一种高耐久高保坍不泌混凝土送剂

申请号 CN200810030887.3 申请日 2008-03-24 公开(公告)号 CN100591638C 公开(公告)日 2010-02-24
申请人 湖南省建筑工程集团总公司; 发明人 周海兵; 陈浩; 肖燎; 彭琳娜; 钟少云; 罗银燕; 刑颖;
摘要 一种高耐久高保坍不泌 水 混凝土 泵 送剂,它的原料重量百分比组成为: 萘 系 减水剂 25-45%、聚 羧酸 减水剂2-6%、木质素磺酸钠1-4%、 葡萄糖 酸钠0.5-2%、三萜皂甙0.2-2%、羧甲基 纤维 素0.5-3%、 硅 油0.2-1%、水40-65%;它具有低坍落度损失、不 泌水 、抑制混凝土收缩、控制混凝土裂缝、成本较低的特点。
权利要求

1、一种高耐久高保坍不泌混凝土送剂,其特征是,它的原料重量百分 比组成为:
减水剂      25%-45%,
羧酸减水剂    2%-6%,
木质素磺酸钠    1%-4%,
葡萄糖酸钠      0.5%-2%,
三萜皂甙        0.2%-2%,
羧甲基纤维素    0.5%-3%,
甲基醇钠      0.2%-1%,
水              40%-65%。
2、根据权利要求1所述高耐久高保坍不泌水混凝土泵送剂,其特征在于, 所述萘系减水剂为β-萘磺酸亚甲基缩合物。

说明书全文

技术领域

发明涉及建筑材料,是一种高耐久高保坍不泌混凝土送剂。

背景技术

混凝土是一种固、液、气三相并存,各向异性的非均质复合材料,这些性 质决定了它是一种裂缝发生机率很高的脆性材料。高性能混凝土具有良好施工 性能、强度高、体积稳定性好、最重要的特征是控制混凝土收缩,具有高耐久 性,可达100年-500年,是普通混凝土的3-10倍。混凝土的高耐久性与长 寿命,首先是保证结构的安全性和可靠性,但从另一方面来看,也是从根本上 节约资源与能源,减少污染的重大课题。例如,现有筋混凝土结构住宅平均 造价为2000元/m2,每m2需要材料1500kg(其中混凝土1000kg/m2),若全国 每年建造7亿m2的住宅,就需资金14000亿元,需要混凝土材料7亿t/a。如 果能把现有住宅的使用寿命从50年延长至75年,每年就可以节约1/3的建设 资金(约3800)亿元,节约材料2.3亿t,同时可以大大降低水泥生产和建筑 垃圾造成的环境污染。可以说,混凝土结构的高耐久性和长寿命是混凝土材料 和技术发展的重大课题。混凝土是一种人造石,应具有类似于天然石材的耐久 性。但试验和应用证明,混凝土和钢筋混凝土在使用过程中,受到土壤中、水 中及空气中有害介质的侵蚀,或混凝土本身组成材料有害成分的化学及物理作 用,会产生劣化,出现开裂、溶蚀、剥落、膨胀、松软及强度倒缩下降等,严 重者会使结构破坏倒塌。
目前,一些工程的混凝土应用中,存在的问题有:水泥用量大,胶凝材料组 分单一;混凝土收缩大,影响混凝土耐久性能;混凝土坍落度损失大,影响泵 送性能。
混凝土外加剂,是新型建材工业的重要产品之一;其中,高效减水剂不但 大大提高了混凝土的学性能,而且改进了施工工艺。目前我国广泛使用的高 效减水剂主要是系产品。萘系高效减水剂对我国混凝土技术和混凝土施工技 术的进步,对提高建筑物质量和使用寿命、降低能耗、节省水泥及减少环境 污染等方面都起着重要的作用。
根据观察,萘系、三聚氰胺系等磺化芳香族聚合物减水剂虽然对新拌砂浆 或混凝土具有较好的适用性,但坍落度经时变化大,一般通过复配缓凝剂,改 变减水剂添加方法(后掺法或多次后掺法)以及缓释法(载体吸附和表面改性) 来实现,但往往出现一些操作和技术上的困难,引起混凝土质量不稳定,此外, 由于受到分子结构制约,坍损问题难以从根本上解决,减水率不可能有很大提 高,泌水率高。目前我国广泛使用的高效泵送剂主要是萘系产品,在近几十年 的发展中也暴露了一些自身难以克服的问题。例如,用它配制的砼坍落度损失 影响十分明显,不可能有更高的减水率,砼减水率最高只能达20%,含量高, 氯离子含量高,而且这类缩聚型减水剂大多采用甲和强腐蚀性的发烟硫酸或 浓硫酸制备而成,不可避免对环境造成污染,不利于可持续发展。其生产的主 要原料——萘是炼焦工业的副产品,来源受钢工业的制约等等。于是人们把 目光转向了羧酸类聚合物等聚合物减水剂。聚羧酸类高效减水剂聚羧酸类减水 剂与其他高效减水剂相比,低掺量(0.2%~0.5%)就可发挥好的分散性能; 但聚羧酸系减水剂与水泥存在适应性问题,难以满足工程对其性能需求,生产 成本又较高,因此在工程中尚未得到普遍使用。
另据调查了解,目前市场上的泵送剂不能抑制混凝土收缩,不能控制混凝 土裂缝,反而增大混凝土收缩,引发商品混凝土裂缝现象普遍存在,出现开裂、 溶蚀、剥落、膨胀、松软及强度倒缩下降等现象,缩短建筑物寿命,影响混凝 土的耐久性,浪费国家大量建设资金。

发明内容

本发明要解决的技术问题是,针对现有技术存在的缺陷,提出一种高耐久 高保坍不泌水混凝土泵送剂,它具有低坍落度损失抑制混凝土收缩、控制混凝 土裂缝、成本较低的特点,可为工程应用提供快捷、可靠、经济的途径。
本发明的技术方案是,所述高耐久高保坍不泌水混凝土泵送剂的原料重量 百分比组成为:
萘系减水剂         25%-45%,
聚羧酸减水剂       2%-6%,
木质素磺酸钠       1%-4%,
葡萄糖酸钠         0.5%-2%,
三萜皂甙           0.2%-2%,
羧甲基纤维素       0.5%-3%,
油               0.2%-1%,
水                 40%-65%。
按所述重量百分比取上述各组分,将其均匀混合即得。
以下对本发明做出进一步说明。
本发明中,所述萘系减水剂可以是β-萘磺酸亚甲基缩合物;引气剂为三 萜皂甙;所述硅油可以是甲基硅醇钠,它可使混凝土收缩小,能防止预拌混凝 土裂纹。
本发明为达到低坍落度损失抑制混凝土收缩,控制混凝土裂缝,及较低成 本的目的,通过深入的理论研究和大量的反复试验,优选出分子结构自由度大、 可控制参数多的原辅材料;利用不同基团或分子的作用使减水剂多功能化;通 过引气增稠减缩等多元复合,复合使用保水性良好的组分羧甲基纤维素,减小 泌水、沉降,增大粘度,改善拌合物稳定性;复合使用硅油即甲基硅醇钠,使收 缩小能防止预拌混凝土裂纹;使用三萜皂甙做引气剂,可产生大量微小的气泡、 吸附自由水,而且阻塞毛细孔,有效地控制了泌水和沉降。利用不同基团或分子 的作用使本发明产品有效改变性能,其减水率、泌水率、抗压强度比及收缩率 比等性能指标均优于聚羧酸系与萘系等各系泵送剂。产品生产投资不大,生产成 本较聚羧酸系泵送减水剂低20%。
由以上可知,本发明为一种高耐久高保坍不泌水混凝土泵送剂,它的技术 优点有:可有效改变聚羧酸系与萘系减水泵送剂的性能,其减水率、泌水率、 抗压强度比及收缩率比等性能指标均优于各系减水泵送剂;砼减水率达36%以 上;高保坍,砼2小时坍落度基本不损失,且几乎不受温度变化的影响;砼90d 抗压强度提高40~50%;抗泌水、抗离析性能好、无大气泡、色差小、混凝土 外观质量好;抗冻融能力和抗化能力较萘系减水剂提高50%;砼28d收缩率 较聚羧酸类高效减水剂降低20%以上;清洁环保节能:产品无毒、无污染,无 刺激性、无放射性,不含甲醛,碱含量低,不含氯离子,对钢筋无腐蚀性;产 品性能稳定:产品匀质性好,不分层、不沉淀,冬季无结晶;产品较萘系、聚 羧酸类适应性强,适应于多种规格、型号的水泥,尤其适宜与优质灰、矿 渣等活性掺合料等制备高耐久性砼。

具体实施方式

实施例1:所述高耐久高保坍不泌水混凝土泵送剂的原料重量百分比组成 为:萘系减水剂(β-萘磺酸亚甲基缩合物)40%、聚羧酸减水剂4%、木质素磺 酸钠2%、葡萄糖酸钠1%、三萜皂甙0.5%、羧甲基纤维素1%、硅油(甲基硅 醇钠)0.5%、水51%;将各组分均匀混合后,按掺量为水泥用量0.4%(重量 比)加入水泥混凝土中,混凝土性能检测如下:
表1 用标准水泥检测的结果

1.减水率为37%,能够控制混凝土水灰比和流动性(坍落度和扩展度);混 凝土保水性好、不泌水、不离析,保持较好的流动性、粘聚性。1d混凝土抗压 强度可提高80%,28d强度可提高79%;
2.120min内混凝土坍落度基本上无损失,不受温度变化影响;坍落度损失 小为满足可泵送的要求。因为混凝土的坍落度随时间的延长的损失一定要小, 而且混凝土的泌水也要少,或不泌水保持较长时间,即在施工时间内保持混凝 土的匀质、塑化及保水保塑性能,才能在施工现场长距离扬程泵送;并且能够 在不同气温条件下,保持良好的塑化性能;
3.能缓凝和早强,初凝时间延长8h,提高了混凝土早期强度85%,著增强 效果显著,后期强度保持缓慢增长;
4.产品适应性强:与水泥有较好的适应性,与膨胀剂、粉煤灰等混和材配伍, 功能相互补充,提高了混凝土的性能。
实施例2:所述高耐久高保坍不泌水混凝土泵送剂的原料重量百分比组成 为:萘系减水剂(β-萘磺酸亚甲基缩合物)38%、聚羧酸减水剂3.5%、木质素 磺酸钠1.9%、葡萄糖酸钠1.2%、三萜皂甙0.6%、羧甲基纤维素1.2%、硅油(甲 基硅醇钠)0.6%、水53%。
将各组分均匀混合后,按掺量为水泥用量0.4%(重量比)加入水泥混凝土 中,混凝土性能为:减水率为36%,1d混凝土抗压强度可提高75%,28d强度可 提高70%。;120min内混凝土坍落度基本上无损失,不受温度变化影响;初凝 时间延长10h,提高了混凝土早期强度80%。产品与水泥有较好的适应性,与 膨胀剂、粉煤灰等混和材配伍,功能相互补充,提高了混凝土的性能。
实施例3:所述高耐久高保坍不泌水混凝土泵送剂的原料重量百分比组成 为:萘系减水剂(β-萘磺酸亚甲基缩合物)40%、聚羧酸减水剂4%、木质素磺 酸钠2%、葡萄糖酸钠0.8%、三萜皂甙0.5%、羧甲基纤维素0.9%、硅油(甲 基硅醇钠)0.4%、水51.4%。
将各组分均匀混合后,按掺量为水泥用量0.4%(重量比)加入水泥混凝土 中,混凝土性能为:减水率为36%,1d混凝土抗压强度可提高76%,28d强度 可提高78%;120min内混凝土坍落度基本上无损失,不受温度变化影响;初凝 时间延长7h,提高了混凝土早期强度81%。产品与水泥有较好的适应性,与膨 胀剂、粉煤灰等混和材配伍,功能相互补充,提高了混凝土的性能。
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