本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑。
背景技術(shù)：
我國(guó)是海洋大國(guó)，海域遼闊，海岸線(xiàn)綿延約1.8萬(wàn)公里。隨著我國(guó)現(xiàn)代化基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展以及海洋資源開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的制定實(shí)施，各地跨海大橋、跨海隧道、離岸深水港等工程建設(shè)項(xiàng)目日益增多。對(duì)于海水環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，氯離子和海水中的其他成分在濃度梯度作用下以擴(kuò)散方式逐漸浸入到混凝土中，與其中的膠凝材料發(fā)生反應(yīng)，造成混凝土的侵蝕，結(jié)構(gòu)過(guò)早破壞的現(xiàn)象非常嚴(yán)重。
在海洋及海岸構(gòu)筑物的建設(shè)中，目前主要是以混凝土、鋼材為主要材料。對(duì)混凝土而言，它不同于天然石材，因?yàn)樘烊坏氖木哂袠O高的抗?jié)B性能，而混凝土有很多的孔隙和裂紋。海水中約含有3.5％左右的鹽類(lèi)，這些鹽類(lèi)都有可能給混凝土造成侵蝕，在海洋環(huán)境下，海水直接作用于混凝土的表面，通過(guò)混凝土的孔隙和裂紋慢慢地滲透到混凝土內(nèi)部，造成混凝土的腐蝕，影響混凝土的耐久性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海工混凝土用防裂抗?jié)B外加劑。對(duì)海工混凝土具有良好的抗裂防滲作用，可使海工混凝土更加密實(shí)，減少混凝土空隙和裂紋的產(chǎn)生，阻止海水侵入，進(jìn)而減少因海水侵入造成的腐蝕，提高海工混凝土的耐久性。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑3％-6％、增粘保水劑1％-3％、抗裂物質(zhì)5％-8％、膨脹劑30％-60％、絡(luò)合劑1％-2％、減水劑5％-8％、緩凝劑0.01％-1％、消泡劑0.01％-0.02％、余量為細(xì)填料。
所述減縮劑為聚丙烯醇、新戊二醇和丙三醇中的一種；
優(yōu)選的，所述聚丙烯醇的重均分子量在400-600之間。
所述的，增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和磺化聚丙烯酰胺按重量比1-3：1組成；
所述的，增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和磺化聚丙烯酰胺按重量比2：1組成；
所述的，磺化聚丙烯酰胺分子量在200萬(wàn)-300萬(wàn)之間，磺化度在20％-28％之間。
所述的，抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比5-8：2-3：1組成；
優(yōu)選的，所述抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比7：2：1組成；
更優(yōu)選的，所述玄武巖纖維直徑為10-20μm，長(zhǎng)度為6-15mm；所述芳香族聚酰胺纖維直徑為10μm-20μm，長(zhǎng)度為200μm-400μm；所述堿式硫酸鎂晶須直徑為1μm-4μm，長(zhǎng)度為10μm-20μm。
所述膨脹劑是由以下方法制得的：按重量百分比稱(chēng)取各原料：高鋁熟料20％-40％、硫鋁酸鈣50％-70％、氯化鑭1％-3％、硫酸鈉5％-10％；放入高速混合機(jī)內(nèi)，升溫至55-70℃，高速混合10-20min，自然冷卻至40℃以下，即得。
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉。
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑。
所述緩凝劑為蔗糖或三氯蔗糖。
所述消泡劑為磷酸三丁酯或聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚。
所述細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉，是陶瓷拋光磚在刮平定厚、研磨拋光以及磨邊倒角等一系列深加工時(shí)所產(chǎn)生的具有一定細(xì)度的粉體廢料，比表面積在600m2/kg以上，富含sio2和al2o3，具有良好的火山灰活性。
本發(fā)明通過(guò)各組分協(xié)同作用，其中：減縮劑可降低孔隙水的表面張力從而減小毛細(xì)孔吸水時(shí)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，還可以增大混凝土中孔隙水的粘度，增強(qiáng)水在凝膠體中的吸附作用，從而能夠減少混凝土早期收縮，減少由于混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫；增粘保水劑可使海工混凝土具有足夠的塑性粘度，使骨料懸浮于水泥漿中，不出現(xiàn)離析和泌水問(wèn)題，還能起到保水作用，保證水泥礦物質(zhì)水化所需的水分；抗裂物質(zhì)可減少塑性收縮龜裂和沉降裂縫，芳香族聚酰胺纖維具有強(qiáng)度高、耐鹽類(lèi)腐蝕的特點(diǎn)，可顯著改善海工混凝土的抗裂性能；膨脹劑中的高鋁熟料在石膏作用下生成具有膨脹性能的鈣礬石，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，鈣礬石柱逐漸在水泥石中搭接，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻塞水泥石中的縫隙，切斷毛細(xì)管通道，使結(jié)構(gòu)更加致密，提高抗裂性和抗?jié)B性，其由于水化過(guò)程中的鈣礬石和水化氫氧化鋁同時(shí)產(chǎn)生，使膨脹相和膠凝相合理配合，既能保證膨脹性能又能保證強(qiáng)度；絡(luò)合劑能夠有效地與混凝土中的ca2+、fe3+等離子結(jié)合，生成新的絡(luò)合物，均勻堵塞混凝土中的各種孔結(jié)構(gòu)，達(dá)到密實(shí)和填充效果，使得混凝土結(jié)構(gòu)更致密；減水劑可以減少用水量，降低水灰比，進(jìn)而增加水泥漿體結(jié)構(gòu)致密性，因此有利于混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性的增加；緩凝劑可提高混凝土的保坍性能，使混凝土拌合物和易性在一定的時(shí)間內(nèi)得到改善，有利于保持拌合物運(yùn)輸過(guò)程中的穩(wěn)定性和均勻性；消泡劑可消除混凝土拌合物中的大氣泡，進(jìn)而減少混凝土凝固過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷；陶瓷磚拋光粉填充于水泥顆粒之間，由其形態(tài)效應(yīng)，可以減少混凝土的單位用水量，進(jìn)而減少多余的水在混凝土硬化后形成的孔隙，使混凝土結(jié)構(gòu)致密，提高混凝土的抗?jié)B性，另一方面大量的陶瓷拋光磚粉填充在膠凝材料水化產(chǎn)物的空隙中，阻斷了原先連通的孔，使硬化漿體的密實(shí)度提高，也能提高海工混凝土抗?jié)B性。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的海工混凝土用抗裂防滲外加劑可使海工混凝土更加密實(shí)，減少混凝土空隙和裂紋的產(chǎn)生，加強(qiáng)海工混凝土的抗裂防滲性能。本發(fā)明可大量利用工業(yè)廢渣—陶瓷拋光磚粉，有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明所用的細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉，是陶瓷拋光磚在刮平定厚、研磨拋光以及磨邊倒角等一系列深加工時(shí)所產(chǎn)生的具有一定細(xì)度的粉體廢料，比表面積在600m2/kg以上，富含sio2和al2o3，具有良好的火山灰活性。
實(shí)施例1
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑3％、增粘保水劑1％、抗裂物質(zhì)5％、膨脹劑30％、絡(luò)合劑1％、減水劑5％、緩凝劑0.01％、消泡劑0.01％、余量為細(xì)填料；
所述減縮劑為重均分子量在400-600之間聚丙烯醇；
所述增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和磺化聚丙烯酰胺按重量比1：1組成；
所述抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比5：3：1組成，其中所述玄武巖纖維直徑為10μm，長(zhǎng)度為6mm；所述芳香族聚酰胺纖維直徑為10μm，長(zhǎng)度為200μm；所述堿式硫酸鎂晶須直徑為1μm，長(zhǎng)度為10μm；
所述膨脹劑是由以下方法制得的：按重量百分比稱(chēng)取各原料：高鋁熟料20％、硫鋁酸鈣70％、氯化鑭1％、硫酸鈉9％；放入高速混合機(jī)內(nèi)，升溫至55℃，高速混合10min，自然冷卻至40℃以下，即得。
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉；
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑；
所述緩凝劑為蔗糖；
所述消泡劑為磷酸三丁酯；
所述細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉。
實(shí)施例2
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑6％、增粘保水劑3％、抗裂物質(zhì)8％、膨脹劑60％、絡(luò)合劑2％、減水劑8％、緩凝劑1％、消泡劑0.02％、余量為細(xì)填料。
所述減縮劑為新戊二醇；
所述增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和磺化聚丙烯酰胺按重量比3：1組成；
所述抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比8：2：1組成；其中，所述玄武巖纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為12mm；所述芳香族聚酰胺纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為300μm；所述堿式硫酸鎂晶須直徑為3μm，長(zhǎng)度為15μm；所述膨脹劑是由以下方法制得的：按重量百分比稱(chēng)取各原料：高鋁熟料40％、硫鋁酸鈣50％、氯化鑭3％、硫酸鈉7％；放入高速混合機(jī)內(nèi)，升溫至70℃，高速混合20min，自然冷卻至40℃以下，即得。
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉；
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑；
所述緩凝劑為蔗糖；
所述消泡劑為聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚；
所述細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉。
實(shí)施例3
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑4％、增粘保水劑2％、抗裂物質(zhì)6％、膨脹劑42％、絡(luò)合劑1.4％、減水劑7％、緩凝劑0.01％、消泡劑0.012％、余量為細(xì)填料。
所述減縮劑為丙三醇；
所述增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和分子量在200萬(wàn)-300萬(wàn)之間，磺化度在20％-28％之間的磺化聚丙烯酰胺按重量比2：1組成；
所述抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比7：2：1組成，其中，所述玄武巖纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為12mm；所述芳香族聚酰胺纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為300μm；所述堿式硫酸鎂晶須直徑為3μm，長(zhǎng)度為15μm；
所述膨脹劑是由以下方法制得的：按重量百分比稱(chēng)取各原料：高鋁熟料25％、硫鋁酸鈣65％、氯化鑭2％、硫酸鈉8％；放入高速混合機(jī)內(nèi)，升溫至60℃，高速混合14min，自然冷卻至40℃以下，即得。
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉；
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑；
所述緩凝劑為三氯蔗糖；
所述消泡劑為磷酸三丁酯；
所述細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉。
實(shí)施例4
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑4％、增粘保水劑1.8％、抗裂物質(zhì)5.8％、膨脹劑52％、絡(luò)合劑1.3％、減水劑7.5％、緩凝劑0.02％、消泡劑0.015％、余量為細(xì)填料。
所述減縮劑為重均分子量在400-600之間聚丙烯醇；
所述增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和分子量在200萬(wàn)-300萬(wàn)之間，磺化度在20％-28％之間的磺化聚丙烯酰胺按重量比2：1組成；
所述抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比7：3：1組成；其中，所述玄武巖纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為12mm；所述芳香族聚酰胺纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為300μm；所述堿式硫酸鎂晶須直徑為3μm，長(zhǎng)度為15μm；
所述膨脹劑是由以下方法制得的：按重量百分比稱(chēng)取各原料：高鋁熟料36％、硫鋁酸鈣52％、氯化鑭2％、硫酸鈉10％；放入高速混合機(jī)內(nèi)，升溫至60℃，高速混18min，自然冷卻至40℃以下，即得。
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉；
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑；
所述緩凝劑為三氯蔗糖；
所述消泡劑為磷酸三丁酯；
所述細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉。
實(shí)施例5
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑5％、增粘保水劑2％、抗裂物質(zhì)6％、膨脹劑35％、絡(luò)合劑1.6％、減水劑6.5％、緩凝劑0.5％、消泡劑0.013％、余量為細(xì)填料。
所述減縮劑為分子量在400-600之間的聚丙烯醇；
所述增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和分子量在200萬(wàn)-300萬(wàn)之間，磺化度在20％-28％之間的磺化聚丙烯酰胺按重量比2：1組成；
所述抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比6：3：1組成；其中，所述玄武巖纖維直徑為20μm，長(zhǎng)度為15mm；所述芳香族聚酰胺纖維直徑為20μm，長(zhǎng)度為400μm；所述堿式硫酸鎂晶須直徑為4μm，長(zhǎng)度為20μm。
所述膨脹劑是由以下方法制得的：按重量百分比稱(chēng)取各原料：高鋁熟料30％、硫鋁酸64％、氯化鑭1％、硫酸鈉5％；放入高速混合機(jī)內(nèi)，升溫至63℃，高速混合15min，自然冷卻至40℃以下，即得。
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉；
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑；
所述緩凝劑為蔗糖；
所述消泡劑為磷酸三丁酯；
所述細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉。
對(duì)比例1
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑4％、增粘保水劑2％、抗裂物質(zhì)6％、膨脹劑42％、絡(luò)合劑1.4％、減水劑7％、緩凝劑0.01％、消泡劑0.012％、余量為細(xì)填料。
所述減縮劑為丙三醇；
所述增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和分子量在200萬(wàn)-300萬(wàn)之間，磺化度在20％-28％之間的磺化聚丙烯酰胺按重量比2：1組成；
所述抗裂物質(zhì)為直徑為15μm、長(zhǎng)度為12mm的玄武巖纖維；
所述膨脹劑是由以下方法制得的：按重量百分比稱(chēng)取各原料：高鋁熟料25％、硫鋁酸鈣65％、氯化鑭2％、硫酸鈉8％；放入高速混合機(jī)內(nèi)，升溫至60℃，高速混合14min，自然冷卻至40℃以下，即得。
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉；
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑；
所述緩凝劑為三氯蔗糖；
所述消泡劑為磷酸三丁酯；
所述細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉。
對(duì)比例2
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑4％、增粘保水劑2％、抗裂物質(zhì)6％、膨脹劑42％、絡(luò)合劑1.4％、減水劑7％、緩凝劑0.01％、消泡劑0.012％、余量為細(xì)填料。
所述減縮劑為丙三醇；
所述增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和分子量在200萬(wàn)-300萬(wàn)之間，磺化度在20％-28％之間的磺化聚丙烯酰胺按重量比2：1組成；
所述抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比7：2：1組成，其中，所述玄武巖纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為12mm；所述芳香族聚酰胺纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為300μm；所述堿式硫酸鎂晶須直徑為3μm，長(zhǎng)度為15μm；
所述膨脹劑是由以下方法制得的：按重量百分比稱(chēng)取各原料：高鋁熟料25％、硫鋁酸鈣65％、氯化鑭2％、硫酸鈉8％；放入高速混合機(jī)內(nèi)，升溫至60℃，高速混合14min，自然冷卻至40℃以下，即得。
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉；
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑；
所述緩凝劑為三氯蔗糖；
所述消泡劑為磷酸三丁酯；
所述細(xì)填料為一級(jí)粉煤灰。
對(duì)比例3
一種海工混凝土用抗裂防滲外加劑，由以下重量百分比的物質(zhì)組成：減縮劑4％、增粘保水劑2％、抗裂物質(zhì)6％、絡(luò)合劑1.4％、減水劑7％、緩凝劑0.01％、消泡劑0.012％、余量為細(xì)填料。
所述減縮劑為丙三醇；
所述增粘保水劑由羥丙基二淀粉磷酸酯和分子量在200萬(wàn)-300萬(wàn)之間，磺化度在20％-28％之間的磺化聚丙烯酰胺按重量比2：1組成；
所述抗裂物質(zhì)由玄武巖纖維、芳香族聚酰胺纖維和堿式硫酸鎂晶須按重量比7：2：1組成，其中，所述玄武巖纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為12mm；所述芳香族聚酰胺纖維直徑為15μm，長(zhǎng)度為300μm；所述堿式硫酸鎂晶須直徑為3μm，長(zhǎng)度為15μm；
所述絡(luò)合劑為亞氨基二琥珀酸四鈉；
所述減水劑為粉體聚羧酸減水劑；
所述緩凝劑為三氯蔗糖；
所述消泡劑為磷酸三丁酯；
所述細(xì)填料為陶瓷磚拋光粉。
性能測(cè)試
將實(shí)施例1-5及對(duì)比例1-3得到的海工混凝土用抗裂防滲外加劑按照摻加量為膠凝材料的3％加至混凝土中，按照gb/t50080-2011《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)試混凝土的工作性，按照gb/t50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)試混凝土的強(qiáng)度，按照gb/t50082-2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的滲水高度法測(cè)定混凝土試件養(yǎng)護(hù)齡期為28d的抗?jié)B性能，采用平板式混凝土抗裂性能測(cè)定儀測(cè)定約束狀態(tài)下混凝土的抗裂性能。混凝土配合比見(jiàn)下表1，性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表2。
表1混凝土配合比表
表2性能檢測(cè)結(jié)果