補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝 劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 混凝土澆筑后，由于水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，使混凝土溫度升高，產(chǎn)生體積熱 膨脹。待達(dá)到最高溫度以后，隨著熱量向外部環(huán)境的散發(fā)，溫度將由最高值降至一個穩(wěn)定或 準(zhǔn)穩(wěn)定值，將產(chǎn)生溫度收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，就將導(dǎo)致混凝土 開裂。在水利水電工程建設(shè)中，大體積混凝土溫度收縮裂縫是影響工程質(zhì)量和耐久性的關(guān) 鍵因素之一。
[0003] 為防止和減輕超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度收縮裂縫，有效設(shè)置后澆帶是常規(guī)措施，但是 后澆帶延長工期，鋼筋斷后的搭、焊接和清理鑿毛均給填縫施工帶來一定麻煩，處理不好將 留下隱患。因此，有必要補(bǔ)償收縮混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的溫度和收縮拉應(yīng)力，從而防止 收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫范圍內(nèi)。目前，膨脹劑作為補(bǔ)償收縮外加劑己經(jīng)得到普 遍應(yīng)用，膨脹劑特有的膨脹補(bǔ)償大體積混凝土溫度收縮，可有效控制混凝土的應(yīng)變，防止或 減少大體積混凝土的溫度開裂。目前我國補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用的理論基礎(chǔ)是吳中偉院士提 出的補(bǔ)償收縮理論，即：混凝土最后達(dá)到的變形值D(限制膨脹變形或限制收縮變形）等于 最大限制膨脹變形e2ni減去限制收縮S2，加上彈性伸長，加上塑性伸長ep，加上或減去 混凝土徐變C，（D=e2m-S2+ee+ep±C)。
[0004] 根據(jù)能量守恒定律，補(bǔ)償收縮混凝土水化所產(chǎn)生的膨脹能在自由和限制條件下是 等量的。在補(bǔ)償收縮混凝土中，重要的是產(chǎn)生用于補(bǔ)償收縮的有效膨脹能，它是產(chǎn)生限制膨 脹和彈性收縮的膨脹能量之和。一般認(rèn)為，補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹不僅與膨脹源的形態(tài)、數(shù) 量、限制條件有關(guān)，而且與形成時間和基體強(qiáng)度有關(guān)。簡單地說，就是膨脹與強(qiáng)度要協(xié)調(diào)發(fā) 展，才能獲得有效的膨脹效果。提高限制膨脹率的方法有兩個：一是延長混凝土的有效膨脹 時間，這需要控制混凝土 1~7d抗壓強(qiáng)度發(fā)展，為產(chǎn)生有效膨脹提供足夠的時間；二是盡可 能提尚膨脹效率。
[0005] 因此，為了解決補(bǔ)償收縮混凝土中膨脹速率與混凝土的抗壓強(qiáng)度協(xié)調(diào)發(fā)展的問 題，亟待開發(fā)一種能夠使補(bǔ)償收縮混凝土中膨脹劑發(fā)揮最大膨脹能補(bǔ)償收縮混凝土緩凝 劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種膨脹率與混 凝土的抗壓強(qiáng)度發(fā)展相協(xié)調(diào)的補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑。
[0007] 本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種操作簡單的 補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑的制備方法。
[0008] 本發(fā)明所要解決的第三個技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種上述補(bǔ)償收 縮混凝土用緩釋型緩凝劑的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝 劑，其特征在于由下列物質(zhì)按質(zhì)量百分比配制而成：緩凝組份5%~15%，緩釋組份85%~ 95%，上述兩種組份之和（按質(zhì)量計）為100%，其中，所述緩凝組份包括至少一種含羥基或 羥基羧基的親水性大分子，至少包括下列結(jié)構(gòu)中的一種：
[0010] UOH)%;
[0011] (0H)n3R2-(C00R3)n2,式中，ripn2,n3^： 1 ;
[0012]Ri，R2分別選自烷基、苯環(huán)、不飽和烴基、烷氧基中的至少一種；1?3選自氫、Na、K、Ca 中的至少一種；
[0013] 而所述緩釋組份可選自阿拉伯膠、明膠、蟲膠、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖 維素及聚乙二醇、聚乙烯醇中的至少一種。
[0014] 進(jìn)一步地，所述緩凝組份可選自于檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、水楊酸、蘋果酸，葡 萄糖、葡萄糖酸鈉、蔗糖、糖蜜、麥芽糖和糊精中的至少一種。
[0015] 進(jìn)一步地，所述緩凝組份為8%~10%，緩釋組份為90%~92%。
[0016] 作為優(yōu)選，所述緩凝組份為9 %，緩釋組份為91 %。
[0017] 作為優(yōu)選，所述緩凝組份為葡萄糖酸鈉，所述緩釋組份為阿拉伯膠。
[0018] 作為優(yōu)選，所述9 %的緩凝組份由5%的葡萄糖酸鈉和4%的糊精組成，所述91 % 的緩釋組份為35%的阿拉伯膠、20%的明膠以及36%的羧甲基纖維素鈉組成。
[0019] 本發(fā)明還提供一種補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑的制備方法，其特征在于包括 下述步驟：
[0020] 1)攪拌混合：按要求配比取緩凝組份和緩釋組份，共同溶解于水中，攪拌直至兩 種組份完全溶解后干燥，研磨成粉；
[0021] 2)篩分：將步驟1)的粉過篩，制得補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑。
[0022] 本發(fā)明還提供一種補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑在混凝土配制中的應(yīng)用，其特 征在于：包括如下步驟：
[0023] 所述補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑加入至水泥中，攪拌使其混合均勻，然后依 次投入補(bǔ)償收縮混凝土材料，該補(bǔ)償收縮混凝土材料包括有膨脹劑，所述補(bǔ)償收縮混凝土 用緩釋型緩凝劑用量按重量計為所述膨脹劑用量的0. 1%~2%。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：本發(fā)明中隨著緩釋組份在補(bǔ)償收縮混凝 土體系中緩慢溶解，緩凝組份小顆粒也逐漸暴露出來并溶解，最后作用于膠凝體系，降低了 緩凝組份對補(bǔ)償收縮混凝土塑性階段的影響，在補(bǔ)償收縮混凝土 1~7d齡期緩凝組份發(fā)揮 作用，進(jìn)而達(dá)到提高限制膨脹率，提高補(bǔ)償效果的目的，本發(fā)明不影響混凝土的流動性、坍 落度以及水泥、膠凝材料的凝結(jié)時間，滿足施工要求。
【具體實施方式】
[0025] 以下通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026] 本發(fā)明所有實施例中的"膠凝材料"由90%的水泥和10%混凝土膨脹劑組成。
[0027] 本發(fā)明所有實施例中的"水泥"采用山東魯城水泥有限公司生產(chǎn)的混凝土外加劑 檢驗專用基準(zhǔn)水泥。
[0028] 本發(fā)明所有實施例中的"混凝土膨脹劑"采用武漢三源特種建材有限責(zé)任公司生 產(chǎn)的高性能膨脹劑。
[0029] 本發(fā)明所有實施例中的"粉煤灰"為武漢青山熱電廠生產(chǎn)的國標(biāo)II以上。
[0030] 本發(fā)明所有實施例中的"礦粉"為旺達(dá)建材有限公司生產(chǎn)的普通礦粉。
[0031] 本發(fā)明所有實施例中的"減水劑"為武漢源錦建材科技有限公司生產(chǎn)的Uj〇in-PC 聚羧酸減水劑。
[0032] 實施例1
[0033] 將下列物質(zhì)按質(zhì)量計：
[0034] 葡萄糖酸鈉 5% ;
[0035] 阿拉伯膠 95% ;
[0036] 加入燒杯中，加水，常溫或適當(dāng)加熱（加熱不能使其沸騰）溶解，并不停攪拌加速 溶解，直到溶液中沒有顆粒存在為止，然后將溶液倒入適當(dāng)?shù)娜萜?，放入烘?0°C將水完全 蒸干，研磨過80ym方孔篩，制得緩釋型緩凝劑。
[0037] 實施例2
[0038] 將下列物質(zhì)按質(zhì)量計：
[0039] 葡萄糖酸鈉 15% ;
[0040] 阿拉伯膠 85% ;
[0041] 加入燒杯中，加水，常溫或適當(dāng)加熱（加熱不能使其沸騰）溶解，并不停攪拌加速 溶解，直到溶液中沒有顆粒存在為止，然后將溶液倒入適當(dāng)?shù)娜萜鳎湃牒嫦?0°C將水完全 蒸干，研磨過80ym方孔篩，制得緩釋型緩凝劑。
[0042] 實施例3
[0043] 將下列物質(zhì)按質(zhì)量計：
[0044] 葡萄糖酸鈉 9% ;
[0045] 阿拉伯膠 91% ;
[0046] 加入燒杯中，加水，常溫或適當(dāng)加熱（加熱不能使其沸騰）溶解，并不停攪拌加速 溶解，直到溶液中沒有顆粒存在為止，然后將溶液倒入適當(dāng)?shù)娜萜?，放入烘?0°C將水完全 蒸干，研磨過80ym方孔篩，制得緩釋型緩凝劑。
[0047] 實施例4
[0048] 將下列物質(zhì)按質(zhì)量計：
【主權(quán)項】
1. 一種補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑，其特征在于由下列物質(zhì)按質(zhì)量百分比配制而 成：緩凝組份5 %~15 %，緩釋組份85 %~95 %，其中，所述緩凝組份包括至少一種含羥基 或羥基羧基的親水性大分子，至少包括下列結(jié)構(gòu)中的一種： R1-(OH)Ii1; (OH)n3R2-(COOR3)n2,式中，ripn2,n3^ 1 ; 札，馬分別選自烷基、苯環(huán)、不飽和烴基、烷氧基中的至少一種$3選自氫、似、1(、0 &中的 至少一種； 而所述緩釋組份可選自阿拉伯膠、明膠、蟲膠、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素 及聚乙二醇、聚乙烯醇中的至少一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑，其特征在于：所述緩凝組 份可選自于檸檬酸、檸檬酸鈉、酒石酸、水楊酸、蘋果酸，葡萄糖、葡萄糖酸鈉、蔗糖、糖蜜、麥 芽糖和糊精中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑，其特征在于：所述緩凝組 份為8 %~10 %，緩釋組份為90 %~92 %。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑，其特征在于：所述緩凝組 份為9%，緩釋組份為91%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑，其特征在于：所述緩凝組 份為葡萄糖酸鈉，所述緩釋組份為阿拉伯膠。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑，其特征在于：所述9%的 緩凝組份由5%的葡萄糖酸鈉和4%的糊精組成，所述91 %的緩釋組份為35%的阿拉伯膠、 20 %的明膠以及36 %的羧甲基纖維素鈉組成。
7. -種如權(quán)利要求1~6任意一項權(quán)利要求所述的補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑的 制備方法，其特征在于包括下述步驟： 1) 攪拌混合：按要求配比取緩凝組份和緩釋組份，共同溶解于水中，攪拌直至兩種組 份完全溶解后干燥，研磨成粉； 2) 篩分：將步驟1)的粉過篩，制得補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑。
8. -種如權(quán)利要求1~6任意一項權(quán)利要求所述的補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑在 混凝土配制中的應(yīng)用，其特征在于： 所述補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑加入至水泥中，攪拌使其混合均勻，然后依次投 入補(bǔ)償收縮混凝土材料，該補(bǔ)償收縮混凝土材料包括有膨脹劑，所述補(bǔ)償收縮混凝土用緩 釋型緩凝劑用量按重量計為所述膨脹劑用量的〇. 1%~2%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑，其特征在于由下列物質(zhì)按質(zhì)量百分比配制而成：緩凝組份5％～15％，緩釋組份85％～95％，其中，緩凝組份包括至少一種含羥基或羥基羧基的親水性大分子，包括下列結(jié)構(gòu)中的一種或多種，而緩釋組份可選自阿拉伯膠、明膠、蟲膠、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素及聚乙二醇、聚乙烯醇中的一種或多種，本發(fā)明還提供一種補(bǔ)償收縮混凝土用緩釋型緩凝劑的制備方法和應(yīng)用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：本發(fā)明能夠有效調(diào)節(jié)補(bǔ)償收縮混凝土強(qiáng)度發(fā)展同時提高限制膨脹率，不影響補(bǔ)償收縮混凝土的流動性、塌落度以及混凝土的凝結(jié)時間，滿足施工要求。
【IPC分類】C04B24-38, C04B24-02, C04B103-22, C04B24-06
【公開號】CN104817289
【申請?zhí)枴緾N201510139924
【發(fā)明人】吳翠娥, 劉虎, 張曉果, 劉燕, 劉輝
【申請人】武漢三源特種建材有限責(zé)任公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月27日