具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑及其製備方法
2023-04-27 04:03:11 1
具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑及其製備方法，該減縮劑它包括以下重量百分含量的原料：減縮組分5~20%，水溶性有機高分子阻鏽組分5~20%，水餘量。其製備方法：減縮組分的製備；水溶性有機高分子阻鏽組分的製備；按照重量配比稱取減縮組分、水溶性有機高分子阻鏽組分和水，將減縮組分加入水溶性有機高分子阻鏽組分中，攪拌10~20min，最後加水調節溶液濃度，攪拌均勻後出料。本發明能夠減少混凝土塑性收縮和幹縮，降低混凝土幹縮裂縫發生機率，從而大幅度降低混凝土收縮開裂的風險，並能夠阻止碳鋼發生腐蝕，提高混凝土耐久性，而且無毒、無味，對環境無汙染，使用方便，適用於各種環境及條件的混凝土。
【專利說明】具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及混凝土外加劑領域，特別是涉及一種具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]混凝土結構與砌體結構、鋼結構、木結構相比，歷史不長。直到1824年波特蘭水泥的發明才為混凝土的大量使用開創了新紀元。至今僅有160多年歷史。在這100多年實際使用過程中，大量的鋼筋混凝土結構由於混凝土裂縫、鋼筋腐蝕等各種各樣的原因而提前失效，使混凝土結構的服役年限大大縮短。
[0003]近年來混凝土的裂縫問題一直困擾著建築工程界。產生裂縫的原因很多，其中最主要的是由塑性收縮、乾燥收縮等引起的非荷載裂縫。這些裂縫為空氣和水進入混凝土提供了通道，加快了混凝土劣化、造成鋼筋鏽蝕，在寒冷地區還會發生凍融破壞，進一步加劇了這一過程。這些都會降低混凝土的耐久性，影響工程的使用壽命，嚴重者將會威脅到人身及財產安全。
[0004]因此，通過何種途徑來減小混凝土的收縮、提高混凝土耐久性以及阻止鋼筋鏽蝕已成為當前研究的熱點。目前解決的方法有在混凝土攪拌時加入減縮劑、膨脹劑、纖維或改善養護條件等。由於混凝土減縮劑不受混凝土配合比的限制，在低水灰比、高水泥用量的條件下可發揮出優良的減縮效果。同時，減縮劑與水泥的適應性好，在不同品種的水泥中都可發揮出良好的減縮效果。加混 凝土減縮劑是預防混凝土收縮開裂的重要措施之一。
[0005]減縮劑(Shrinkage Reducing Agent),日文稱為「收縮低減劑」,於1982年由日產水泥公司和三洋化學工業公司首先研製成功，1985年Goto等人取得專利。隨後，日本、美國的眾多學者對這一領域進行了廣泛深入的研究，取得豐碩的成果。
[0006]我國關於減縮劑的研究和報導始於20世紀90年代，由於減縮劑的成本較高，功能單一、且影響混凝土後期強度，一直沒有得到推廣應用。在我國，定型的混凝土減縮劑產品極少。但隨著混凝土工程裂縫控制的迫切需要，以及減縮劑研究技術和產品性能的進一步提高，減縮劑這一新材料定將得到越來越廣泛的應用。
[0007]鋼筋鏽蝕是導致鋼筋混凝土破壞的主要因素，使用鋼筋阻鏽劑是延長鋼筋混凝土耐久壽命的有效方法之一，已廣泛應用於新建和已建混凝土工程中，用於抵禦鋼筋鏽蝕。目前使用最多的是無機阻鏽劑，如鉻酸鹽和鑰酸鹽等可減少鈍化膜活性點數目，但該類物質對混凝土的凝結時間和早期強度有較大的負面影響。上世紀七十年代，Ca(NO2)2已被證明能有效提升鋼筋鏽蝕的臨界Cl—濃度和[C1_]/[0H_]比，而且不會引起鹼集料反應和混凝土強度變化，並成為了一種廣泛使用的鋼筋緩蝕劑。然而近年來，由於Ca(NO2)2對環境汙染嚴重，許多國豕已逐步禁用。
[0008]近年來高分子阻鏽劑和複合型阻鏽劑成為國內外的研究熱點，然而與國外相比，國內對這兩種類型阻鏽劑的研究仍存在較大差距。
【發明內容】
[0009]本發明主要解決的技術問題是提供一種具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑及其製備方法，能夠減少混凝土塑性收縮和幹縮，從而大幅度降低混凝土收縮開裂的風險，降低混凝土幹縮裂縫發生機率，並能阻止碳鋼發生腐蝕，提高混凝土耐久性，而且無毒、無味，對環境無汙染，使用方便，適用於各種環境及條件的混凝土。
[0010]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑，它包括以下重量百分含量的原料:
減縮組分5~20%，
水溶性有機高分子阻鏽組分 5~20%，
水餘量。
[0011]在本發明一個較佳實施例中，所述的減縮組分由丙烯醯胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基烯基聚氧乙烯醚和聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯組成，丙烯醯胺:甲基丙烯酸甲酯:甲基烯基聚氧乙烯醚:聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯的重量配比為0.5^1.0:0.5^1.0:(Tl 2。
[0012]在本發明一個較佳實施例中，所述的聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯的平均分子量為500~2000。
[0013]在本發明一個較佳實施例中，所述的減縮組分的平均分子量為10000-50000。
[0014]在本發明一個較佳實施例中，所述的水溶性有機高分子阻鏽組分由以下重量百分含量的組份組成:馬來酸酐5~10%、氫氧化鈉3~8%、雙氧水5~10%、催化劑A 0.θ.5%、催化劑B 0.5~1.0%、葡萄糖酸鈉5~20%、苯甲酸鈉5~10%、三乙醇胺I~3%和水餘量。
[0015]在本發明一個較佳實施例中，所述的催化劑A為鎢酸鈉、鑰酸鈉中一種或兩種。
[0016]在本發明一個較佳實施例中，所述的催化劑B為氫氧化鈣、氫氧化鈉中一種或兩種。
[0017]為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是:提供一種具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑的製備方法，包括以下步驟:
(1)減縮組分的製備；
(2)水溶性有機高分子阻鏽組分的製備:按照重量配比稱取水溶性有機高分子阻鏽組分的各原料，在反應爸內加水，然後加入馬來酸酐進行水解，加入氫氧化鈉調整PH值為廣6，然後加入雙氧水和催化劑A，加熱攪拌升溫至5(T80°C，反應2~5h，接著向反應釜中加入催化劑B，升溫至70-90 V反應0.5~2h，降溫至30-50 V，加入葡萄糖酸鈉、苯甲酸鈉、三乙醇胺，攪拌均勻備用；
(3)按照重量配比稱取減縮組分、水溶性有機高分子阻鏽組分和水，將減縮組分加入水溶性有機高分子阻鏽組分中，攪拌l(T20min，最後加水調節溶液濃度，攪拌均勻後出料。
[0018]本發明的有益效果是:
1、本發明能夠直接在混凝土拌合過程中加入，利用自身分子結構中含有的羧基、醚基等極性基團吸附在碳鋼表面，阻止碳鋼發生腐蝕，從而大幅度降低混凝土收縮開裂的風險，提高混凝土耐久性，同時，通過降低混凝土孔溶液表面張力，減少了混凝土塑性收縮和幹縮，降低混凝土幹縮裂縫發生機率。
[0019]2、本發明無毒、無味，對環境無汙染，使用方便，適用於各種環境及條件的混凝土，尤其適用於氣候乾燥地區的新澆注的混凝土 ；價格便宜，效果好，其應用項目包括混凝土平板、路面、橋梁、導流牆、水庫和濾水廠等廠房、道路、橋梁、隧道、水池、堤岸等工程，既可用於地下結構，也可用於上部結構。
【具體實施方式】
[0020]下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0021]實施例1
【權利要求】
1.一種具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特徵在於，它包括以下重量百分含量的原料: 減縮組分5~20%， 水溶性有機高分子阻鏽組分 5~20%，水餘量。
2.根據權利要求1所述的具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特徵在於，所述的減縮組分由丙烯醯胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基烯基聚氧乙烯醚和聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯組成，丙烯醯胺:甲基丙烯酸甲酯:甲基烯基聚氧乙烯醚:聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯的重量配比為0.5~1.0:0.5~1.0:0~1:1~2。
3.根據權利要求2所述的具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特徵在於，所述的聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯的平均分子量為500~2000。
4.根據權利要求1所述的具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特徵在於，所述的減縮組分的平均分子量為10000~50000。
5.根據權利要求1所述的具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特徵在於，所述的水溶性有機高分子阻鏽組分由以下重量百分含量的組份組成:馬來酸酐5~10%、氫氧化鈉3~8%、雙氧水5~10%、催化劑A 0.1-0.5%、催化劑B 0.5^1.0%、葡萄糖酸鈉5~20%、苯甲酸鈉5~10%、三乙醇胺I~3%和水餘量。
6.根據權利要求5所述的具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特徵在於，所述的催化劑A為鎢酸鈉、鑰酸鈉中一種或兩種。
7.根據權利要求5所述的具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特徵在於，所述的催化劑B為氫氧化鈣、氫氧化鈉中一種或兩種。
8.根據權利要求1所述的具有阻鏽功能的砂漿、混凝土減縮劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)減縮組分的製備； (2)水溶性有機高分子阻鏽組分的製備:按照重量配比稱取水溶性有機高分子阻鏽組分的各原料，在反應爸內加水，然後加入馬來酸酐進行水解，加入氫氧化鈉調整PH值為1-6,然後加入雙氧水和催化劑Α，加熱攪拌升溫至50-80°C，反應2~5h，接著向反應釜中加入催化劑B，升溫至70-90°C反應0.5~2h，降溫至30-50°C，加入葡萄糖酸鈉、苯甲酸鈉、三乙醇胺，攪拌均勻備用； (3)按照重量配比稱取減縮組分、水溶性有機高分子阻鏽組分和水，將減縮組分加入水溶性有機高分子阻鏽組分中，攪拌l0-20min，最後加水調節溶液濃度，攪拌均勻後出料。
【文檔編號】C04B103/60GK103819123SQ201410060608
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月24日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】金衛民, 蔣長清, 潘衛平, 張厚平 申請人:江蘇尼高科技有限公司, 常州市建築科學研究院股份有限公司