專利名稱：水下混凝土抗分散外加劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下混凝土抗分散外加劑及其制造方法，它屬于水泥外加劑及其制造方法領(lǐng)域，含有纖維素醚等主要成分。
過去，在水下進(jìn)行混凝土澆注施工時(shí)，由于水泥組分及水泥外加劑的散失而影響水下混凝土的質(zhì)量，另外也引起周圍水域的污染。
日本公開專利JP58-49650公開了一種含有聚丙烯酰胺和硅鎂石礦粉的水下混凝土抗分散外加劑，其目的是采用硅鎂石粉增加水下混凝土的抗分散性，其不足之處是采用濕磨法磨碎硅鎂石不能得到長(zhǎng)細(xì)狀硅鎂石纖維，從而不能有效地提高水下混凝土的抗分散性，另外由于濕磨后還需干燥，成本高。日本公開專利JP58-115051公開了一種纖維素醚類的水下混凝土抗分散外加劑，采用氯化物提高水下混凝土的早期強(qiáng)度，其不足之處是氯化物對(duì)鋼筋產(chǎn)生銹蝕作用，另外早期強(qiáng)度提高不顯著。為了抵抗水下混凝土澆注中水泥的分散流失，采用纖維素醚類等水下混凝土抗分散外加劑，如日本公開專利JP63-206344公開了一種纖維素醚和聚丙烯酰胺組成的水下混凝土抗分散外加劑，其目的是用加入聚丙烯酰胺來克服纖維素醚使水泥凝結(jié)慢及早期強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。其不足之處是效果不十分顯著，且價(jià)格較高。此外，上述已有的專利，其水下混凝土硬化后收縮填充性能不好。
本發(fā)明的目的在于避免上述已有技術(shù)的不足之處而提供一種可使水下混凝土抗分散能力強(qiáng)、早期強(qiáng)度高、填充性好、對(duì)鋼筋不產(chǎn)生銹蝕、施工方便、成本低的一種水下混凝土抗分散外加劑及其制造方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到本發(fā)明的一種水下混凝土抗分散外加劑，由纖維素醚類組成，其特征是含有硅鎂石纖維、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫鋁酸鈣、鋁酸鈉。本發(fā)明中組成物的配比為纖維素醚 100份(重量份，以下均同)硅鎂石纖維 10-300份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚 10-50份硫鋁酸鈣 10-300份鋁酸鈉 30-150份本發(fā)明中組成物的最優(yōu)配比為甲基纖維素 100份海泡石纖維 100份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚 20份硫鋁酸鈣 200份鋁酸鈉 60份在本發(fā)明中的硫鋁酸鈣可用等量的氧化鎂代替。在本發(fā)明中可以加入羥丙基甲基淀粉。在本發(fā)明中使用的纖維素醚采用原材料聚合度為800-1800，醚化時(shí)間4-10h。在本發(fā)明中使用的硅鎂石纖維為直徑0.1-0.5mm、長(zhǎng)度0.5-10mm的海泡石纖維。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施達(dá)到本發(fā)明的一種含有纖維素醚、硅鎂石纖維、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫鋁酸鈣、鋁酸鈉的水下混凝土抗分散外加劑的制造方法，其特征是將硅鎂石在干燥狀態(tài)下經(jīng)過錘擊式粉碎機(jī)打碎再經(jīng)篩分選取直徑0.1-0.5mm，長(zhǎng)度0.5-10mm硅鎂石纖維;另外，預(yù)先在纖維素醚中噴入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，然后將噴有丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的纖維素醚、硅鎂石纖維以及硫鋁酸鈣、鋁酸鈉一同混拌而成。
下面詳細(xì)說明本發(fā)明。在本發(fā)明中使用的纖維素醚有甲基纖維素，也可使用乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素等。該纖維素醚可采用纖維素原料經(jīng)堿溶液浸漬、壓榨、老成、加入醚化劑進(jìn)行醚化、再經(jīng)洗滌、粉碎而成。纖維素醚原材料的聚合度為800-1800，醚化時(shí)間4-10h。
本發(fā)明中采用的硅鎂石纖維，是由干燥的海泡石或坡縷石等經(jīng)錘擊式粉碎機(jī)打碎，經(jīng)篩分選取直徑0.1-0.5mm、長(zhǎng)度0.5-10mm的硅鎂石纖維。較好的是采用海泡石纖維。以往用濕磨法破壞了硅鎂石的纖維結(jié)構(gòu)，另外還需增加濕潤(rùn)及干燥工序、使成本增加，本發(fā)明中可采用自然干燥狀態(tài)的硅鎂石加工。其用量按纖維素醚為100重量份計(jì)，為10-300份。少于10份時(shí)增稠效果不好，如大于300份時(shí)使混凝土拌合物拌合不良。
本發(fā)明中使用的丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚作為消泡劑加入。首先將該消泡劑預(yù)先噴入纖維素醚上，這種做法其用量少、效果好，另外施工方便。已有技術(shù)中是將消泡劑摻入拌合水中加入，本發(fā)明的水下混凝土抗分散外加劑是將各種組分混拌在一起，在施工現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，直接與混凝土拌合物中的水泥、砂、石、水等一同拌合即可。該消泡劑用量按纖維素醚100重量份計(jì)，為10-50份，如低于10份時(shí)消泡效果不明顯，如大于50份時(shí)，浪費(fèi)材料，成本高。在本發(fā)明中使用的硫鋁酸鈣，使水下混凝土產(chǎn)生微膨脹，產(chǎn)生更好的填充性能，用量按纖維素醚為100重量份計(jì)為10-300份，如少于10份時(shí)膨脹效果不明顯，如大于300份時(shí)對(duì)混凝土安定性有可能產(chǎn)生不良影響。
本發(fā)明中使用的鋁酸鈉作為混凝土調(diào)凝劑加入，摻量按纖維素醚為100份重量計(jì)為30-150份。如需要水下混凝土凝結(jié)更快時(shí)，用量可取大些。用量少于30份時(shí)，對(duì)混凝土速凝效果不明顯。在本發(fā)明中使用的羥丙基甲基淀粉，賦于水下混凝土拌合物增稠性。用量按纖維素醚100重量份計(jì)為10-100份。用量少于10份，增稠效果不顯著，用量大于100份時(shí)使混凝土過于粘稠。
本發(fā)明的含有纖維素醚、硅鎂石纖維、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫鋁酸鈣、鋁酸鈉的水下混凝土抗分散外加劑的制造方法如下首先在混拌機(jī)中加入纖維素醚、再噴入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，稍加攪拌，再加入硅鎂石纖維，該硅鎂石纖維是由干燥的硅鎂石經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的錘擊式粉碎機(jī)打碎成細(xì)長(zhǎng)纖維再經(jīng)篩分選取直徑0.1-0.5mm、長(zhǎng)度0.5-10mm的硅鎂石纖維，然后再加入硫鋁酸鈣、鋁酸鈉，也可加入羥丙基甲基淀粉一起拌合而成。然后在水下混凝土施工時(shí)，將本發(fā)明的水下混凝土抗分散外加劑按水泥100重量份計(jì)，加入0.1-3份，與水泥、砂、石、水一同拌合進(jìn)行澆注。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1首先將甲基纖維素裝入混拌機(jī)內(nèi)，噴入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，再加入海泡石纖維，該海泡石纖維是由海泡石經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的錘擊式粉碎機(jī)打碎成細(xì)長(zhǎng)纖維，再經(jīng)篩分選出直徑0.1-0.5mm，長(zhǎng)度0.5-10mm的海泡石纖維，再加入硫鋁酸鈣，視需要再加入鋁酸鈉一同混合而成的。配合比為甲基纖維素(晉縣化工一廠產(chǎn)) 100份(重量計(jì)，以下均同)
丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚(天津助劑廠產(chǎn)) 20份海泡石纖維(河南西峽產(chǎn)) 100份硫鋁酸鈣(天津武清縣水泥廠產(chǎn)) 200份鋁酸鈉(市購(gòu)) 60份將上述各組分混拌均勻后便制成本發(fā)明的一種水下混凝土抗分散外加劑的一例，將其按水泥100重量份計(jì)摻入2%，另外水泥砂漿重量比為水泥∶砂∶水＝1∶2.5∶0.55將上述各組分加入到GB177-77型水泥砂漿攪拌機(jī)內(nèi)拌合6min，將該拌合好的水泥砂漿測(cè)定以下各性能1、強(qiáng)度試驗(yàn)在水深300mm的水槽中放置40×40×160mm的水泥砂漿試模，并在試模上豎向放置一個(gè)180×180×250mm的鐵絲網(wǎng)(10×10mm方孔)。將上述拌合好的水泥砂漿由水面從鐵絲網(wǎng)中灌入水中試模，保持灌入時(shí)自由落差為300mm，刮去模型上多余砂漿，待硬化后拆模，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定期齡，測(cè)定砂漿的抗壓強(qiáng)度。
2、流動(dòng)度試驗(yàn)按GB2419-81規(guī)定測(cè)定其流動(dòng)度。
3、pH值透光率試驗(yàn)在1000毫升的玻璃燒杯內(nèi)放入800毫升水，將500克拌合好的水泥砂漿分成10份，在10-20s內(nèi)投入，靜止3min，然后從燒杯中倒出600毫升混合液，測(cè)定其pH值和透光率。各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果列于表1。
實(shí)施例2除在實(shí)施例1中的水下混凝土抗分散外加劑中再添加羥丙基甲基淀粉(陜西惠安化工廠產(chǎn))外其它均相同。
比較例1除在實(shí)施例1中的水下混凝土抗分散外加劑中采用等重量的(按干料計(jì))水磨細(xì)的海泡石粉代替外，其它均相同。
比較例2除在實(shí)施例1中的水下混凝土抗分散外加劑中將丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚改為加入到水中外，其它均相同。
比較例3除在實(shí)施例1中在水泥砂漿中不加入本發(fā)明的水下混凝土抗分散外加劑外其它均相同。
上述采用水泥砂漿試驗(yàn)，如改成混凝土試驗(yàn)，即在水泥砂漿中再添加石子骨料，其試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果相似。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1、采用本發(fā)明的水下混凝土抗分散外加劑摻入到水下混凝土拌合物中可使其在水中不分散，得到較高的早期和后期強(qiáng)度。
2、施工簡(jiǎn)便，外加劑預(yù)先混拌好，在施工時(shí)一次加入。
3、成本低。因采用硅鎂石纖維或羥丙基甲基淀粉可大大降低纖維素醚的用量。
4、可使水下混凝土產(chǎn)生微膨脹，具有良好的填充性能。
5、調(diào)節(jié)鋁酸鈉的用量，可使水下混凝土的凝固時(shí)間得到調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種水下混凝土抗分散外加劑，由纖維素醚類組成，其特征是含有硅鎂石纖維、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫鋁酸鈣、鋁酸鈉。
2.一種如權(quán)利要求1所述的水下混凝土抗分散外加劑，其特征是含有纖維素醚 100份(重量份，以下同)硅鎂石纖維 10-300份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚 10-50份硫鋁酸鈣 10-300份鋁酸鈉 30-150份
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的水下混凝土抗分散外加劑，其特征是最優(yōu)配比為甲基纖維素 100份海泡石纖維 100份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚 20份硫鋁酸鈣 200份鋁酸鈉 60份
4.一種如權(quán)利要求1或2所述的水下混凝土抗分散外加劑，其特征是用等量的氧化鎂代替其中的硫鋁酸鈣。
5.一種如權(quán)利要求1、2所述的水下混凝土抗分散外加劑，其特征是含有羥丙基甲基淀粉。
6.一種如權(quán)利要求1或2所述的水下混凝土抗分散外加劑，其特征是其中的纖維素原材料聚合度為800-1800，其中纖維素的醚化時(shí)間在4-10h。
7.一種如權(quán)利要求1或2所述的水下混凝土抗分散外加劑，其特征是其中硅鎂石纖維選用直徑0.1-0.5mm，長(zhǎng)0.5-10mm的海泡石纖維。
8.一種含有纖維素醚、硅鎂石纖維、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫鋁酸鈣、鋁酸鈉的水下混凝土抗分散外加劑的制造方法，其特征是將硅鎂石在干燥狀態(tài)下經(jīng)過錘擊式粉碎機(jī)打碎，經(jīng)篩分選取直徑0.1-0.5mm、長(zhǎng)度0.5-10mm的硅鎂石纖維;另外預(yù)先在纖維素醚中噴入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，然后將噴有丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的纖維素醚、硅鎂石纖維、以及硫鋁酸鈣、鋁酸鈉一同混拌而成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水下混凝土抗分散外加劑及其制造方法。含有纖維素醚、硅鎂石纖維、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚消泡劑、硫鋁酸鈣、鋁酸鈉等。采用錘擊式粉碎硅鎂石纖維制造方法以及先用消泡劑噴入纖維素醚等處理方法。具有原材料成本低、加工簡(jiǎn)便、抗分散能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可用于水下混凝上澆注施工。
文檔編號(hào)C04B28/02GK1073669SQ91111809
公開日1993年6月30日 申請(qǐng)日期1991年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月27日
發(fā)明者陸泉林, 陳嚴(yán), 陸芹芳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣總公司工程技術(shù)研究所