Whdf型混凝土減水防滲抗裂劑的製作方法

2023-05-10 04:23:26 1

專利名稱：Whdf型混凝土減水防滲抗裂劑的製作方法
技術領域：
本發明屬於混凝土技術領域，具體的是涉及一種WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑。
背景技術：
目前我國基礎設施建設處於高速發展階段。水利水電建設中的提壩、交通建設中的公路、鐵路、橋梁、碼頭、隧道以及民用建設工程中大量使用混凝土。這些混凝土不同程度地存在著收縮以及由此產生的開裂，出現滲水現象，引起混凝土表、裡的侵蝕及混凝土內部鋼筋的鏽蝕，影響了混凝土的耐久性能，降低了混凝土工程的使用壽命。隨著高性能混凝土(HPC)和高強混凝土(HSC)的產生，混凝土中水泥用量增大，用水量減小，活性摻合料增力口，使上述開裂程度增大。目前市面上應用於抗裂方面的外加劑有內摻與外塗兩類，內摻的有補償收縮的膨脹劑，增大抗拉強度的鋼纖維或聚丙烯纖維，降低收縮的有機表面活性劑等；外塗的有有機養護劑(專利公開號為CN101219867A)或有機減縮養護劑(專利公開號為CN101565^4)等。無論是內摻還是外塗，它們之中，膨脹劑收縮補償的時間不同步，不能實現補償收縮的目的；纖維增大抗拉強度只能在一定的範圍內適用，因此，不能抗裂，只能在一定的範圍內限制裂縫的產生；所有的有機材料與混凝土無機類材料相容性差，效果不明顯，特別是容易老化，且使用成本高；特別是上述材料功能單一，在使用時，必須同時摻用改善混凝土工作性能的減水劑，使混凝土施工工藝複雜起來，同時，外加劑之間又存在配伍性問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術而提出一種WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其具有良好的抗裂防滲性能，且不易老化，成本低，簡化了施工工藝，避免外加劑配伍性問題。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是
WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其特徵在於其組分及其組分含量按重量百分數計為 晶化激發組分18-28% ；活性激發組分12-18% ；鋁酸三鈣抑制組分7-15% ；和易調節組分 10 20 ；防微生物組分2-6% ；粉煤灰30-40%。按上述方案，所述的晶化激發組分為明礬或六偏磷酸鈉； 按上述方案，所述的活性激發組分為半水石膏或綠礬； 按上述方案，所述的鋁酸三鈣抑制組分為硼酸或磷石膏； 按上述方案，所述的和易調節組分為萘磺酸鈉或氨基磺酸鈉； 按上述方案，所述的防微生物組分為尿素或水玻璃。本發明的混凝土減水防滲抗裂劑使用摻量為混凝土摻量為膠材用量的m ；防滲水泥砂漿摻量為2-2. 5kg/ m2 ；防漂水泥砂漿摻量為0. 5-1. 5 kg/ m2。本發明的主要反應機理以及各組成部分的作用是粉末中的晶化激發組分與水和水泥熟料中的矽酸鈣發生反應，形成改性矽酸鈣水化物(M-C-S-H)和堵孔沉積物；活性激發組分激發了混凝土體系內粉煤灰中的活性混合材料(游離的鈣，SiA和Al2O3等)的活性， 使它們與Ca(OH)2進行二次水化，生成水化矽酸鈣(C-S-H)和水化石榴石礦物(C3AS2Hn);鋁酸三鈣抑制組分與混凝土中部分鋁酸三鈣在水化初期形成一種絡合物(此絡合物是一種非穩定的化合物，隨著體系中Ca(OH)2的增多而逐漸分解，使得鋁酸三鈣在水化後期逐漸得以水化)，選擇性地抑制了水化早期鋁酸三鈣的快速水化反應，既確保了矽酸二鈣和矽酸三鈣的充分水化，又降低了早期體系中的水化熱和幹縮；和易調節組分在減少用水量的前提下， 改善混凝土拌和物的流動性與粘結性，確保其工作性能；防微生物組分主要作用是讓微生物不寄生在混凝土的表面而受侵蝕。上述作用使混凝土體系中的凝膠(C-S-H和M-C-S-H)增多，密度增大，孔隙率下降，水泥石及其骨料界面處的粘結力和密實性增強，產生良好的界面效應。同時，早期的水化熱和幹縮下降，混凝土的工作性能也得到明顯改善。因而，使混凝土具有良好的抗裂防滲性能。本發明的有益效果在於本發明的混凝土減水防滲抗裂劑通過促進水泥水化程度，優化水化產物和激發活性混合材料與氫氧化鈣進行二次水化等作用，既有效提高了混凝土的抗拉強度，極限拉伸值和密實性能，增強其抵禦開裂的能力，又降低混凝土早期的水化熱和幹縮，減少了因收縮引起開裂可能性，使混凝土具有良好的抗裂防滲性能。同時，只摻一種外加劑，既有效改善混凝土的工作性能，又簡化了施工工藝，避免了多種外加劑的配伍性問題。實驗表明在加入WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑後，混凝土的工作性能及硬化後的力學性能顯著改善，具有抗裂、防滲和提高耐久性能之功效，其中抗壓強度提高 (10-15) %，抗拉強度提高(15-20) %，彈性模量降低(5-10) %，極限拉伸值提高(15-20) %，總孔隙率下降8%，抗滲等級彡S12，凍融循環次數可達300次，電通量可降低20%左右，早期水化熱最大峰值的時間可推遲M小時以上，早期幹縮值可降低30%以上，減水率達到(15 20) %，坍落度損失率降低30%以上。


圖1、2為實施例1-6摻與不摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑水泥淨漿擴展度的對比圖(5天時)；圖1表明摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑後，拌和物保水保坍性能好， 泌水適中，不離析，也不產生裂縫；圖2表明不摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑的拌和物既泌水，又離析，且產生裂縫；
圖3、4為實施例1-6摻與不摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑界面斷口樣的掃描電鏡 (SEM)對比圖，圖3表明，摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑後，過渡層鬆散結構和微裂縫得到有效改善；圖4表明，不摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑的界面斷口存在明顯的微裂縫和毛細孔；
圖5、6為實施例1-6摻與不摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑混凝土試塊鹽水浸泡90 天后表面比較，圖5表明，摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑後表面光滑平整，圖6表面，不摻WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑表面出現腐蝕和剝落。
具體實施例方式WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，WH—一技術發明單位「武漢化工學院」(現更名「武漢工程大學」)英文字母縮寫，DF——堵水防水材料代碼，同時，由於它具有減水作用，以下簡稱 WHDF-J。實施例1
WHDF-J的組分及其重量百分比為 晶化激發組分21%
活性激發組分13%
鋁酸三鈣抑制組分14%
和易調節組分12%
防微生物組分2%
粉煤灰38%
其中，晶化激發組分為六偏磷酸鈉，活性激發組分為綠礬，鋁酸三鈣抑制組分為磷石膏，和易調節組分為萘磺酸鈉，防微生物組分為尿素。WHDF-J是將上述組分混合反應而成，其使用方法是在混凝土攪拌的過程中連同膠材一起加入即可。實施例2
WHDF-J的組分及其重量百分比為 晶化激發組分21%
活性激發組分12%
鋁酸三鈣抑制組分13%
和易調節組分12%
防微生物組分5%
粉煤灰37%
其中，晶化激發組分為明礬，活性激發組分為半水石膏，鋁酸三鈣抑制組分為硼酸，和易調節組分為氨基磺酸鈉，防微生物組分為水玻璃，使用方法同實施例1。實施例3
WHDF-J的組分及其重量百分比為 晶化激發組分21%
活性激發組分13%
鋁酸三鈣抑制組分14%
和易調節組分15%
防微生物組分2%
粉煤灰35%
其中，晶化激發組分為六偏磷酸鈉，活性激發組分為綠礬，鋁酸三鈣抑制組分為磷石膏，和易調節組分為萘磺酸鈉，防微生物組分為尿素，使用方法同實施例1。實施例4
WHDF-J的組分及其重量百分比為 晶化激發組分22%
活性激發組分12%
鋁酸三鈣抑制組分13%和易調節組分15%
防微生物組分5%
粉煤灰33%
其中，晶化激發組分為明礬，活性激發組分為半水石膏，鋁酸三鈣抑制組分為硼酸，和易調節組分為氨基磺酸鈉，防微生物組分為水玻璃，使用方法同實施例1。實施例5
WHDF-J的組分及其重量百分比為 晶化激發組分21%
活性激發組分13%
鋁酸三鈣抑制組分14%
和易調節組分18%
防微生物組分2%
粉煤灰3
其中，晶化激發組分為六偏磷酸鈉，活性激發組分為綠礬，鋁酸三鈣抑制組分為磷石膏，和易調節組分為萘磺酸鈉，防微生物組分為尿素。實施例6
WHDF-J的組分及其重量百分比為 晶化激發組分22%
活性激發組分12%
鋁酸三鈣抑制組分13%
和易調節組分18%
防微生物組分5%
粉煤灰30%
其中，晶化激發組分為明礬，活性激發組分為半水石膏，鋁酸三鈣抑制組分為硼酸，和易調節組分為氨基磺酸鈉，防微生物組分為水玻璃。實驗結果
用實施例1-6的WHDF-J，進行混凝土抗裂性能、防滲性能及和易性能的對比實驗，實驗結果如下
1、進行混凝土抗裂性能實驗
現代混凝土抗裂理論認為，混凝土的微裂縫(主要指的收縮裂縫)是由於收縮變形在約束限制下，使混凝土內部產生與收縮方向相反的分布拉應力，當這種分布應力在某個斷面積蓄到一定程度，形成應力的瞬間最大值超過該斷面的瞬間抗拉強度時，混凝土就開裂。換言之，由於在某一斷面這種收縮變形引起的瞬間最大收縮值超過瞬間最大極限拉伸值時， 混凝土也就開裂。因此，混凝土的開裂，不僅與其收縮有關，更重要的是與混凝土抵禦開裂能力的抗拉強度和極限拉伸值等力學性能和變形性能有關。為此，對比實驗不僅進行了混凝土收縮實驗(見表1 )，還進行了混凝土力學性能(抗壓強度和抗拉強度)變形性能(極限拉伸值和彈模量)實驗(見表2)。表1各實施例混凝土收縮性能實驗結果
權利要求
1.WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其特徵在於其組分及其組分含量按重量百分數計為晶化激發組分18-28% ；活性激發組分12-18% ；鋁酸三鈣抑制組分7-15% ；和易調節組分 10 20 ；防微生物組分2-6% ；粉煤灰30-40%。
2.按權利要求1所述的WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其特徵在於所述的晶化激發組分為明礬或六偏磷酸鈉。
3.按權利要求1或2所述的WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其特徵在於所述的活性激發組分為半水石膏或綠礬。
4.按權利要求1或2所述的WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其特徵在於所述的鋁酸三鈣抑制組分為硼酸或磷石膏。
5.按權利要求1或2所述的WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其特徵在於所述的和易調節組分為萘磺酸鈉或氨基磺酸鈉。
6.按權利要求1或2所述的WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其特徵在於所述的防微生物組分為尿素或水玻璃。
全文摘要
本發明涉及一種WHDF型混凝土減水防滲抗裂劑，其組分及其組分含量按重量百分數計為晶化激發組分18-28%；活性激發組分12-18%；鋁酸三鈣抑制組分7-15%；和易調節組分10～20；防微生物組分2-6%；粉煤灰30-40%。本發明的有益效果在於本發明的混凝土減水防滲抗裂劑通過促進水泥水化程度，優化水化產物和激發活性混合材料與氫氧化鈣進行二次水化等作用，既有效提高了混凝土的抗拉強度，極限拉伸值和密實性能，增強其抵禦開裂的能力，又降低混凝土早期的水化熱和幹縮，減少了因收縮引起開裂可能性，使混凝土具有良好的抗裂防滲性能。
文檔編號C04B103/30GK102491670SQ20111037299
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月22日 優先權日2011年11月22日
發明者吳元欣, 喻幼卿, 李定或 申請人:武漢工程大學