一種適用于低品質(zhì)骨料混凝土的改性外加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及化工建筑材料，特別設(shè)及一種適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)砂資源越來(lái)越匿乏，而級(jí)配差或細(xì)度模 數(shù)過(guò)大的天然砂或機(jī)制砂大量存在。由于砂是一種地方性大宗資源，不便于長(zhǎng)距離運(yùn)輸， 西南、西北部地區(qū)混凝±用砂供需矛盾日益突出，混凝±工程施工單位不得不使用低品質(zhì) 骨料。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，采用品質(zhì)較差的河砂或機(jī)制砂配制混凝±時(shí)極易出現(xiàn)離析、泌水、累 送施工困難、水紋、砂線和蜂窩麻面等常見(jiàn)問(wèn)題。目前，為了防止低品質(zhì)骨料混凝±拌和物 離析、滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)累送施工要求，往往采取提高膠材用量、砂率和滲入增稠劑（如纖維素酸、 聚乙締醇、水溶性淀粉和膨潤(rùn)±等添加劑），運(yùn)些技術(shù)手段雖然解決了低品質(zhì)骨料混凝±拌 和物施工困難等上述問(wèn)題，卻在實(shí)際工程中又帶來(lái)了混凝±硬化體因膠材用量偏高導(dǎo)致收 縮開(kāi)裂的質(zhì)量問(wèn)題。因此如何對(duì)增稠劑進(jìn)行改性，W實(shí)現(xiàn)在降低膠材用量的前提下改善混 凝±可施工性能并有效保證混凝±強(qiáng)度及實(shí)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，是低品質(zhì)骨料混凝±應(yīng)用技術(shù)關(guān) 鍵。
[0003]目前，常采用化學(xué)早強(qiáng)劑（如氯鹽、硫酸鹽、亞硝酸鹽和硫侶酸鹽）和超細(xì)活性滲 和料（如娃灰、超細(xì)礦粉）來(lái)實(shí)現(xiàn)混凝±早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度的提升，但化學(xué)早強(qiáng)劑引入了 大量有害物質(zhì)Cl、s〇42和SO3等，存在誘發(fā)鋼筋誘蝕、發(fā)生延遲巧抓石膨脹反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，而 超細(xì)活性滲和料的價(jià)格高，經(jīng)濟(jì)性差?？梢?jiàn)，在傳統(tǒng)外加劑減水、保巧功能的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)一 種兼有增稠、"綠色"高效增強(qiáng)功能的改性外加劑具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服既有混凝±外加劑不增稠或增稠但不增強(qiáng)或增強(qiáng)但環(huán) 保性、經(jīng)濟(jì)性差的不足而提出的一種適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑及其制備方 法。
[0005] 本發(fā)明適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑，主要由聚簇酸減水劑母液、增強(qiáng) 劑、增稠劑、引氣劑、保巧劑和防霉劑組成，各組分的質(zhì)量份用量如下：
[0006] 聚幾酸減水劑母液 40%~60〇/〇;
[0007] 増強(qiáng)劑 25%~50%; 増稠劑 2%~8%; 引氣劑 0.1%~0.4〇/〇; 保巧劑 2%~5%; 防霉劑 0.01%~0.04%。
[0008]上述適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑，所述聚簇酸減水劑母液為固含量大 于40 %、減水率大于30 %的酸類(lèi)聚合物。該組分能賦予混凝±拌和物在較低水膠比下優(yōu)異 的流動(dòng)性。
[0009]上述適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑，所述增強(qiáng)劑是由質(zhì)量比為1份的普 通娃酸鹽水泥與8~10份水在常溫下高速攬拌化后靜置、抽濾出的C-S-HXH微晶水化產(chǎn) 物懸浮液，再與0. 5份粒徑小于30nm的納米碳酸巧在超聲浴中分散均勻而成。該組分能在 水泥水化期間起到微晶核的作用，加速水泥的水化進(jìn)程，同時(shí)部分微顆粒填充在粉體空隙 內(nèi)，優(yōu)化粉體級(jí)配，起到微觀密實(shí)填充作用，從而在膠凝材料用量不變時(shí)提高混凝±強(qiáng)度， 或在降低膠凝材料用量時(shí)混凝±強(qiáng)度不降低。
[0010] 上述適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑，所述的增稠劑是由質(zhì)量比為1份膏 體溫輪膠與4份水在攬拌速度不低于30化/min的剪切作用下分散均勻而成。該組分能增 加水泥漿體的粘度，提高混凝±拌和物的粘聚性，防止?jié){體與骨料分離。
[0011] 上述適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑，所述的引氣劑為=帖皂巧。該組分 能在混凝±拌和過(guò)程中引入大量均勻穩(wěn)定、封閉細(xì)小的微氣泡，增加漿體體積，從而在減少 膠凝材料用量的前提下保證混凝±拌和物和易性。
[0012] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑的制備方法，其特征 在于，該方法包括W下步驟：首先按照配比稱(chēng)量各原料，在速度3(K)r/min~5(K)r/min攬拌 條件下依次加入增稠劑、增強(qiáng)劑，攬拌5min;然后在速度低于l(K)r/min攬拌條件下依次加 入聚簇酸減水劑母液、保巧劑、防霉劑，繼續(xù)攬拌3min;最后在速度低于60r/min攬拌條件 下加入引氣劑，繼續(xù)攬拌3min，靜置一段時(shí)間，得到適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加 劑。
[0013] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：（1)各原材料來(lái)源廣泛，特別是增強(qiáng)劑組分由普通娃酸鹽 水泥制得，產(chǎn)品成本低；（2)產(chǎn)品不含有Cl、S042和S〇3等有害物質(zhì)，綠色環(huán)保；（3)在保證 低品質(zhì)骨料混凝±易施工、強(qiáng)度不降低的前提下，能減少混凝±膠材用量8%~10%和抑 制低品質(zhì)骨料混凝上拌和物離析、泌水，有效解決實(shí)體結(jié)構(gòu)物表面蜂窩、麻面、大面積氣泡、 色差和開(kāi)裂等外觀質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)地區(qū)混凝±工程原材料就地取材。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，運(yùn)些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0015] 本發(fā)明的適用于低品質(zhì)骨料混凝±的改性外加劑各實(shí)施例的原料及質(zhì)量比計(jì)量 的含量如表1所示。
[0016] 表1各實(shí)施例的原料及質(zhì)量比
[0017]
[0018] 按W下步驟制備改性外加劑：首先按照表I所示配比稱(chēng)量各原料，在速度30化/ min~5(K)r/min攬拌條件下依次加入增稠劑、增強(qiáng)劑，攬拌5min;然后在速度低于10化/ min攬拌條件下依次加入聚簇酸減水劑母液、保巧劑、防霉劑，繼續(xù)攬拌3min;最后在速度 低于60r/min攬拌條件下加入引氣劑，繼續(xù)攬拌3min，靜置一段時(shí)間，得到適用于低品質(zhì)骨 料混凝±的改性外加劑。
[0019] 將滲加工程某外加劑的混凝±作為基準(zhǔn)混凝±，將滲入1. 3% (膠凝材料用量 質(zhì)量百分比）滲量的改性外加劑混凝上作為對(duì)比混凝上，混凝上配合比為：（1)基準(zhǔn)：金 隅P. 0 42. 5 水泥 300kg/m3,粉煤灰 130kg/m3,砂（Mx= 3. 7) 770kg/m3,石子 1020kg/m3,水 160kg/m3,工程某外加劑5.化g/m3; (2)對(duì)比（實(shí)施例1~5):金隅P. 0 42. 5水泥273kg/m3， 粉煤灰 117kg/m3,砂（Mx= 3. 7)787kg/m3,石子 1043kg/m3,水 144kg/m3,改性外加劑 5.Okg/ 3 mO
[0020] 依據(jù)《普通混凝±拌和物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50080-2002和《普通混凝±長(zhǎng) 期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50082-2009測(cè)試上述混凝±拌和物性能、力學(xué)性能 和物性能和收縮性能，W評(píng)價(jià)本發(fā)明的性能，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。
[0021] 表2本發(fā)明的相關(guān)件能
[0024] 從表2中可看出，由于砂很粗，基準(zhǔn)混凝±拌和物嚴(yán)重離析、泌水，滲入改性外加 劑后，實(shí)施例1~5對(duì)比混凝±的性能得到顯著改善，未出現(xiàn)離析、泌水，在膠凝材料用量減 少9. 3 %的情況下，混凝±抗壓強(qiáng)度并未降低，混凝±收縮得到一定程度降低，有利于混凝 ±抗裂性的提升。
[00巧]經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)和綜合性能、成本分析，上述實(shí)施例中W實(shí)施例2為最佳。
[0026] 本產(chǎn)品已在復(fù)雜地質(zhì)山區(qū)高速鐵路隧道襯擱混凝±中試用，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證實(shí)其對(duì)低 品質(zhì)骨料混凝±具有優(yōu)異的性能調(diào)控作用。
[0027] 本產(chǎn)品為液體，運(yùn)輸、儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)注意防曬。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于低品質(zhì)骨料混凝土的改性外加劑，其特征在于，該改性外加劑包括以下 質(zhì)量份的原料： 聚羧酸減水劑母液 40%~60%; 增強(qiáng)劑 25%~50%; 增稠劑 2%~8%; 引氣劑 0.1%~0.4%; 保坍劑 2%~5%; 防霉劑 0.01%~0.04%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低品質(zhì)骨料混凝土的改性外加劑，其特征在于，所述 聚羧酸減水劑母液為固含量大于40%、減水率大于30%的醚類(lèi)聚合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低品質(zhì)骨料混凝土的改性外加劑，其特征在于，所述 增強(qiáng)劑是由質(zhì)量比為1份的普通硅酸鹽水泥與8~10份水在常溫下高速攪拌6h后靜置、 抽濾出的C-S-H、CH微晶水化產(chǎn)物懸浮液，再與0. 5份粒徑小于30nm的納米碳酸鈣在超聲 浴中分散均勻而成。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于低品質(zhì)骨料混凝土的改性外加劑，其特征在于，所述 的增稠劑是由質(zhì)量比為1份膏體溫輪膠與4份水在攪拌速度不低于300r/min的剪切作用 下分散均勻而成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低品質(zhì)骨料混凝土的改性外加劑的制備方法，其 特征在于，其制備方法包括以下步驟：首先按照配比稱(chēng)量各原料，在速度300r/min~500r/ min攪拌條件下依次加入增稠劑、增強(qiáng)劑，攪拌5min ;然后在速度低于100r/min攪拌條件下 依次加入聚羧酸減水劑母液、保i丹劑、防霉劑，繼續(xù)攪拌3min ;最后在速度低于60r/min攪 拌條件下加入引氣劑，繼續(xù)攪拌3min，靜置一段時(shí)間，得到適用于低品質(zhì)骨料混凝土的改性 外加劑。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于低品質(zhì)骨料混凝土的改性外加劑及其制備方法，該改性外加劑包括以下質(zhì)量份的原料：聚羧酸減水劑母液40％～60％，增強(qiáng)劑25％～50％，增稠劑2％～8％，引氣劑0.1％～0.4％，保坍劑2％～5％，防霉劑0.01％～0.04％。本發(fā)明在保證低品質(zhì)骨料混凝土易施工、強(qiáng)度不降低的前提下，能減少混凝土膠材用量8％～10％和抑制低品質(zhì)骨料混凝土拌和物離析、泌水，有效解決實(shí)體結(jié)構(gòu)物表面蜂窩、麻面、大面積氣泡、色差和開(kāi)裂等外觀質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)地區(qū)混凝土工程原材料就地取材。
【IPC分類(lèi)】C04B24/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105271888
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510621678
【發(fā)明人】李享濤, 謝永江, 仲新華, 朱長(zhǎng)華, 王保江, 王月華, 裘智輝, 蘇婉玉, 孔慶欣, 何龍
【申請(qǐng)人】中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所, 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日