1.本创造属于混凝土外加剂领域，具体涉及一种混凝土用镁质高性能抗裂剂及其制备方法和应用。

　　2.混凝土裂缝是建筑工程领域自始至终存在的问题，因其降低混凝土耐久性、危害工程结构始终困扰着宽敞的设计、施工和材料研发人员，如何有效的解决混凝土裂缝，首先必需了解混凝土裂缝种类和成因。温度变幻导致的裂缝和收缩裂缝是与混凝土性能相关的两大类主要裂缝，其中收缩裂缝可分为塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝、自收缩裂缝、炭化收缩裂缝等，温度变幻导致的裂缝是水泥等胶凝材料水化放热，导致混凝土温升过高，散热过程中温度下降过快产生温度应力，同时混凝土体积发生变幻的过程中受到约束，便会产生裂缝。

　　3.解决收缩裂缝主要手段一是依据补偿收缩理论，利用膨胀剂水化过程中发生的微膨胀抵消混凝土早期的收缩，膨胀剂种类目前有cao类膨胀剂、硫铝酸钙类以及氧化镁类膨胀剂；二是通过提高混凝土本身的抗裂性能，添加各类纤维增加混凝土的抗拉和抗折力量，掺入硅灰等掺合料增加混凝土的密实度。解决温度变幻导致的温差裂缝可通过添加水化热抑制剂，削减水泥水化过程中释放的热量；也能够最终靠加强混凝土外部保温，使混凝土结构内外温差不至于太大来达到把握裂缝的目的。

　　4.上述的抗裂手段可以单独用于混凝土中，也可以依据真实的情况用法多种方式。单独的用法膨胀剂，能够解决部分收缩裂缝，cao类的膨胀剂属于第一代膨胀剂，因其水化反应的速度较快，在混凝土水化的早期，还处于塑性状态的时期，膨胀应力已经释放完毕，铺张了较大部分的膨胀能；对于混凝土中后期产生的收缩补偿的效果并不明显。硫铝酸钙类的膨胀剂主要是依靠生成钙矾石产生膨胀或是吸附结晶水导致的膨胀来补偿混凝土的收缩，膨胀周期的把握、膨胀时间的持续、对于混凝土流变性能的影响是限制硫铝酸钙类膨胀剂应用的主要缘由。还有一部分的氧化钙和硫铝酸钙复合的膨胀剂，还是存在着膨胀能释放的时间和周期的问题。mgo膨胀剂最初因水利大坝中的偶然应用，并取得了良好的效果而被熟知，用于水利坝体中的mgo属于“死烧”类型，菱镁矿在高温状态(1400℃)下分解，并进一步的形成结晶完整体，水化反应膨胀能的释放是一个漫长的过程，长达30年以上，对于大体积混凝土的补偿收缩是有利的；在较低温度(800～1000℃)煅烧得到的轻烧活性氧化镁，其水化反应发生时间速率可控，膨胀周期能调整，目前作为抗裂材料被广泛的用于工民建领域，不同活性的mgo在不同时期发生水化反应，可以补偿混凝土全流程的收缩。

　　5.mgo类膨胀剂全流程补偿混凝土的收缩对混凝土抗裂起到了及其重要的作用，但是对于温差产生温度应力导致的裂缝的效果不明显，市场上的混凝土水化热抑制剂大多数是附带缓凝作用的外加剂，对于混凝土的绝热温升把握并没有起到非常好的作用，仅仅滞后了温升的时间，同时水化热类抑制材料也在肯定程度上降低了混凝土的和易性。市场上完全兼顾到收缩裂缝和温度裂缝的产品目前属于空白。

　　6.中国专利cn111377648a公开了一种水泥混凝土用镁质、控温控湿高效抗裂剂及其制备方法和应用，所述抗裂剂包括镁质膨胀组分、孔内含水的沸石组分、以及镁质和沸石表面涂覆的一层温敏性材料。温敏性材料随混凝土温升溶解吸取热量，降低混凝土的温升，实现补偿收缩与温控协调作用，提升混凝土抗裂性能。但是该抗裂剂制备方法简单，需要用法流化床，将石蜡液体雾化成微液珠；并且该抗裂剂只适用于入模温度达到25℃以上，温升值达到20℃以上，c50及以上强度等级的混凝土结构，用法条件具有局限性。

　　7.针对以上现存技术的不足，本创造的目的之一是供应一种混凝土用镁质高性能抗裂剂，本创造的抗裂剂具备降低混凝土的收缩，增加混凝土的力学性能，吸取水泥水化热的功能，从根本上提升混凝土材料抗裂性能。

　　9.一种混凝土用镁质高性能抗裂剂，其原材料包括轻烧mgo熟料50～63wt％，磷渣21～34wt％，煤渣5～10wt％，石英砂1～3wt％，早强剂1～2wt％，新型水化热吸取剂0.5～1.3wt％；

　　11.s1.将摩尔比为7～9:1的顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠混合，再加水配制成溶液；所加水的质量为所述顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠总质量的1.22～2.33倍；

　　12.s2.在惰性气体的氛围下，将质量百分浓度为25～32％的苯磺酸钠溶液滴加至s1所得的溶液中，边滴加边加热边搅拌，升温至55～65℃，保温反应2h，冷却干燥得到新型水化热吸取剂。

　　13.本创造新型水化热吸取剂的制备方法中，在引发剂苯磺酸钠的作用下，顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠发生加成反应，顺丁烯二酸酐的2,3碳碳双键断裂，n≡c

　　和顺丁烯二酸酐的2,3碳连接，将硫氰酸根加成到顺丁烯二酸酐上；新型水化热吸取剂水化时，在n≡c基团的作用下，顺丁烯二酸酐的c＝o连接

　　oh，反应伴随吸热过程，进而达到吸取水化热的目的。使制备得到的药剂在水泥水化时可以吸取热量，明显降低混凝土的温度裂缝。

　　14.优选地，步骤s1中，所述顺丁烯二酸酐和所述硫氰酸钠的摩尔比为8:1。

　　15.优选地，所述步骤s2中，所述苯磺酸钠的质量为反应体系中反应溶液总重量的0.5～1％。

　　17.优选地，所述轻烧mgo熟料中mgo含量≥80wt％，粒度≤30mm。

　　18.优选地，所述轻烧mgo熟料的制备方法为：将菱镁矿、铁质材料和铝矾土加入回转窑进行煅烧，煅烧温度为720～880℃，煅烧时间为105～140min；加入铁质材料和铝矾土是为越来越好的形成液相，使化学成分和矿物成分更加均匀。

　　19.更优选地，菱镁矿、铁质材料、铝矾土的质量比为80～85:5～10:5～10。

　　20.更优选地，所述菱镁矿品尝≥46％，粒度为0～8mm；所述铝矾土铝含量≥40％，铝硅比≥2，水分含量≤3％；所述铁质材料含全铁≥35％，粒度＜200mm。

　　22.本创造的另一目的是供应混凝土用镁质高性能抗裂剂的制备方法，包括以下步

　　23.s1.按比例称取轻烧mgo熟料、磷渣、石英砂、早强剂进行一段粉磨，粉磨至产品比表面积≥350m2/kg，含水率＜1％；

　　24.s2.在s1所得产品中加入新型水化热吸取剂再进行二段粉磨，粉磨至产品比表面积≥650m2/kg，得到混凝土用镁质高性能抗裂剂。

　　25.本创造的混凝土用镁质高性能抗裂剂的制备方法为一段煅烧，两段粉磨，首先通过高温煅烧菱镁矿制备轻烧mgo熟料，然后将按比例称取轻烧mgo熟料、磷渣、石英砂、早强剂进行一段粉磨，粉磨至产品的比表面积≥350m2/kg，含水率＜1％；再将一段粉磨产品和新型水化热吸取剂放入超细管磨中进行二段粉磨，粉磨至产品的比表面积≥650m2/kg，即得到混凝土用镁质高性能抗裂剂。本创造将具有膨胀、增加功能的抗裂材料和具有吸取水化热功能的材料相结合，制备出具备增加混凝土力学性能、降低混凝土收缩、吸取水化热功能的混凝土用镁质高性能抗裂剂。

　　26.本创造的混凝土用镁质高性能抗裂剂，利用轻烧mgo在混凝土水化过程中产生的微膨胀补偿混凝土产生的收缩；在超细的磷渣、矿渣等活性组分的作用下，增加混凝土的密实度，进而增加了混凝土自身的抗裂性能；抗裂剂中的水化热吸取剂可以吸取混凝土水化过程中产生的热量，把握混凝土内外的温度差，解决由温度变幻导致的温差裂缝；同时，由于抗裂剂超细粉体的比表面积较大，水化反应的接触点较多，能增加水化反应速度，有效抵消由于热量被吸取而带来的水化反应速率降低的负面影响。通过补偿收缩、把握温度、增加混凝土力学性能三个方面协同作用，提升混凝土的抗裂性能。

　　27.本创造的再一目的是供应混凝土用镁质高性能抗裂剂的应用，镁质高性能抗裂剂在混凝土中掺入量占胶凝材料总质量的4～6％。

　　29.1、本创造的混凝土用镁质高性能抗裂剂，包含具有膨胀、增加功能的抗裂材料和具有吸取水化热功能的材料，利用轻烧mgo在混凝土水化过程中产生的微膨胀补偿混凝土产生的收缩，利用水化热吸取剂吸取混凝土水化过程中产生的热量，利用超细的磷渣、矿渣等活性组分增加混凝土的密实度，进而增加混凝土的抗裂性能。

　　30.2、本创造以苯磺酸钠作为引发剂，通过反应将硫氰酸根加成到顺丁烯二酸酐上，使制备得到的新型水化热吸取剂，不单单是延缓水泥水化热的放热时间，而是吸取混凝土水化过程中产生的热量，来达到降低水化热温升，把握混凝土内外的温度差，降低混凝土温度裂缝的目的。

　　31.3、本创造接受超细粉磨技术，使混凝土用镁质高性能抗裂剂比表面积≥650m2/kg，可带来两大有益效果，一是填充混凝土空隙，起到增加混凝土力学性能的作用；二是增加水化反应的接触位点，增加水化反应速率，以抵消水化热吸取剂导致的整个水化环境和温度降低带来的负面影响。

　　32.图1为本创造抗裂剂实施例1、实施例4～5掺入量为6％的水泥净浆温升曲线％的水泥净浆温升曲线。

　　34.下面将对本创造的技术方案进行清楚、完整地描述，明显，所描述的实施例仅仅是本创造一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本创造中的实施例，本事域一般技术人员在没做出制造性劳动条件下所获得的全部其它实施例，都属于本创造庇护的范围。

　　35.以下实施例和对比例的轻烧氧化镁熟料的制备方法中，菱镁矿品尝≥46％，粒度为0

　　8mm；铁质材料含全铁≥35％，粒度＜20mm；铝矾土铝含量≥40％，铝硅比≥2，水分含量≤3％。

　　37.本实施例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，其原材料包括轻烧mgo熟料54wt％，磷渣31wt％，煤渣10wt％，石英砂2wt％，氯化钙2wt％，新型水化热吸取剂1wt％；

　　39.s1.将摩尔比为7:1的顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠混合，加入顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠总质量的1.5倍的水配制成溶液；

　　40.s2.在氮气的氛围下，将质量百分浓度为32％的苯磺酸钠溶液滴加至s1所得的溶液中，边滴加边加热边搅拌，所滴加的苯磺酸钠的质量为反应溶液总质量的0.5％；升温至60℃，保温反应2h，冷却干燥得到新型水化热吸取剂。

　　41.所述轻烧mgo熟料的制备方法为：将质量分数为85％、品尝为47％的菱镁矿，质量分数为5％、含铁为46.5％的转炉尘泥和质量分数为10％、含铝45％的铝矾土加入回转窑进行煅烧，煅烧温度为850℃，煅烧时间为110min。

　　42.混凝土用镁质高性能抗裂剂的制备方法如下：按设定的配比称取轻烧mgo熟料、磷渣、石英砂、早强剂进行一段粉磨后，再将一段粉磨产品和新型水化热吸取剂放入超细管磨中进行二段粉磨，粉磨至产品的比表面积为705m2/kg，即得混凝土用镁质高性能抗裂剂。

　　44.本实施例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，与实施例1的区分在于，其原材料包括轻烧mgo熟料51wt％，磷渣34wt％，煤渣10wt％，石英砂1.7wt％，氯化钙2wt％，新型水化热吸取剂1.3wt％。

　　46.本实施例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，与实施例1的区分在于，其原材料包括轻烧mgo熟料63wt％，磷渣29.5wt％，煤渣5wt％，石英砂1wt％，氯化钙1wt％，新型水化热吸取剂0.5wt％。

　　48.本实施例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，与实施例1的区分在于，所述新型水化热吸取剂的制备方法为：

　　49.s1.将摩尔比为9:1的顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠混合，加入顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠总质量的1.22倍的水配制成溶液；

　　50.s2.在氮气的氛围下，将质量百分浓度为30％的苯磺酸钠溶液滴加至s1所得的溶液中，边滴加边加热边搅拌，所滴加的苯磺酸钠的质量为反应溶液总质量的0.5％；升温至60℃，保温反应2h，冷却干燥得到新型水化热吸取剂。

　　52.本实施例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，与实施例1的区分在于，所述新型水化热吸取剂的制备方法为：

　　53.s1.将摩尔比为8:1的顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠混合，加入顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠总质量的1.86倍的水配制成溶液；

　　54.s2.在氮气的氛围下，将质量百分浓度为32％的苯磺酸钠溶液滴加至s1所得的溶液中，边滴加边加热边搅拌，所滴加的苯磺酸钠的质量为反应溶液总质量的0.5％；升温至65℃，保温反应2h，冷却干燥得到新型水化热吸取剂。

　　56.本实施例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，与实施例1的区分在于，所述轻烧mgo熟料的制备方法为：将质量分数为82％的菱镁矿、质量分数为8％的转炉尘泥和质量分数为10％的铝矾土加入回转窑进行煅烧，煅烧温度为880℃，煅烧时间为110min。

　　58.本对比例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，与实施例1的区分在于，其原材料包括轻烧mgo熟料55wt％，磷渣31wt％，煤渣10wt％，石英砂2wt％，氯化钙2wt％。

　　60.本对比例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，与实施例1的区分在于，所述新型水化热吸取剂的制备方法为：

　　61.s1.将摩尔比为5:1的顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠混合，加入顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠总质量的1.5倍的水配制成溶液；

　　62.s2.在氮气的氛围下，将质量百分浓度为32％的苯磺酸钠溶液滴加至s1所得的溶液中，边滴加边加热边搅拌，升温至60℃，保温反应2h，冷却干燥得到新型水化热吸取剂。

　　64.本对比例供应的混凝土用镁质高性能抗裂剂，与实施例1的区分在于，所述新型水化热吸取剂的制备方法为：

　　65.s1.将摩尔比为11:1的顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠混合，加入顺丁烯二酸酐和硫氰酸钠总质量的1.5倍的水配制成溶液；

　　66.s2.在氮气的氛围下，将质量百分浓度为32％的苯磺酸钠溶液滴加至s1所得的溶液中，边滴加边加热边搅拌，升温至60℃，保温反应2h，冷却干燥得到新型水化热吸取剂。

　　69.将本创造实施例1、实施例4、实施例5、对比例2～3的镁质高性能抗裂剂按6％的掺量加入水泥净浆中，水泥净浆水灰比为0.35，依据gb/t12959

　　2008《水泥水化热测定方法》的相关规定测试水泥净浆升温到温峰再降温到接近室温的温度变幻线的水泥净浆温升曲线的水泥净浆温升曲线.从图中能够准确的看出，空白组的温峰尖锐，最高温度达70℃；加入本创造的镁质高性能抗裂剂后，水泥净浆水化温峰有明显的降低，最高温度不超过36℃，且温升曲线的掩盖面积显著减小；相比于现存技术的水化热抑制剂只是延缓温峰消灭的时间，加入本创造的抗裂剂后，温升曲线的掩盖面积显著减小，解释新型水化热吸取剂可以轻松又有效的吸取热量，降低了水泥净浆的温升，对水泥水化热的抑制有显著的效果。对比例2和对比例3的顺丁烯二酸酐

　　和硫氰酸钠的比例不在本创造要求的范围内，无法合成新型水化热吸取剂的目标产物，其无法有效的吸取水泥的水化热，温升曲线.②

　　72.将本创造的实施例及对比例的混凝土用镁质高性能抗裂剂用于c30混凝土中，c30混凝土的协作比见表1，胶凝材料为水泥、粉煤灰和矿粉，并进行性能测试。

　　o 42.5级水泥，粉煤灰为ii级粉煤灰，矿粉为s95级矿粉，机制砂的细度模数为2.8，碎石为5

　　31.5mm连续级配碎石，减水剂为武汉源锦建材科技有限公司生产的ujion

　　2018《混凝土用氧化镁膨胀剂应用作业规程》中的规定，检测空白组与各实施例的各龄期限制膨胀率，其中各龄期限制膨胀率均为40℃水养条件下的测试数据；测试结果如表2所示。

　　由以上测试结果可知：本创造实施例制备的镁质高性能抗裂剂加入混凝土中，对混凝土限制膨胀率的充实明显，解释本创造的抗裂剂具备比较好的膨胀性能。

　　2009《一般混凝土长期性能和耐久性能测试方法》中的规定，接受平板开裂试验测定空白组、实施例及对比例混凝土的单位面积上的总开裂面积；依据gb/t50081

　　2019《混凝土物理力学性能测试方法标准》中的规定，测定混凝土7d和28d抗压强度，测试结果如表3所示。

　　由以上测试结果可知，本创造的抗裂剂加入到混凝土中，可以明显降低裂缝条数和单位面积的总开裂面积，对混凝土的抗裂性能充实明显。

　　尽管已经示出和描述了本创造的实施例，对于本事域的一般技术人员而言，能够理解在不脱离本创造的原理和精神的状况下可以对这些实施例进行多种变幻、修改、替换和变型，本创造的范围由所附权利要求及其等同物限定。