專利名稱：水下混凝土不分散劑及其混凝土的拌合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種水下混凝土抗分散的外加劑及其與混凝土的配制方法。
在水下澆筑混凝土?xí)r，混凝土拌合物在水中下落時(shí)水泥易被水沖刷而流失，使拌合物離析，硬化后各項(xiàng)性能和技術(shù)指標(biāo)明顯降低，同時(shí)也污染了周圍水域。近年來開發(fā)的水下不分散混凝土外加劑，對(duì)水下混凝土的分離作出了一定的改善，已公開的專利文獻(xiàn)有EP-162114，昭57-036218，昭60-260453，昭61-91053，昭61-191549，昭62-132750，昭63-206344，昭63-297254，CN86106211A，CN1073669A等。在用有機(jī)高分子材料改進(jìn)水下混凝土性能方面有了一些進(jìn)步，但并未取得完滿的效果。例如在使用纖維素醚類時(shí)，混凝土中氣泡含量較多，抗分散性能不佳，水下混凝土的強(qiáng)度也不高，即使加入消泡劑其效果也并不理想。又如在使用高分子聚丙烯酰胺類聚合物時(shí)，由于分子量及聚合物類型選擇不佳，部分水下混凝土雖有較好的抗分散性，但其粘度過高，反映流動(dòng)性的擴(kuò)展度只有40-44cm，水下澆筑混凝土不易保證質(zhì)量，尤其是水下鋼筋混凝土的澆筑難以滿足要求。另有使用乙烯基和丙烯酸化合物共聚或與無機(jī)礦物材料共混作為不分散劑，存在著原料不易獲得，制造工藝繁瑣，混凝土強(qiáng)度不夠高等各種缺陷。此外，在混凝土中加入高分子型的混凝土不分散劑，增加了混凝土的粘稠性，使得混凝土使用常規(guī)方法不易拌合均勻，質(zhì)量難以保證。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有水下混凝土外加劑中存在的問題，在對(duì)多種類型的纖維素醚及聚丙烯酰胺的合成和使用進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)之后，提出一種流動(dòng)性及強(qiáng)度俱佳的聚丙烯酰胺類型的水下混凝土的不分散劑，其聚合形式有利于控制聚合物的水解度，可使水解度控制在10%以下。另外，目前使用的聚丙烯酰胺類外加劑混凝土的流動(dòng)性差，填充、密實(shí)性能不佳。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，在聚丙烯酰胺分子量選擇和控制上做了大量工作，通過加入硫酸銅型反應(yīng)鏈轉(zhuǎn)移劑對(duì)聚合反應(yīng)產(chǎn)物分子量進(jìn)行控制，使分子量在50-500萬，最佳為100-200萬之間的范圍內(nèi)，這種分子量的聚丙烯酰胺拌合混凝土具有較好和易性。為了進(jìn)一步增大混凝土的流動(dòng)性，在混凝土中加入了磺化三聚氰胺甲醛超塑化劑，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，這種超塑化劑與聚丙烯酰胺復(fù)合使用，使水下混凝土具有自流平性，且不會(huì)產(chǎn)生任何不利影響，這與萘系塑化劑不同。
為了提高拌料效率，改善拌合效果，本發(fā)明對(duì)拌料工藝作了改進(jìn)，使拌合時(shí)間縮短，混凝土質(zhì)量均勻，設(shè)備簡(jiǎn)單。
采用本發(fā)明的水下混凝土的不分散劑及其拌合工藝，可以使水下混凝土在水中澆筑時(shí)不離析、不分散，確保混凝土拌合物的均勻性。同時(shí)，混凝土能夠自流平、自密實(shí)，不需要振搗，混凝土也不泌水。并且，混凝土的粘結(jié)力好，對(duì)施工水域污染極微。本發(fā)明的不分散劑對(duì)鋼筋無銹蝕作用，混凝土鋼筋握裹力強(qiáng)，適用于水下鋼筋混凝土。
本發(fā)明的水下混凝土不分散劑主要由聚丙烯酰胺和磺化三聚氰胺甲醛組成，其具體組成和份量分別為聚丙烯酰胺(或稱NDC-IA)為水泥重量的1-3%，其最佳量為1.75%，磺化三聚氰胺甲醛(或稱NDC-IB)為水泥重量的0.5-1.5%，最佳為0.8%。其中的聚丙烯酰胺為3-10%的液態(tài)狀，分子量為50-500萬，水解度小于10%，其摻合量小于1%時(shí)水泥漿增稠效果不明顯，大于3%時(shí)則拌合物過于粘稠，影響施工操作條件及硬化后性能，且增加成本。其中的磺化三聚氰胺甲醛為10-34%的溶液狀態(tài)，這種超塑化劑能明顯地改善混凝土的流動(dòng)性，并可獲得較高的強(qiáng)度。
在混凝土中還可摻入適量的硅粉和/或引氣劑，這些有利于提高水下混凝土的強(qiáng)度，其摻入量可控制在水泥重量的2-15%。
采用本發(fā)明的不分散劑在與混凝拌合中，由于普通拌合方法不易拌勻，為此，本發(fā)明特提出以下兩種拌合方法1、手工拌合其步驟為1)不分散劑制備將NDC-IA先稀釋成3-10%的溶液與10-34%的NDC-IB溶液配合使用;
2)按比例混合水泥、砂、石子，加入計(jì)算量的NDC-IA、NDC-IB及水，略加翻拌;
3)再用混凝土振搗棒配合拌合，邊振邊拌，直至拌合均勻。
2、機(jī)械拌合其步驟為1)先將按比例稀釋好的不分散劑加入拌合釜中，開動(dòng)攪拌機(jī)，使液體料均勻地掛在釜壁上。
2)再加入水泥、砂、石子和/或硅粉、引氣劑，攪拌2分鐘，停30秒，再拌2分鐘，再停30秒，反復(fù)幾次，直至得到均勻的混凝土。
使用強(qiáng)制混凝土拌合釜時(shí)，可以按普通混凝土拌合工藝適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間即可。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的不分散劑及其拌合方法，特舉出以下實(shí)施例實(shí)施例1、2其材料配合比見表1。
按表所示重量配料，用手工將材料拌合成水泥砂漿，將試模置于水下400mm深的水箱中，拌合好的水泥砂漿通過水澆灌于水下的試模中，抹平。水中養(yǎng)護(hù)三天后拆摸，測(cè)定不同齡期的強(qiáng)度，其結(jié)果列于表2中
表－3
此外，該超微細(xì)水滴混合空氣，使之包含在空氣被送氣時(shí)，在其過程中不僅空氣中的微細(xì)灰塵，而且連微菌或細(xì)菌也附著而得到清凈化和除菌。并且，在如此使超微細(xì)水滴漂浮的空氣環(huán)境下，不僅能將空氣清凈化，而且，該超微細(xì)水滴雖有水滴存在，也具有不產(chǎn)生物體會(huì)潮濕的現(xiàn)象的顯著效果。
圖9和

圖10，是除水以外的液體不會(huì)使之發(fā)生陰離子的液粒子、陰離子制造裝置的構(gòu)成圖，該液粒子、陰離子制造裝置1f，是在圖1的裝置1安裝水檢測(cè)傳感器110，更在槽10安裝了閥111的給水管112。
前述水檢測(cè)傳感器110，是顯示為電導(dǎo)率計(jì)的情況，由放進(jìn)槽<p>
表中a-水上澆筑成型，20℃霧室養(yǎng)護(hù);
b-直接澆筑于400mm深水中，20℃水中養(yǎng)護(hù);
c-b/aX100%d-光面粘接試件老混凝土表面不打毛處理毛面粘接試件老混凝土表面打毛處理實(shí)施例3中28天的膨脹率為44X10-6，抗?jié)B性能如表5所示，抗沖磨性能如表6所示。
比較例按表3中所示配合比拌合而成的混凝土，與水下不分散混凝土同樣試驗(yàn)方法和條件下進(jìn)行各項(xiàng)性能試驗(yàn)，其結(jié)果分別見上列各表。
摻入本發(fā)明的不分散劑的水下混凝土的初凝時(shí)間一般為8-35小時(shí)，終凝時(shí)間14-46小時(shí)，抗壓強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)的關(guān)系按7天、28天、90天、180天和360天分別為18-22MPa、26-34MPa、33-47MPa、41-47MPa和41-47MPa，鋼筋握裹力大致為6.0-7.0MPa，28天干縮率大致在ετ＝656×10-6，水中膨脹率大致為Gw＝44×10-6，抗?jié)B標(biāo)號(hào)在S35-S77之間，滲透系數(shù)一般為0.038-0.160×10-11，抗沖磨強(qiáng)度一般為0.52-0.82h.m2/kg，磨損率大致在1.22-1.94kg/h.m2之間。
混凝土的施工工藝，同一般水下混凝土施工，可采用混凝土罐車、手推車、溜槽等運(yùn)輸工具送到施工現(xiàn)場(chǎng)，通過下接尼龍軟管的混凝土泵或溜筒定點(diǎn)澆筑于水中混凝土倉(cāng)面，澆筑導(dǎo)管出料口距要澆灌的混凝土面應(yīng)控制在50cm以內(nèi)，如水深不大時(shí)，也可以用導(dǎo)管直接澆筑到水中，澆筑后混凝土不需要振搗，混凝土材料不分散、自流平、自密實(shí)。
權(quán)利要求
1.一種水下混凝土的不分散劑，其特征在于它主要由聚丙烯酰胺和磺化三聚氰胺甲醛配制而成，兩者加入混凝土中的重量，分別為水泥重量的1-3%和0.5-1.5%。
2.如權(quán)利要求1所述的不分散劑，其特征在于所述聚丙烯酰胺為3-10%的液體，其分子量范圍為50-500萬，控制聚合反應(yīng)使其水解度小于10%，其最佳摻入量為水泥重量的1.75%。
3.如權(quán)利要求1所述的不分散劑，其特征在于所述磺化三聚氰胺甲醛為10-34%的溶液，其最佳摻入量為水泥重量的0.8%。
4.一種水下不分散混凝土，它包括水泥、砂、石子，不分散劑，硅粉和/或引氣劑，其特征在于所述不分散劑主要由聚丙烯酰胺和磺化三聚氰胺甲醛配制而成，所述不分散劑中兩種組分的摻入量分別為水泥重量的1-3%和0.5-1.5%，還可以加入水泥重量2-15%的硅粉和/或適量的引氣劑。
5.如權(quán)利要求4所述的混凝土，其特征在于所述硅粉和引氣劑可以少加或不加。
6.一種水下不分散混凝土的拌合方法，其步驟為1)、不分散劑制備，將聚丙烯酰胺稀釋成3-10%的溶液，與10-34%的磺化三聚氰胺甲醛溶液配合使用;2)、按比例混合水泥，砂，石子和/或硅粉，再加入計(jì)算量的聚丙烯酰胺，磺化三聚氰胺甲醛和水，略加翻拌;3)、再用混凝土振搗棒配合拌合，邊振邊拌，直到拌合均勻。
7.一種水下不分散混凝土的拌合方法，其步驟為1)、先將按比例稀釋好的不分散劑加入拌合釜中，開動(dòng)攪拌機(jī)，使溶液均勻地掛在釜壁上;2)、再加入計(jì)算量的水泥、砂、石、水和/或硅粉、引氣劑，攪拌2分鐘，停30秒，再拌2分鐘，復(fù)停30秒，反復(fù)多次，直至得到均勻的混凝土。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種水下混凝土的不分散劑及其與混凝土的拌合方法。本不分散劑主要由聚丙烯酰胺和磺化三聚氰胺甲醛配制而成，并在混凝土中加入了適量的硅粉和/或引氣劑，其拌合工藝可采用人工或機(jī)械兩種方法。使用本發(fā)明的不分散劑可以使水下混凝土在澆筑時(shí)不分散，不離析，還能自流平、自密實(shí)、不需振搗，并且強(qiáng)度高，抗?jié)B性能好，粘結(jié)力強(qiáng)，對(duì)施工水域污染極微。
文檔編號(hào)C04B24/22GK1083452SQ9311755
公開日1994年3月9日 申請(qǐng)日期1993年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月18日
發(fā)明者買淑芳, 陳貽研, 梅梅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院水利部能源部水利水電科學(xué)研究院