具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑及其制備方法，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銹組分5~20%，水余量。其制備方法：減縮組分的制備；水溶性有機高分子阻銹組分的制備；按照重量配比稱取減縮組分、水溶性有機高分子阻銹組分和水，將減縮組分加入水溶性有機高分子阻銹組分中，攪拌10~20min，最后加水調(diào)節(jié)溶液濃度，攪拌均勻后出料。本發(fā)明能夠減少混凝土塑性收縮和干縮，降低混凝土干縮裂縫發(fā)生幾率，從而大幅度降低混凝土收縮開裂的風險，并能夠阻止碳鋼發(fā)生腐蝕，提高混凝土耐久性，而且無毒、無味，對環(huán)境無污染，使用方便，適用于各種環(huán)境及條件的混凝土。
【專利說明】具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土外加劑領(lǐng)域，特別是涉及一種具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)相比，歷史不長。直到1824年波特蘭水泥的發(fā)明才為混凝土的大量使用開創(chuàng)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(jié)構(gòu)由于混凝土裂縫、鋼筋腐蝕等各種各樣的原因而提前失效，使混凝土結(jié)構(gòu)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筑工程界。產(chǎn)生裂縫的原因很多，其中最主要的是由塑性收縮、干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、造成鋼筋銹蝕，在寒冷地區(qū)還會發(fā)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(chǎn)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銹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(yǎng)護條件等。由于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(fā)揮出優(yōu)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(fā)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”,于1982年由日產(chǎn)水泥公司和三洋化學工業(yè)公司首先研制成功，1985年Goto等人取得專利。隨后，日本、美國的眾多學者對這一領(lǐng)域進行了廣泛深入的研究，取得豐碩的成果。
[0006]我國關(guān)于減縮劑的研究和報導始于20世紀90年代，由于減縮劑的成本較高，功能單一、且影響混凝土后期強度，一直沒有得到推廣應用。在我國，定型的混凝土減縮劑產(chǎn)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(shù)和產(chǎn)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]鋼筋銹蝕是導致鋼筋混凝土破壞的主要因素，使用鋼筋阻銹劑是延長鋼筋混凝土耐久壽命的有效方法之一，已廣泛應用于新建和已建混凝土工程中，用于抵御鋼筋銹蝕。目前使用最多的是無機阻銹劑，如鉻酸鹽和鑰酸鹽等可減少鈍化膜活性點數(shù)目，但該類物質(zhì)對混凝土的凝結(jié)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銹蝕的臨界Cl—濃度和[C1_]/[0H_]比，而且不會引起堿集料反應和混凝土強度變化，并成為了一種廣泛使用的鋼筋緩蝕劑。然而近年來，由于Ca(NO2)2對環(huán)境污染嚴重，許多國豕已逐步禁用。
[0008]近年來高分子阻銹劑和復合型阻銹劑成為國內(nèi)外的研究熱點，然而與國外相比，國內(nèi)對這兩種類型阻銹劑的研究仍存在較大差距。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑及其制備方法，能夠減少混凝土塑性收縮和干縮，從而大幅度降低混凝土收縮開裂的風險，降低混凝土干縮裂縫發(fā)生幾率，并能阻止碳鋼發(fā)生腐蝕，提高混凝土耐久性，而且無毒、無味，對環(huán)境無污染，使用方便，適用于各種環(huán)境及條件的混凝土。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種具有阻銹功能的砂漿、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銹組分 5~20%，
水余量。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的減縮組分由丙烯酰胺、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，丙烯酰胺: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(fā)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(fā)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(fā)明一個較佳實施例中，所述的水溶性有機高分子阻銹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%和水余量。
[0015]在本發(fā)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(fā)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(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)減縮組分的制備；
(2)水溶性有機高分子阻銹組分的制備:按照重量配比稱取水溶性有機高分子阻銹組分的各原料，在反應爸內(nèi)加水，然后加入馬來酸酐進行水解，加入氫氧化鈉調(diào)整PH值為廣6，然后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銹組分和水，將減縮組分加入水溶性有機高分子阻銹組分中，攪拌l(T20min，最后加水調(diào)節(jié)溶液濃度，攪拌均勻后出料。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明能夠直接在混凝土拌合過程中加入，利用自身分子結(jié)構(gòu)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(fā)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干縮，降低混凝土干縮裂縫發(fā)生幾率。
[0019]2、本發(fā)明無毒、無味，對環(huán)境無污染，使用方便，適用于各種環(huán)境及條件的混凝土，尤其適用于氣候干燥地區(qū)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、導流墻、水庫和濾水廠等廠房、道路、橋梁、隧道、水池、堤岸等工程，既可用于地下結(jié)構(gòu)，也可用于上部結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0020]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]實施例1
【權(quán)利要求】
1.一種具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特征在于，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銹組分 5~20%，水余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特征在于，所述的減縮組分由丙烯酰胺、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，丙烯酰胺: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(jù)權(quán)利要求2所述的具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特征在于，所述的減縮組分的平均分子量為10000~50000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特征在于，所述的水溶性有機高分子阻銹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%和水余量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特征在于，所述的催化劑A為鎢酸鈉、鑰酸鈉中一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻銹功能的砂漿、混凝土減縮劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)減縮組分的制備； (2)水溶性有機高分子阻銹組分的制備:按照重量配比稱取水溶性有機高分子阻銹組分的各原料，在反應爸內(nèi)加水，然后加入馬來酸酐進行水解，加入氫氧化鈉調(diào)整PH值為1-6,然后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銹組分和水，將減縮組分加入水溶性有機高分子阻銹組分中，攪拌l0-20min，最后加水調(diào)節(jié)溶液濃度，攪拌均勻后出料。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】金衛(wèi)民, 蔣長清, 潘衛(wèi)平, 張厚平 申請人:江蘇尼高科技有限公司, 常州市建筑科學研究院股份有限公司