專利名稱：混凝土減縮劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土添加劑，具體涉及一種混凝土減縮劑。
背景技術(shù)：
我們知道，目前混凝土(水泥+砂子+石子+水+外加劑)的早期開(kāi)裂是混凝土工程中最常見(jiàn)的質(zhì)量事故，開(kāi)裂的原因歸根結(jié)底是混凝土的收縮。從收縮產(chǎn)生的機(jī)理不同可分為干燥收縮和自收縮。干燥收縮是指混凝土中的水分散失到空氣中而產(chǎn)生的收縮；自收縮是指混凝土中的水分被水化反應(yīng)所消耗而導(dǎo)致的混凝土內(nèi)部自干燥所引起的收縮。不同類型收縮的共同點(diǎn)是內(nèi)部水分含量的降低。當(dāng)部分或全部的收縮變形受到限制時(shí)，在混凝土內(nèi)部必然產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)瞬間拉應(yīng)力超過(guò)一定限度時(shí)，混凝土就將產(chǎn)生開(kāi)裂?；炷恋拈_(kāi)裂嚴(yán)重影響著混凝土滲透性能、耐久性能甚至結(jié)構(gòu)性能。降低混凝土的收縮、減少和避免混凝土開(kāi)裂對(duì)提高混凝土工程質(zhì)量、延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命具有重要意義。砂漿(水泥+砂子+水+外加劑)及水泥凈漿(水泥+水+外加劑)存在同樣的問(wèn)題。從收縮產(chǎn)生的機(jī)理來(lái)看，有兩種方法可以從根本上減少收縮的量一種是減少混凝土中凝膠孔的含量，另一種是降低孔中液體的表面張力。凝膠孔的含量與水化產(chǎn)物的量成正比，在保證水化產(chǎn)物量的同時(shí)，孔是不可能減少的，因此減少收縮的唯一可行手段是降低水的表面張力。為防止混凝土開(kāi)裂，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期使用膨脹劑，膨脹劑所產(chǎn)生的膨脹可以部分或全部補(bǔ)償混凝土和砂漿的收縮，但膨脹劑對(duì)水泥的成分、環(huán)境溫度、濕度及水泥的水化程度有較強(qiáng)的依賴性，例如膨脹劑發(fā)揮作用的條件之一是要與足夠的水分發(fā)生反應(yīng)。對(duì)水灰比較小的混凝土，混凝土內(nèi)部自身水量有限。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)密實(shí)外部水分難以進(jìn)入混凝土內(nèi)部。因此膨脹劑常常不能發(fā)揮作用，甚至加劇混凝土的開(kāi)裂?；炷翜p縮劑于1982年在日本問(wèn)世，也于1985年在美國(guó)研制成功。到目前為止已發(fā)現(xiàn)數(shù)類物質(zhì)能夠減小混凝土的收縮，如醇類，常用的包括二醇、三醇及其同系物，但是此類物質(zhì)沸點(diǎn)較低、易揮發(fā)，同時(shí)具有刺激性氣味、燃點(diǎn)較低，在工程實(shí)際中使用很不方便；而分子量較大的醇類的聚合物，使用起來(lái)方便，但是要達(dá)到所需的減縮效果需要大劑量摻入混凝土，這樣就無(wú)形中增加了混凝土的成本；另一類可作為減縮劑的物質(zhì)是醚類，如乙二醇醚、聚乙二醇醚、聚乙二醇烷基醚等，這類物質(zhì)在減縮效果上要好于醇類，但大部分醚易揮發(fā)且有刺激性氣味，對(duì)操作人員的身體健康也十分不利；有資料記載的另一種減縮物質(zhì)是烷醇胺，例如α、β-烷醇胺對(duì)減小混凝土砂漿及水泥凈槳的收縮十分有效，但價(jià)格非常昂貴，大大增加了混凝土的成本，在工程中難以推廣。另外，可溶性氨基樹(shù)脂和脂肪酸鹽制劑作為減縮劑也有少量報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種組合簡(jiǎn)單、性能可靠、適用范圍廣、不受環(huán)境限制、生產(chǎn)成本低、對(duì)不同的酸堿度、溫度和濕度環(huán)境都能起到減縮作用的混凝土減縮劑。本發(fā)明的混凝土減縮劑由下述組分按照重量百分比混合而成聚乙烯醇類化合物0～50％、脂肪族乙二醇醚0～60％、氫氧化烷基胺0～50％，其中聚乙烯醇類化合物的結(jié)構(gòu)式為-(CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚的結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺的結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。本發(fā)明采用其中兩種或三種的混合物做減縮劑，可以有效降低混凝土、砂漿及水泥凈漿的收縮；對(duì)干燥收縮和自收縮同樣有效，適用于硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和所有混合水泥及特種水泥。本發(fā)明還可以與常用的減水劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、膨脹劑等外加劑混合使用，對(duì)鋼筋無(wú)腐蝕；加入減縮劑后，可使混凝土、砂漿及水泥凈漿的收縮降低60～80％。根據(jù)空白混凝土收縮值的大小，本發(fā)明所述混凝土減縮劑起作用的摻量范圍為2～7％(占水重量比)，通常用量為3～5％，它可以有效地大幅減小水的表面張力。本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)的膨脹劑來(lái)說(shuō)，起作用的環(huán)境不受限制，對(duì)不同的酸堿度、溫度和濕度環(huán)境都能起到減小收縮的作用，在保證使混凝土收縮減小60～80％前提下，相對(duì)于以前的醇類減縮劑，解決了摻量過(guò)大的問(wèn)題，由過(guò)去的摻量8～10％，降低至3～5％；相對(duì)于其它類型的減縮劑，降低了生產(chǎn)成本，使其在工程中的應(yīng)用更具可行性。同時(shí)針對(duì)同類產(chǎn)品揮發(fā)性強(qiáng)、對(duì)生產(chǎn)工人的健康不利的問(wèn)題，在組方的選擇上采取了相應(yīng)的措施。對(duì)環(huán)境通過(guò)對(duì)相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行技術(shù)分析和試驗(yàn)研究，確定了主要成分。摻量較高時(shí)，混凝土或砂漿的早期強(qiáng)度略有降低，但后期強(qiáng)度高于對(duì)比試件的強(qiáng)度。由于減縮劑本身是高效的表面活性劑，減縮劑的加入，可使混凝土的含氣量明顯降低；在加入引氣劑時(shí)，引氣劑的引氣效果將不同程度地被削弱，因此在對(duì)含氣量有要求的情況下，應(yīng)依據(jù)試驗(yàn)來(lái)調(diào)整引氣劑的含量。本發(fā)明組合簡(jiǎn)單、性能可靠、適用范圍廣、不受環(huán)境限制、生產(chǎn)成本低、對(duì)不同的酸堿度、溫度和濕度環(huán)境都能起到減縮作用。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式由下述組分按照重量百分比混合而成聚乙烯醇類化合物0～50％、脂肪族乙二醇醚0～60％、氫氧化烷基胺0～50％，其中聚乙烯醇類化合物的結(jié)構(gòu)式為-(CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚的結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺的結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。
具體實(shí)施例方式
二本實(shí)施方式由聚乙烯醇類化合物和脂肪族乙二醇醚兩種物質(zhì)混合而成，其中聚乙烯醇化合物占組分總重量百分比的40～50％，其結(jié)構(gòu)式為-(CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的50～60％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10。
具體實(shí)施例方式
三本實(shí)施方式由聚乙烯醇類化合物和脂肪族乙二醇醚兩種物質(zhì)混合而成，其中聚乙烯醇化合物占組分總重量百分比的45％，其結(jié)構(gòu)式為-(CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的55％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10。本實(shí)施方式起減縮作用的摻量范圍為5％(占水重量比)，加入減縮劑后，可使混凝土、砂漿及水泥凈漿的收縮降低60～80％。
具體實(shí)施例方式
四本實(shí)施方式由脂肪族乙二醇醚和氧化烷基胺兩種物質(zhì)混合而成，其中脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的50～60％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺占組分總重量百分比的40～50％，其結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。
具體實(shí)施例方式
五本實(shí)施方式由脂肪族乙二醇醚和氧化烷基胺兩種物質(zhì)混合而成，其中脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的50％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R＝為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺占組分總重量百分比的50％，其結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。本實(shí)施方式起減縮作用的摻量范圍為7％(占水重量比)，加入減縮劑后，可使混凝土、砂漿及水泥凈漿的收縮降低60～80％。
具體實(shí)施例方式
六本實(shí)施方式由聚乙烯醇類化合物、脂肪族乙二醇醚和氫氧化烷基胺三種物質(zhì)混合而成，其中聚乙烯醇化合物占組分總重量百分比的35～45％，其結(jié)構(gòu)式為-CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的45～55％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺占組分總重量百分比的5～15％，其結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。
具體實(shí)施例方式
七本實(shí)施方式由聚乙烯醇類化合物、脂肪族乙二醇醚和氫氧化烷基胺三種物質(zhì)混合而成，其中聚乙烯醇化合物占組分總重量百分比的40％，其結(jié)構(gòu)式為-CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的50％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺占組分總重量百分比的10％，其結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。本發(fā)明起減縮作用的摻量范圍為3％(占水重量比)，加入減縮劑后，可使混凝土、砂漿及水泥凈漿的收縮降低70～80％。
權(quán)利要求
1.混凝土減縮劑，其特征在于它由下述組分按照重量百分比混合而成聚乙烯醇類化合物0～50％、脂肪族乙二醇醚0～60％、氫氧化烷基胺0～50％，其中聚乙烯醇類化合物的結(jié)構(gòu)式為-(CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚的結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺的結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮劑，其特征在于它由聚乙烯醇類化合物和脂肪族乙二醇醚兩種物質(zhì)混合而成，其中聚乙烯醇化合物占組分總重量百分比的40～50％，其結(jié)構(gòu)式為-(CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的50～60％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮劑，其特征在于它由聚乙烯醇類化合物和脂肪族乙二醇醚兩種物質(zhì)混合而成，其中聚乙烯醇化合物占組分總重量百分比的45％，其結(jié)構(gòu)式為-(CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的55％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮劑，其特征在于它由脂肪族乙二醇醚和氧化烷基胺兩種物質(zhì)混合而成，其中脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的50～60％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺占組分總重量百分比的40～50％，其結(jié)構(gòu)式為R1-NH-ROH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮劑，其特征在于它由脂肪族乙二醇醚和氧化烷基胺兩種物質(zhì)混合而成，其中脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的50％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R＝為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺占組分總重量百分比的50％，其結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮劑，其特征在于它由聚乙烯醇類化合物、脂肪族乙二醇醚和氫氧化烷基胺三種物質(zhì)混合而成，其中聚乙烯醇化合物占組分總重量百分比的35～45％，其結(jié)構(gòu)式為-CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的45～55％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺占組分總重量百分比的5～15％，其結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～ 20的烷基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮劑，其特征在于它由聚乙烯醇類化合物、脂肪族乙二醇醚和氫氧化烷基胺三種物質(zhì)混合而成，其中聚乙烯醇化合物占組分總重量百分比的40％，其結(jié)構(gòu)式為-CH2CHOH)n-，式中n＝1700～2200；脂肪族乙二醇醚占組分總重量百分比的50％，其結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)nH，式中R為C1～20的烷基，n＝1～10；氧化烷基胺占組分總重量百分比的10％，其結(jié)構(gòu)式為R1-NH-R2OH，式中R1、R2均為C1～20的烷基。
全文摘要
混凝土減縮劑，它涉及一種混凝土添加劑。本發(fā)明由下述組分按照重量百分比混合而成聚乙烯醇類化合物0～50％、脂肪族乙二醇醚0～60％、氫氧化烷基胺0～50％，其中聚乙烯醇類化合物的結(jié)構(gòu)式為－(CH
文檔編號(hào)C04B24/26GK1583648SQ20041001378
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者馬新偉, 曹立新, 李家和 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)