凝土中，当大体积混凝土内某一局部温度超过设定温度和和pH值时，该区域的缓凝剂被释放，从而减缓水泥的水化进程及水化热的释放，从而免除由大体积混凝土内部温升带来的危害。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案予以实现：一种基于农业废弃物资源化的温度和pH双敏型缓凝剂的制备方法，所述的温度和pH双敏型缓凝剂以改性的农业废弃物为pH开关并起到缓凝的作用，改性农业废弃物表面的有机物作为温敏开关，所述的制备方法是将温敏型有机物负载于表面。

作为本方案的进一步优化，所使用的农业废弃物需经过酶催化、萃取、闪爆、水热方法进行预处理。

作为本方案的进一步优化，所述的有机物需基于实际需求温度，选用接枝、共聚、嵌段方法合成。

作为本方案的进一步优化，所述的制备方法是通过表面接枝、涂覆和气相沉积等方法将有机物负载于农业废弃物表面。

作为本方案的进一步优化，所述的负载于农业废弃物表面的有机物为异丙基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、聚氨酯中的一种或几种。

作为本方案的进一步优化，所述的改性过程需要的引发剂为过氧化苯甲酸、过氧化乙酸、偶氮二异丁腈和过硫酸铵中的一种。

有益效果

本发明提供一种基于农业废弃物资源化的温度和pH双敏型缓凝剂的制备方法，具有以下的有益效果：

1. 本发明基于大体积混凝土施工的实际需要，提供了一种温度和pH双敏型缓凝剂的制备方法，外层温敏开关和内层pH开关可以有效防止由于运输和存储不当所导致的缓凝剂失效。

2. 本发明采用农业废弃物为pH开关并起到缓凝的作用。基于其自身理化性质进行改性，实现了农业固体废弃物的再利用，兼具经济效益和环境效益。

3. 当大体积混凝土内某一局部温度超过设定温度和pH值时，该区域的温度和pH双敏型缓凝剂被释放，从而减缓水泥的水化进程及水化热的释放，从而免除由大体积混凝土内部温升带来的危害。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

首先选用水热法对椰壳和稻壳进行预处理。反应温度为40-80℃，反应时间为5-12小时，固液比1:10-1:20。水热法处理过程中使用了氢氧化钠和氧化剂进行协同处理，氧化剂为双氧水和高碘酸钠中的一种。经过水热法处理后，可使农业废弃物表面具有相应的官能团和结构，使改性的农业废弃物为pH开关并起到缓凝的作用。然后选用表面接枝方法将有机物负载于水热法处理后的农业废弃物表面。负载于农业废弃物表面的有机物为异丙基丙烯酰胺和丙烯酸甲酯单体，引发剂为偶氮二异丁腈和过硫酸铵。反应温度为70-120℃，反应时间为3-10小时。最后一种新型温度和pH双敏型缓凝剂被合成，并将其应用到混凝土中，大体积混凝土内部温升问题得到了缓解。

尽管已经示出和描述了本发明的实施实例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。