專利名稱：：一種新型混凝土專用減縮密實(shí)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于混凝土外加劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，混凝土在新拌和硬化狀態(tài)下的性能可以通過(guò)在混凝土拌合物中摻入某些物質(zhì)來(lái)改變，這得益于最近50年來(lái)混凝土外加劑工業(yè)的飛速發(fā)展。現(xiàn)今市場(chǎng)上已經(jīng)有數(shù)百種外加劑產(chǎn)品在出售。在某些國(guó)家，70%80%混凝土摻有一種或幾種外加劑。外加劑在組分上變化很大，從表面活性劑和可溶性鹽到聚合物和不溶性礦物。通常情況下，它們用于改善混凝土的工作性，加快或延緩凝結(jié)時(shí)間、控制強(qiáng)度發(fā)展以及提高混凝土對(duì)凍融作用，溫差開(kāi)裂，堿骨料膨脹，硫酸鹽侵蝕及鋼筋銹蝕的耐久性。
背景技術(shù)：
：在現(xiàn)代土木工程結(jié)構(gòu)比如橋梁、海港工程、隧道、鐵路、地下工程、市政建造物、機(jī)場(chǎng)等，混凝土是最重要的建筑材料。建造物的耐久性越來(lái)越成為了人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。因此，提高土木工程結(jié)構(gòu)中混凝土在服役環(huán)境下的耐久性，則成為了提高結(jié)構(gòu)物耐久性的主要措施。綜合而言，混凝土結(jié)構(gòu)在服役環(huán)境的耐久性大概可分為如下幾種劣化機(jī)理(1)物理作用干濕交替、凍融破壞、收縮開(kāi)裂，鹽凍破壞等；(2)化學(xué)作用化學(xué)介質(zhì)侵蝕，硫酸鹽侵蝕，碳化作用，鋼筋銹蝕，堿-骨料反應(yīng)等.混凝土材料本身是一種多孔材料，其孔隙分布于從十幾納米的微觀孔到毫米級(jí)的宏觀可見(jiàn)孔，以及宏觀的裂縫等。研究表明，以上所述的混凝土隨時(shí)間的劣化機(jī)理都于混凝土的滲透性密切相關(guān)，包括水的滲透性、氣體的滲透性、各種離子的滲透性的。在沒(méi)有水的參與下，混凝土的破壞劣化風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大降低。因此，提高混凝土的防水、防滲性能一直是提高混凝土耐久性的重要措施。與混凝土滲透性相關(guān)的因素主要有二混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)及裂縫。改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，包括減少大孔數(shù)量、降低孔隙的連通性、降低混凝土孔壁的表面張力等措施，都可以有效地降低水分在孔隙中的侵入和滲透。裂縫是另一個(gè)影響混凝土滲透性的重要因素。完全不開(kāi)裂混凝土幾乎沒(méi)有。混凝土開(kāi)裂的原因大概有自收縮、干燥收縮導(dǎo)致的體積收縮從而引起開(kāi)裂；由于混凝土水化溫升而引起的溫度應(yīng)力收縮開(kāi)裂等。這些原因引起的體積收縮，大約為自身體積的0.04%0.06%。這些收縮給混凝土的體積穩(wěn)定性、耐久性帶來(lái)很大的危害，具體表現(xiàn)為1)混凝土的開(kāi)裂破壞。2)混凝土抗?jié)B性不好造成滲漏破壞。3)混凝土開(kāi)放性裂縫導(dǎo)致了混凝土中的鋼筋銹蝕。4)混凝土的收縮會(huì)影響混凝土的體積安定性。因此通過(guò)減小混凝土早期體積收縮，是降低混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)的重要措施。長(zhǎng)久以來(lái)，關(guān)于裂縫的防止和處理問(wèn)題一直是引起工程界重視的問(wèn)題，普遍的應(yīng)對(duì)措施就是在混凝土中摻加膨脹劑。膨脹劑是一種在水泥凝結(jié)硬化過(guò)程中使混凝土(包括砂漿和水泥凈漿)產(chǎn)生可控制的膨脹以減少收縮的外加劑。它依靠自身的化學(xué)反應(yīng)或與水3泥其他成分的反應(yīng)，在水化期產(chǎn)生一定的限制膨脹，以補(bǔ)償混凝土的收縮。目前工程上使用的膨脹劑種類較多，依據(jù)它們的化學(xué)成分和膨脹原理的不同，大致可分為以下幾類硫鋁酸鹽系膨脹劑、石灰系膨脹劑、鐵粉系膨脹劑、氧化鎂型膨脹劑、復(fù)合型膨脹劑等傳統(tǒng)膨脹劑。膨脹劑主要用于為減少干燥收縮而補(bǔ)償收縮混凝土和為了利用膨脹力而配制自應(yīng)力混凝土。補(bǔ)償收縮混凝土用于建筑物、水槽、貯水池、路面、板橋面、地下工程等的防滲抗裂。應(yīng)用混凝土膨脹劑的目的在于1)提高混凝土的抗裂能力，減少并防止裂縫的出現(xiàn)；2)阻塞混凝土毛細(xì)孔滲水，提高混凝土抗?jié)B等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；3)使超長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保持連續(xù)性，滿足建筑設(shè)計(jì)要求；4)不設(shè)后澆帶以加快工程進(jìn)度，防止因后澆帶處理不好引起地下室滲水。但是以上所述傳統(tǒng)的膨脹減縮劑作用單一、摻量較大，一般為混凝土中水泥量的5%_10%，并且存在后期膨脹的風(fēng)險(xiǎn)，已有多例工程失敗的教訓(xùn)，摻膨脹劑導(dǎo)致混凝土后期膨脹過(guò)大開(kāi)裂，加速了結(jié)構(gòu)的損壞。因此，目前在工程實(shí)踐中膨脹劑的使用仍是非常謹(jǐn)慎的。此外，我國(guó)目前的防水劑產(chǎn)品種類較多，有無(wú)機(jī)防水劑，有機(jī)防水劑和復(fù)合防水劑。作用多以減少孔隙和填塞毛細(xì)通道，降低材料在靜水壓下的滲透性為主。其中無(wú)機(jī)防水劑主要包括氯鹽類防水劑、水玻璃系(硅酸鈉類)防水劑、鋁鹽類防水劑及其他無(wú)機(jī)防水劑。比較常見(jiàn)的氯鹽類防水劑有氯化鈣防水劑、氯化鐵防水劑、三氯化鋁等防水劑，該類防水劑能與C3A，氫氧化鈣等生成難溶解膠體物質(zhì)，填充和封閉水泥砂石之間的微孔，提高水泥石的密實(shí)性和抗?jié)B性；水玻璃系(硅酸鈉類)防水劑多以水玻璃為基料輔以硫酸銅、硫酸鋁鉀等配置而成油狀液體，主要是利用硅酸鈉與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣生成不溶性硅酸鈣，堵塞毛細(xì)通道，提高水泥密實(shí)性，其中硫酸鹽類則起到促進(jìn)水泥產(chǎn)生凝膠物質(zhì)的作用；無(wú)機(jī)鋁鹽防水劑多以鋁鹽和碳酸鈣為主要原料，輔以多種無(wú)機(jī)鹽，摻量一般為水泥用量的3%_5%。但使用無(wú)機(jī)鹽類防水劑的混凝土養(yǎng)護(hù)條件要求高，還可能對(duì)混凝土鋼筋產(chǎn)生銹蝕，而且后期防水效果不好。有機(jī)類防水劑通常是表面活性劑，可分為憎水性塑化劑、乳液防水劑和微末劑。產(chǎn)品有甲基硅醇鈉、氟硅醇鈉、三乙醇胺類、皂類、橡膠乳液等，但由于該類防水劑引氣量太大，對(duì)混凝土強(qiáng)度有不良影響。而復(fù)合型防水劑雖然在作用上結(jié)合了無(wú)機(jī)防水材料好有機(jī)防水材料的特點(diǎn)，但目前的產(chǎn)品類型多樣性少，對(duì)使用環(huán)境要求高。其次在工程應(yīng)用中，多數(shù)防水劑會(huì)加大收縮，而收縮過(guò)大又是引起混凝土開(kāi)裂的主要原因之一。以物理狀態(tài)看，目前產(chǎn)品有粉狀和液體的，但大多是粉狀產(chǎn)品該產(chǎn)品摻量高，普遍在5%左右，有的高達(dá)8%-10%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種多功能無(wú)機(jī)飯隨減縮密實(shí)劑的制備方法。本發(fā)明的特征在于，所述方法依次含有以下步驟[ooao]步驟(1)制備原液把如下配比所示的去離子水與硫化鈉溶液均勻混合，然后向所述混合溶液中加入4硫粉及催化劑并攪拌1015min，再緩慢升溫至70°C90°C，持續(xù)攪拌4060min，視所述混合溶液呈紅色且無(wú)沉淀時(shí)停止加熱及攪拌，冷卻后得到制備無(wú)機(jī)防水密實(shí)劑用的原液，所述各組分的配比如下去離子水312g，硫化鈉溶液40wt%，195g390g，硫粉96g192g，催化劑25g50g，由總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的甲氧基聚乙二醇，二甲基-1，3_丙二醇和烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉混合溶液組成，其中三者純物質(zhì)質(zhì)量比依次為1:2:2，步驟(2)制備無(wú)機(jī)防水減縮密實(shí)劑按下述配方將各物質(zhì)混合攪拌均勻即得去離子水100g，步驟(1)中得到的原液:50g100g，二甲基-l，3-丙二醇0g100g，甲氧基聚乙二醇10gOg，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉0g10g，三乙醇胺0g5g，硅酸鈉或硅酸鋰或硅酸鉀10gOg，消泡劑DF-642:0glg。本發(fā)明的技術(shù)效果是顯著提高抗?jié)B性和減少收縮、防止開(kāi)裂。是無(wú)機(jī)材料和水溶性有機(jī)物的復(fù)合組成，在低摻量下(是目前同類產(chǎn)品的十幾分之一至幾十分之一)，通過(guò)自析納米顆粒填充混凝土微孔或和混凝土中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有膨脹密實(shí)的物質(zhì)。其主要功能特點(diǎn)為摻量小，減縮防裂作用明顯，且無(wú)其它不良副作用。該劑與水泥中含有的硅、鈣、鈉、鎂等經(jīng)化學(xué)反應(yīng)，生成的硫磺膠結(jié)料和結(jié)晶體，能有效阻止水分子滲透，顯著提高強(qiáng)度，抗?jié)B壓力一般可達(dá)2.OMpa，最高可達(dá)4.OMpa;在能使混凝土顆粒之間粘結(jié)更緊密的同時(shí)可減少收縮30%，尤其在低齡期，可減少收縮50%以上，這對(duì)于有效控制開(kāi)裂極為重要。本品可調(diào)控性大，合成工藝簡(jiǎn)單環(huán)保，合成原料經(jīng)濟(jì)易得。本產(chǎn)品外觀為橘紅色，均一穩(wěn)定溶液，PH11-13。密封保存。具體實(shí)施例方式在實(shí)驗(yàn)室條件下，用燒杯，攪拌器，電熱套等儀器合成本產(chǎn)品。涉及物質(zhì)均為購(gòu)買的化學(xué)純?cè)噭?，取量的設(shè)定已為經(jīng)過(guò)大量混凝土實(shí)驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果。合成原液已經(jīng)具備良好的減縮密實(shí)作用，鑒于所得原液和其他水溶性有機(jī)功能化合物有較好的相容性，且不會(huì)影響原作用，我們?cè)谠旱幕A(chǔ)上進(jìn)行復(fù)配，得到效果更加強(qiáng)大和穩(wěn)定的復(fù)配產(chǎn)品，功能及減縮，密實(shí)，防水，阻銹等功能為一體的多型密實(shí)劑產(chǎn)品。具體實(shí)施方法1、1I型原液將如下配比所示的去離子水與硫化鈉(Na2S)溶液均勻混合，然后向溶液中加入硫粉及催化劑并攪拌1015min，緩慢升溫至7090°C，持續(xù)攪拌4060min。視溶液呈紅色無(wú)沉淀時(shí)停止加熱及攪拌，冷卻后得無(wú)機(jī)密實(shí)劑母液。去離子水312g硫化鈉(40wt^)195g390g硫粉96g192g催化劑25g50g，由總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的甲氧基聚乙二醇，二甲基_1，3-丙二醇和烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉混合溶液組成，其中三者純物質(zhì)質(zhì)量比依次為1:2:2具體實(shí)施例<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>II型復(fù)配密實(shí)劑將如下配方II型原液及各物質(zhì)混合攪拌均勻，得II型復(fù)配密實(shí)劑，即離子水100g，II型原液50g100g，二甲基-1，3-丙二醇Og10g，甲氧基聚乙二醇Og10g，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉Og10g，三乙醇胺0g5g，硅酸鹽(硅酸鈉，硅酸鋰，硅酸鉀)Og10g，法國(guó)羅地亞消泡劑DF-642Oglg。具體實(shí)施例為<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以上產(chǎn)品均按照防水劑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JC474-2008)進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度比，早起收縮率比，氯離子擴(kuò)散系數(shù)比等測(cè)試，其中基準(zhǔn)混凝土配合比為水泥330kg中砂744kg石子(525mm):1116Kg水200kg其中檢測(cè)混凝土均添加水泥質(zhì)量0.2%的密實(shí)劑，各齡期測(cè)試強(qiáng)度，收縮性及氯離子擴(kuò)散系數(shù)。各實(shí)例的性能測(cè)試結(jié)果如下序號(hào)密實(shí)劑實(shí)例抗壓強(qiáng)度比(％)早期收縮率比(％)Cl-擴(kuò)散系數(shù)比(％)3d7d28dld3d7d28d7d28d1實(shí)例IIl989996079809995912實(shí)例H29798984575849891903實(shí)例H39699100080859092914實(shí)例H498%995080899096955實(shí)例H597991004579859599926實(shí)例H69899994069859691卯7實(shí)例H7991009854808510097988實(shí)例H8100102982376848992969實(shí)例H99698960708092919210實(shí)例IIIO1151091034878841009693權(quán)利要求一種新型混凝土專用減縮密實(shí)劑，其特征在于，所述方法依次含有以下步驟步驟(1)制備原液把如下配比所示的去離子水與硫化鈉溶液均勻混合，然后向所述混合溶液中加入硫粉及催化劑并攪拌10～15min，再緩慢升溫至70℃～90℃，持續(xù)攪拌40～60min，視所述混合溶液呈紅色且無(wú)沉淀時(shí)停止加熱及攪拌，冷卻后得到制備無(wú)機(jī)防水密實(shí)劑用的原液，所述各組分的配比如下去離子水312g，硫化鈉溶液40wt％，195g～390g，硫粉96g～192g，催化劑25g～56g，由總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的甲氧基聚乙二醇，二甲基-1，3-丙二醇和烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉混合溶液組成，其中三者純物質(zhì)質(zhì)量比依次為1∶2∶2，步驟(2)制備無(wú)機(jī)防水減縮密實(shí)劑按下述配方將各物質(zhì)混合攪拌均勻即得去離子水100g，步驟(1)中得到的原液50g～100g，二甲基-1，3-丙二醇0g～10g，甲氧基聚乙二醇10g～0g，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉0g～10g，三乙醇胺0g～5g，硅酸鈉或硅酸鋰或硅酸鉀10g～0g，消泡劑DF-6420g～1g。全文摘要本發(fā)明涉及產(chǎn)品屬于混凝土外加劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，其特征在于，首先制備原液，其成分為去離子水，硫化鈉溶液，硫粉，催化劑，所述催化劑是由甲氧基聚乙二醇，二甲基-1，3-丙二醇及烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉混合溶液組成；其次，制備無(wú)機(jī)混凝土用無(wú)機(jī)防水減縮密實(shí)劑，其組成為，去離子水，所述原液，三乙醇胺，甲氧基聚乙二醇，二甲基-1，3-丙二醇，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉，硅酸鹽和消泡劑DF-642。本發(fā)明在低摻量下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在摻量為0.1％～2％時(shí)，即可有效減小混凝土早期收縮、降低開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，提高混凝土密實(shí)性，改善孔隙結(jié)構(gòu)，達(dá)到防水防滲的功能，從而提高混凝土對(duì)物理和化學(xué)侵蝕的耐久性。但本發(fā)明涉及II型密實(shí)劑，對(duì)減少混凝土的減縮效果明顯，尤其適用于對(duì)混凝土收縮開(kāi)裂要求嚴(yán)格的工程領(lǐng)域。文檔編號(hào)C04B24/32GK101786825SQ20101013167公開(kāi)日2010年7月28日申請(qǐng)日期2010年3月23日優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日發(fā)明者劉寶影,孔祥明,李永杰,李繼燕,郭自力申請(qǐng)人:清華大學(xué);北京永泰億成化學(xué)科技有限公司