本发明涉及混凝土添加剂，具体为一种混凝土添加剂及其制备的高强度混凝土。
背景技术：
1、钢筋混凝土是建筑行业使用最广泛的建筑材料。混凝土部件的良好性能为嵌入钢筋提供良好的物理和化学保护，使其免受腐蚀性环境的影响提供了先决条件。然而，钢筋腐蚀仍然是一个严重的威胁，是一个主要的耐久性劣化问题。它与结构失效、经济损失和灾难性事件密切相关。考虑到海洋环境和海上暴露情况或寒冷多雪地区的除冰盐应用情况，氯化物侵蚀是钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀的主要原因之一。
2、钢筋腐蚀不仅会导致开裂和剥落，还会降低钢筋的横截面积，导致钢筋混凝土强度降低。最终，钢筋混凝土结构恶化甚至倒塌。因此，当务之急是找到环保有效的方法来处理钢筋腐蚀问题，以防止过早损坏，延长其使用寿命。几十年来，钢筋腐蚀一直是困扰全球专家学者的一个难题。如前所述，在混凝土环境中，当钢筋表面的氯离子含量达到一定的阈值时，就会发生钢筋腐蚀。氯离子作为催化剂使钢筋去钝化，但不改变整体ph值。然后，它导致钢筋的点蚀和局部酸化。钢筋混凝土中的氯离子主要以两种形式存在。一种叫结合氯离子，另一种叫游离氯离子。由于游离氯离子是引发钢筋腐蚀的必要因素，本文特别关注游离氯离子引起的腐蚀。碳钢钢筋是钢筋混凝土结构中最常用的金属材料，能承受大荷载，具有高抗拉强度的特点。作为防止碳钢钢筋腐蚀的重要步骤，钢筋表面的fe发生氧化还原反应，生成一层称为钝化膜的保护膜。然而，氯化物侵蚀会破坏碳钢筋上的钝化膜，从而导致结构损坏。
3、因此，发明一种混凝土添加剂达到防止碳钢钢筋腐蚀的目的具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种混凝土添加剂及其制备的高强度混凝土，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种混凝土添加剂，包含以下重量份的组分：改性聚羧酸减水剂15-30份，十二烷基磺酸钠5-10份，复合阻锈剂1-10份，水50-60份。
4、进一步的，所述改性聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
5、s1：将环氧化油酸、羟乙基乙二胺加入二甲苯中搅拌均匀，加热至150-155℃反应4-4.5h，二次加热至220-225℃反应4-4.5h，直至无水携出，降温至110-115℃减压蒸馏除去未反应原料和二甲苯，得到中间体a；将丙烯酸化油酸、羟乙基乙二胺加入二甲苯中搅拌均匀，加热至150-155℃反应4-4.5h，二次加热至220-225℃反应4-4.5h，直至无水携出，降温至110-115℃减压蒸馏除去未反应原料和二甲苯，得到中间体b；
6、s2：将中间体a、中间体b、二氯甲烷加入无水乙醇中搅拌均匀，加热至80-85℃回流反应4-4.5h，减压蒸馏除去溶剂，加入丙酮重结晶纯化，得到双咪唑啉季铵盐；
7、s3：将丙烯酸、双咪唑啉季铵盐加入去离子水中超声溶解，得到溶液a；将抗坏血酸、巯基乙酸加入去离子水中超声溶解，得到溶液b；将甲基烯丙基聚氧乙烯醚加入去离子水中，加热至70-75℃，搅拌至甲基烯丙基聚氧乙烯醚溶解，加入双氧水，搅拌10-15min，同时滴加溶液a、溶液b，保温反应1-1.5h，40wt%氢氧化钠溶液调节ph至6-8，继续搅拌20-30min，冷却至室温，得到改性聚羧酸减水剂。
8、进一步的，所述丙烯酸化油酸制备方法，包括以下步骤：
9、将环氧化油酸、丙烯酸、对苯二酚加入反应容器中搅拌均匀，加热至100-105℃回流反应6-6.5h，加入乙醚溶液，搅拌15-30min，去除水相，饱和碳酸氢钠溶液洗涤有机相至中性，加入无水硫酸钠，过滤，旋蒸除去乙醚，得到丙烯酸化油酸；
10、进一步的，所述丙烯酸化油酸中，环氧化油酸：丙烯酸的质量比为1:2；对苯二酚的加入量为每1g丙烯酸0.6-0.8mg。
11、进一步的，所述环氧化油酸的制备方法，包括以下步骤：
12、将油酸、甲酸加入甲苯中搅拌均匀，加入过氧化氢，加热至80-85℃回流反应2.5-3h，加入10wt%亚硫酸氢钠，搅拌15-30min，去除水相，去离子水洗涤有机相，加入无水硫酸钠，过滤，旋蒸除去溶剂，得到环氧化油酸；
13、进一步的，所述环氧化油酸中，油酸：甲酸：过氧化氢的摩尔比为(1-2):(2-4):(20-40)。
14、进一步的，所述中间体a中，环氧化油酸：羟乙基乙二胺的摩尔比为1:1.2；所述中间体b中，丙烯酸化油酸：羟乙基乙二胺的摩尔比为1:1.2；所述双咪唑啉季铵盐中，中间体a：中间体b：二氯甲烷的摩尔比为1:1:1。
15、进一步的，所述聚羧酸减水剂中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚：丙烯酸：双咪唑啉季铵盐：巯基乙酸：双氧水：抗坏血酸的摩尔比为1:(3-4):(1-1.4):(0.18-0.36):(0.014-0.017):(0.01-0.02)。
16、进一步的，所述复合阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：
17、步骤（1）：将中间体b加入反应容器中，加入氢氧化钾催化剂，密封反应容器通入部分环氧乙烷至反应容器内压力为0.2-0.21mpa，加热至120-130℃反应，反应过程中不断加入剩余环氧乙烷，反应过程中保持反应容器内压力和温度稳定，反应完成保温老化30-45min，得到咪唑啉大单体；
18、步骤（2）：在氮气氛围下将咪唑啉大单体、苯乙烯加入甲苯中搅拌均匀，加入三氟化硼-乙醚络合物，20-22℃保温聚合反应24-48h，庚烷洗涤产物，真空干燥，得到双亲性嵌段共聚物；
19、步骤（3）：将双亲性嵌段共聚物、钼酸钠加入1,4-二氧六环中搅拌4-5h，将溶液置于透析袋中密封，将透析袋置于钼酸钠溶液中透析，得到复合阻锈剂。
20、进一步的，所述复合阻锈剂中中间体b的制备方法与改性聚羧酸减水剂中中间体b的制备方法相同。
21、进一步的，所述咪唑啉大单体中，中间体b：环氧乙烷的摩尔比为1:60。所述氢氧化钾的加入量为中间体b质量的0.3-0.4%。
22、进一步的，所述双亲性嵌段共聚物中，咪唑啉大单体：苯乙烯的质量比为(1-2):4.5；所述复合阻锈剂中，双亲性嵌段共聚物：钼酸钠的质量比为2.5:(4.5-5)。
23、进一步的，所述钼酸钠溶液浓度为1g/l；所述透析过程中，每1h更换一次钼酸钠溶液，透析8次最后一次透析过夜；更换超纯水透析，每1h更换一次超纯水，透析8次最后一次透析过夜；所述三氟化硼-乙醚络合物的加入量为咪唑啉大单体质量的0.2-0.5%。
24、一种高强度混凝土，以重量份数计包括以下组分：水泥20-30份、粗骨料100-120份、细骨料60-65份、粉煤灰10-15份、水15-25份、混凝土添加剂1-10份。
25、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
26、本发明通过对油酸先后进行环氧化、丙烯酸化处理，制备得到自制丙烯酸化油酸，接着再通过丙烯酸化油酸与羟乙基乙二胺进行酰胺化反应制备得到具有咪唑啉结构的中间体b。以中间体b为基础原料，分别参与了改性聚羧酸减水剂以及复合阻锈剂的制备过程。大大提高了混凝土添加剂中减水剂与阻锈剂的相容性和分散性，解决了传统减水剂和阻锈剂易在混凝土中团聚、分散性差的问题。
27、以环氧化油酸与羟乙基乙二胺进行酰胺化反应制备得到中间体a和中间体b为原料通过季铵化试剂1,6-二氯己烷反应制备得到一种具有双咪唑啉结构的季铵盐缓蚀剂，以其作为功能单体与丙烯酸、甲基烯丙基聚氧乙烯醚通过自由基聚合反应制备得到一种具有阻锈性能的聚羧酸减水剂；与传统咪唑啉阻锈剂相比，将阻锈剂通过自由基聚合反应接枝在聚羧酸减水剂中，解决了其分散性的问题；同时季铵化后的双咪唑啉季铵盐也具有优异的水溶性，客服了传统咪唑啉阻锈剂水溶性差的缺点，在保证聚羧酸减水剂水溶性的同时具有优异的阻锈作用，对混凝土自身的抗压强度性能没有明显影响。区别于本发明制备的复合阻锈剂，其不具有缓释机制也不具有ph敏感型微胶囊包覆，用于钢筋混凝土初期达到阻锈的目的；同时双咪唑啉季铵盐相比于单季铵盐拥有更多的杂环氮原子、与金属的吸附作用更强，能够在金属表面形成保护膜，有效组织了腐蚀介质与金属表面接触，达到金属阻锈的目的。
28、为了大大延长钢筋混凝土中钢筋的阻锈能力，提高使用寿命，本发明以中间体b为原料，制备得到具有ph敏感型缓释作用的阻锈微胶囊；目的是为了在对混凝土自身的抗压强度性能无影响的前提下，提高复合阻锈剂与改性聚羧酸减水剂之间、混凝土中的分散性和相容性。以中间体b为原料与环氧乙烷通过聚合加成反应，再与苯乙烯共聚制备得到具有双亲性的嵌段共聚物，以其结构中的聚醚亲水链段作为外壳，苯乙烯、咪唑啉长链烷基作为内核的核壳结构，通过自组装将阳极型阻锈剂钼酸钠包覆于微胶囊中，制备得到复合阻锈剂。将中间体b上共聚接枝具有亲水性的聚醚长链，将其作为外壳能够解决咪唑啉阻锈剂存在长链疏水烷烃造成无法在水中溶解，团聚包裹水泥阻止水泥与水接触水泥净浆流动性降低的问题。缓释作用能够避免在混凝土使用初期阻锈剂完全释放、迁移导致混凝土后期阻锈性能降低的问题，当ph由碱变酸的过程中，复合阻锈剂缓慢瓦解，释放出其内核结构中的阴极型咪唑啉阻锈剂和阳极型阻锈剂钼酸钠；释放的复合型阻锈剂相较于单一型阻锈剂，在相同条件下具有更加优异的阻锈作用，进一步提高了混凝土的阻锈性能。
1.一种混凝土添加剂，其特征在于：包含以下重量份的组分：改性聚羧酸减水剂15-30份，十二烷基磺酸钠5-10份，复合阻锈剂1-10份，水50-60份。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土添加剂，其特征在于：所述改性聚羧酸减水剂的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种混凝土添加剂，其特征在于：所述丙烯酸化油酸制备方法，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种混凝土添加剂，其特征在于：所述环氧化油酸的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的一种混凝土添加剂，其特征在于：所述中间体a中，环氧化油酸：羟乙基乙二胺的摩尔比为1:1.2；所述中间体b中，丙烯酸化油酸：羟乙基乙二胺的摩尔比为1:1.2；所述双咪唑啉季铵盐中，中间体a：中间体b：二氯甲烷的摩尔比为1:1:1。
6.根据权利要求2所述的一种混凝土添加剂，其特征在于：所述聚羧酸减水剂中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚：丙烯酸：双咪唑啉季铵盐：巯基乙酸：双氧水：抗坏血酸的摩尔比为1:(3-4):(1-1.4):(0.18-0.36):(0.014-0.017):(0.01-0.02)。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土添加剂，其特征在于：所述复合阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种混凝土添加剂，其特征在于：所述咪唑啉大单体中，中间体b：环氧乙烷的摩尔比为1:60。
9.根据权利要求7所述的一种混凝土添加剂，其特征在于：所述双亲性嵌段共聚物中，咪唑啉大单体：苯乙烯的质量比为(1-2):4.5；所述复合阻锈剂中，双亲性嵌段共聚物：钼酸钠的质量比为2.5:(4.5-5)。
10.一种高强度混凝土，其特征在于：根据权利要求1-9中任一项一种混凝土添加剂制备所得，以重量份数计包括以下组分：水泥20-30份、粗骨料100-120份、细骨料60-65份、粉煤灰10-15份、水15-25份、混凝土添加剂1-10份。
