權(quán)利要求書: 1.一種混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,該增強(qiáng)劑中含有有效活性成分:改性聚合硫酸鋁,所述改性聚合硫酸鋁的結(jié)構(gòu)式如式(1)所示:;
式(1);
所述式(1)中,曲線為范德華力,實(shí)線為共價(jià)鍵,虛線為配位鍵,n為聚合度;
所述混凝土減縮增強(qiáng)劑整體成酸性;所述改性聚合硫酸鋁的堿化度在75 90%之間。
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2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑的pH控制在4.5 5.8之間。
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3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述pH控制通過添加pH堿性調(diào)節(jié)劑實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述pH堿性調(diào)節(jié)劑包括氨水、乙二胺中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述n=1 10之間的整數(shù)。
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6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述改性聚合硫酸鋁的制備原料組成包括:硫酸鋁溶液69 92重量份、尿素1 4.5重量份、穩(wěn)定劑0.1 0.5重量份。
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7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述硫酸鋁溶液是由4 12重~量份的硫酸鋁和65 80重量份的水混合而成。
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8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述穩(wěn)定劑包括聚合多元醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑中至少還包括:納米二氧化硅5 15重量份。
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10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述納米二氧化硅為固態(tài)氣相納米二氧化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑中還包括分散劑0.1 0.5重量份。
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12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述分散劑包括纖維素醚、聚丙烯酰胺中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑中還包括:硫酸鐵0.5 2.5重量份、緩凝劑1.5 6重量份、早強(qiáng)劑2 5重量份中的至少一種。
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14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述緩凝劑包括葡萄糖酸鈉、酒石酸鈉、酒石酸中的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述早強(qiáng)劑包括甲酸鈣、水玻璃、三乙醇胺中的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,所述改性聚合硫酸鋁的制備方法包括如下步驟:(1)以權(quán)利要求6所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的制備原料組成為原料,將所述原料中的尿素加入硫酸鋁溶液中,并加熱反應(yīng)制取聚合硫酸鋁溶液;
(2)將所述原料中的穩(wěn)定劑加入聚合硫酸鋁溶液中,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的混凝土減縮增強(qiáng)劑,其特征在于,步驟(1)中,所述加熱溫度為120 130℃,反應(yīng)時(shí)間為4 6小時(shí)。
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18.權(quán)利要求1?17任一項(xiàng)所述混凝土減縮增強(qiáng)劑在建筑、橋梁、公路或者隧道工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的應(yīng)用,其特征在于,該應(yīng)用為將所述混凝土減縮增強(qiáng)劑摻加到混凝土中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的應(yīng)用,其特征在于,所述摻加比例為3 6%。
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說明書: 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及混凝土抗裂技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種混凝土減縮增強(qiáng)劑及其應(yīng)用。背景技術(shù)[0002] 公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解,而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。[0003] 混凝土裂縫是混凝土施工中不可避免的問題,混凝土裂縫如果控制在合理的范圍內(nèi),其對(duì)建筑工程的質(zhì)量造成的負(fù)面影響尚可被接受,但是如果混凝土裂紋的寬度、數(shù)量等超出合理范圍,特別是當(dāng)混凝土在受到環(huán)境侵蝕、循環(huán)載荷或沖擊振動(dòng)載荷作用大時(shí),裂紋將加速失穩(wěn)擴(kuò)展的情況下,對(duì)建筑工程質(zhì)量、服役壽命和服役安全性造成嚴(yán)重影響。我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度和建設(shè)規(guī)模迅猛發(fā)展,對(duì)水泥混凝土的需求量與日俱增的同時(shí),對(duì)水泥混凝土的質(zhì)量要求也不斷提高。[0004] 目前,為了克服上述問題,普遍采用的是通過向混凝土中添加固體膨脹劑(如無水硫鋁酸鈣(CSA)、氧化鈣(CaO)與氧化鎂(MgO)等)來補(bǔ)償混凝土收縮,進(jìn)而來減輕混凝土收縮開裂的方法。[0005] 雖然上述方法在改善混凝土收縮開裂方面取得了一定的應(yīng)用效果,但使用風(fēng)險(xiǎn)依然制約了固體膨脹劑的進(jìn)一步推廣應(yīng)用;其主要原因包括:(1)固體膨脹劑摻量過高會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降。(2)固體膨脹劑使用不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致混凝土性能劣化,再加上固體膨脹劑的膨脹速率、膨脹量、膨脹穩(wěn)定性和時(shí)效性難以精準(zhǔn)控制,特別是當(dāng)其摻量不穩(wěn)定、混合不均勻、施工環(huán)境條件變化大、施工操作不規(guī)范等條件下,容易產(chǎn)生“延時(shí)膨脹”的問題,反而會(huì)導(dǎo)致硬化混凝土開裂。發(fā)明內(nèi)容[0006] 針對(duì)上述的問題,本發(fā)明提供一種混凝土減縮增強(qiáng)劑及其應(yīng)用。本發(fā)明的減縮增強(qiáng)劑通過利用穩(wěn)定劑的配位作用得到的高穩(wěn)定性的改性聚合硫酸鋁以及納米二氧化硅原位誘導(dǎo)生長技術(shù),有效解決了混凝土收縮開裂的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明如下所述的技術(shù)方案。[0007] 在本發(fā)明的第一方面,提供一種混凝土減縮增強(qiáng)劑,其含有改性聚合硫酸鋁作為有效活性成分,所述改性聚合硫酸鋁的結(jié)構(gòu)式如式(1)所示:[0008] 式(1)。[0009] 式(1)中,曲線為范德華力(即兩個(gè)Al原子之間),實(shí)線為共價(jià)鍵,虛線為配位鍵,n為聚合度。[0010] 進(jìn)一步地,所述改性聚合硫酸鋁的堿化度在75 90%之間,可選地,所述n=1 10之~ ~間的整數(shù)。
[0011] 進(jìn)一步地,所述改性聚合硫酸鋁的制備原料組成包括:硫酸鋁溶液69 92重量份、~尿素1 4.5重量份、穩(wěn)定劑0.1 0.5重量份。
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[0012] 進(jìn)一步地,所述硫酸鋁溶液是由4 12重量份的硫酸鋁和65 80重量份的水混合而~ ~成。
[0013] 進(jìn)一步地,所述穩(wěn)定劑包括二乙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、乙三醇等中的任意一種。在本發(fā)明中,醇胺或多元醇與鋁離子形成配位鍵而使得聚合硫酸鋁能夠在液體中穩(wěn)定存在,利用其配位作用得到高穩(wěn)定性的改性聚合硫酸鋁。上述的多元醇胺穩(wěn)定劑加入到溶液中時(shí),溶液中的Al3+先與醇胺分子中的氮原子結(jié)合形成配位化合物,氮原子結(jié)合完畢后,醇羥基便和Al3+發(fā)生配位反應(yīng),形成新的配位化合物,從而進(jìn)一步增大鋁離子在水中的溶解度。另外,本發(fā)明的改性聚合硫酸鋁實(shí)現(xiàn)了高堿化度,并且實(shí)現(xiàn)高堿化度聚合硫酸鋁的高穩(wěn)定性。[0014] 進(jìn)一步地,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑整體呈酸性;優(yōu)選地,該混凝土減縮增強(qiáng)劑的pH控制在4.5 5.8之間較佳,其主要原因是使所述增強(qiáng)劑在新拌混凝土的運(yùn)輸過程中參與反~應(yīng),既能保證新拌混凝土保持一定的流動(dòng)性,又能夠使其在后期成型中起到減縮增強(qiáng)的作用。
[0015] 進(jìn)一步地,所述pH控制通過添加pH堿性調(diào)節(jié)劑實(shí)現(xiàn);可選地,所述pH堿性調(diào)節(jié)劑包括氨水、乙二胺等中的任意一種。[0016] 進(jìn)一步地,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑中至少還包括納米二氧化硅5 15重量份;優(yōu)選~地,所述納米二氧化硅為固態(tài)氣相納米二氧化硅。在本發(fā)明中,利用納米二氧化硅原位誘導(dǎo)生長作用,從“抑制”混凝土收縮開裂與“限制”混凝土收縮開裂兩方面解決混凝土開裂的問題。
[0017] 進(jìn)一步地,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑中還包括:硫酸鐵0.5 2.5重量份。硫酸鐵的引~入提供的Fe3+促進(jìn)水泥水化生成C?F?H凝膠(鐵膠),與C?S?H凝膠共同作用提高混凝土的抗裂性能。
[0018] 進(jìn)一步地,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑中還包括:緩凝劑1.5 6重量份和/或早強(qiáng)劑2 5~ ~重量份??蛇x地,所述緩凝劑包括葡萄糖酸鈉、酒石酸鈉、酒石酸等中的至少一種;所述早強(qiáng)劑包括甲酸鈣、水玻璃、三乙醇胺等中的至少一種。
[0019] 進(jìn)一步地,所述混凝土減縮增強(qiáng)劑中還包括分散劑0.1 0.5重量份。~
[0020] 進(jìn)一步地,所述分散劑包括纖維素醚、聚丙烯酰胺、
硅烷偶聯(lián)劑中的至少一種。在本發(fā)明中,所述分散劑的主要作用是使減縮增強(qiáng)劑均勻分散到混凝土中,減少團(tuán)聚,降低因減縮增強(qiáng)劑與混凝土混合不均勻帶來的不利影響。[0021] 在本發(fā)明的第二方面,提供所述改性聚合硫酸鋁的制備方法,包括:[0022] (1)將所述尿素加入硫酸鋁溶液中,并加熱反應(yīng)制取聚合硫酸鋁溶液。[0023] (2)將所述穩(wěn)定劑加入聚合硫酸鋁溶液中,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得。[0024] 或者所述改性聚合硫酸鋁的制備方法包括如下步驟:[0025] (1)將所述尿素加入硫酸鋁溶液中,并加熱反應(yīng)制取聚合硫酸鋁溶液;[0026] (2)將所述穩(wěn)定劑加入聚合硫酸鋁溶液中,然后加入所述pH堿性調(diào)節(jié)劑、硫酸鐵、緩凝劑、早強(qiáng)劑、分散劑、納米二氧化硅中的至少一種,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得。[0027] 進(jìn)一步地,步驟(1)中,所述加熱溫度為120 130℃,反應(yīng)時(shí)間為4 6h。~ ~
[0028] 在本發(fā)明的第三方面,提供所述混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括:[0029] (1)將所述含有改性聚合硫酸鋁的溶液調(diào)節(jié)至酸性,然后加入納米二氧化硅與分散劑,充分混合,得到混合液A。[0030] (2)將所述硫酸鐵、葡萄糖酸鈉與甲酸鈣加入溶液A中攪拌至完全溶解,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。[0031] 在本發(fā)明的第三方面,提供所述混凝土減縮增強(qiáng)劑在建筑、橋梁、公路、隧道等工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。優(yōu)選地,用于將所述混凝土減縮增強(qiáng)劑摻加到混凝土中;更優(yōu)選地,摻加比例范圍為3 6%。~
[0032] 相較于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:[0033] 本發(fā)明的減縮增強(qiáng)劑通過利用穩(wěn)定劑的配位作用得到的高穩(wěn)定性的改性聚合硫酸鋁以及納米二氧化硅原位誘導(dǎo)生長技術(shù),有效解決混凝土收縮開裂的問題,而且本發(fā)明的減縮增強(qiáng)劑在混凝土中的摻量高達(dá)6%的情況下,對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響仍然較小,很好地克服了傳統(tǒng)的固體膨脹劑會(huì)因?yàn)閾搅窟^高或使用不當(dāng)會(huì)對(duì)混凝土力學(xué)性能造成明顯惡化的不足。[0034] 本發(fā)明提供的減縮增強(qiáng)劑含有堿化度高,穩(wěn)定性好的改性聚合硫酸鋁具,加入混凝土后Al3+、SO42+的釋放速度較慢,其在新拌混凝土成型之前基本不發(fā)揮作用,因此不會(huì)對(duì)混凝土工作性造成不利影響。待混凝土成型之后,隨著水泥水化速率的加快,體系中氫氧化鈣的數(shù)量與濃度增加,上述改性聚合硫酸鋁被激發(fā),進(jìn)而釋放出Al3+、SO42+與水化產(chǎn)物——?dú)溲趸}中的Ca2+結(jié)合生成纖維狀膨脹性水化產(chǎn)物鈣礬石??梢钥闯觯捎诒景l(fā)明的這種減縮增強(qiáng)劑不會(huì)在水泥的初期或者說成型前被激發(fā)發(fā)揮作用,從而不會(huì)在水泥水化的初期就參與反應(yīng)形成鈣礬石,從而不會(huì)在此時(shí)期消耗混凝土體系中的水分,也就避免了由于消耗水而造成混凝土的流動(dòng)性顯著變差,進(jìn)而導(dǎo)致施工難度大幅增加,混凝土難以被振搗密室,反而導(dǎo)致混凝土性能劣化的問題。[0035] 進(jìn)一步地,由水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣激發(fā)所述改性聚合硫酸鋁而生成的所述纖維狀水化產(chǎn)物鈣礬石晶體構(gòu)為針棒狀,形貌散亂分布,導(dǎo)致其形成過程中伴隨著體積膨脹,這一特點(diǎn)既可以補(bǔ)償混凝土體積的收縮,降低混凝土收縮率,提高混凝土抗裂性能,又可以為后續(xù)水泥水化產(chǎn)物C?S?H凝膠的附著提供高強(qiáng)度交聯(lián)骨架。此外,這種鈣礬石的形成過程還會(huì)消耗部分拌合水,降低混凝土含水量與孔隙率,優(yōu)化硬化混凝土孔結(jié)構(gòu),降低混凝土毛細(xì)孔收縮應(yīng)力與混凝土開裂驅(qū)動(dòng)力,提高混凝土抗裂性能。[0036] 除此之外,本發(fā)明通過利用納米二氧化硅的原位誘導(dǎo)生長作用,在水泥水化硬化早期原位誘導(dǎo)形成大量高強(qiáng)度膨脹型纖維狀鈣礬石(AFt)與長鏈型凝膠狀C?S?H凝膠水化產(chǎn)物,降低混凝土體系產(chǎn)生的水化產(chǎn)物氫氧化鈣含量與孔隙率,即通過利用納米二氧化硅的原位誘導(dǎo)生長作用將混凝土體系產(chǎn)生的水化產(chǎn)物氫氧化鈣轉(zhuǎn)換成了高強(qiáng)度膨脹型纖維狀與長鏈型凝膠狀水化產(chǎn)物。從而優(yōu)化了混凝土體系中的孔結(jié)構(gòu),有效提高了混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)度與抗壓強(qiáng)度,大幅降低了混凝土臨界毛細(xì)管壓力,“抑制”混凝土收縮開裂。同時(shí),所述高強(qiáng)度膨脹型纖維狀與長鏈型凝膠狀水化產(chǎn)物還具有良好的抗拉伸性能,可有效提高混凝土抗拉強(qiáng)度,進(jìn)而“限制”混凝土收縮開裂,降低混凝土開裂驅(qū)動(dòng)力與增大混凝土開裂約束力,從“抑制”混凝土收縮開裂與“限制”混凝土收縮開裂兩方面解決混凝土開裂的問題。附圖說明[0037] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。以下,結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案,其中:[0038] 圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例制備的混凝土減縮增強(qiáng)劑的效果圖。[0039] 圖2是摻加了本發(fā)明第一實(shí)施例制備的混凝土減縮增強(qiáng)劑的混凝土試塊的SEM圖。具體實(shí)施方式[0040] 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,這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法,通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。[0041] 除非另行定義,文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域熟練人員所熟悉的意義相同。本發(fā)明所使用的試劑或原料均可通過常規(guī)途徑購買獲得,如無特殊說明,本發(fā)明所使用的試劑或原料均按照本領(lǐng)域常規(guī)方式使用或者按照產(chǎn)品說明書使用。此外,任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。文中所述的較佳實(shí)施方法與材料僅作示范之用。[0042] 第一實(shí)施例[0043] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0044] (1)將4.0重量份水合硫酸鋁加入至65.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0045] (2)將1.0重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在120℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)6小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0046] (3)將0.1重量份二乙醇胺加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為86.7%。[0047] 第二實(shí)施例[0048] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0049] (1)將8.0重量份水合硫酸鋁加入至68.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0050] (2)將3.0重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在125℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)4.5小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0051] (3)將0.3重量份三異丙醇胺加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為78.4%。[0052] 第三實(shí)施例[0053] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0054] (1)將12.0重量份水合硫酸鋁加入至80.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0055] (2)將4.5重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在130℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)4小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0056] (3)將0.5重量份乙三醇加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為88.5%。[0057] 第四實(shí)施例[0058] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0059] (1)將4.0重量份水合硫酸鋁加入至65.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0060] (2)將1.0重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在120℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)6小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0061] (3)將0.1重量份二乙醇胺加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加氨水將溶液pH調(diào)節(jié)至5.8,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為86.7%。[0062] 第五實(shí)施例[0063] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0064] (1)將8.0重量份水合硫酸鋁加入至68.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0065] (2)將3.0重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在125℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)4.5小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0066] (3)將0.3重量份三異丙醇胺加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加氨水將溶液pH調(diào)節(jié)至4.5,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為78.4%。[0067] 第六實(shí)施例[0068] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0069] (1)將12.0重量份水合硫酸鋁加入至80.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0070] (2)將4.5重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在130℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)4小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0071] (3)將0.5重量份乙三醇加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加乙二胺將溶液pH調(diào)節(jié)至5.0,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為88.5%。[0072] 第七實(shí)施例[0073] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0074] (1)將4.0重量份水合硫酸鋁加入至65.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0075] (2)將1.0重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在120℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)6小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0076] (3)將0.1重量份二乙醇胺加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加氨水將溶液pH調(diào)節(jié)至5.8,再加入15.0重量份固態(tài)氣相納米二氧化硅與0.5重量份聚丙烯酰胺超聲分散8分鐘,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為86.7%。[0077] 第八實(shí)施例[0078] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0079] (1)將8.0重量份水合硫酸鋁加入至68.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0080] (2)將3.0重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在125℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)4.5小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0081] (3)將0.3重量份三異丙醇胺加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加氨水將溶液pH調(diào)節(jié)至4.5,再加入5.0重量份固態(tài)氣相納米二氧化硅與0.1重量份纖維素醚超聲分散8分鐘,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為78.4%。[0082] 第九實(shí)施例[0083] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0084] (1)將12.0重量份水合硫酸鋁加入至80.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0085] (2)將4.5重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在130℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)4小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0086] (3)將0.5重量份乙三醇加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加乙二胺將溶液pH調(diào)節(jié)至5.0,再加入10.0重量份固態(tài)氣相納米二氧化硅與0.3重量份聚丙烯酰胺超聲分散8分鐘,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為88.5%。[0087] 第十實(shí)施例[0088] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0089] (1)將4.0重量份水合硫酸鋁加入至65.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0090] (2)將1.0重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在120℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)6小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0091] (3)將0.1重量份二乙醇胺加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加氨水將溶液pH調(diào)節(jié)至5.8,再加入15.0重量份固態(tài)氣相納米二氧化硅與0.5重量份聚丙烯酰胺超聲分散8分鐘,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為86.7%。[0092] (4)在步驟(3)的含有改性聚合硫酸鋁的溶液中加入1.5重量份硫酸鐵、4.0重量份葡萄糖酸鈉與3.0重量份甲酸鈣,攪拌至完全溶解,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。[0093] 第十一實(shí)施例[0094] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0095] (1)將8.0重量份水合硫酸鋁加入至68.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0096] (2)將3.0重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在125℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)4.5小時(shí),得到聚合硫酸鋁溶液。[0097] (3)將0.3重量份三異丙醇胺加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加氨水將溶液pH調(diào)節(jié)至4.5,再加入5.0重量份固態(tài)氣相納米二氧化硅與0.1重量份聚丙烯酰胺超聲分散8分鐘,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為78.4%。[0098] (4)在步驟(3)的含有改性聚合硫酸鋁的溶液中加入2.5重量份硫酸鐵、1.5重量份葡萄糖酸鈉與5.0重量份甲酸鈣,攪拌至完全溶解,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。[0099] 第十二實(shí)施例[0100] 一種混凝土減縮增強(qiáng)劑的制備方法,包括如下步驟:[0101] (1)將12.0重量份水合硫酸鋁加入至80.0重量份水中,充分?jǐn)嚢璧玫搅蛩徜X溶液,備用。[0102] (2)將4.5重量份尿素加到步驟(1)的硫酸鋁溶液中,然后在130℃油浴加熱條件下進(jìn)行反應(yīng),得到聚合硫酸鋁溶液。[0103] (3)將0.5重量份乙三醇加到步驟(2)的聚合硫酸鋁溶液中,然后滴加乙二胺將溶液pH調(diào)節(jié)至5.0,再加入10.0重量份固態(tài)氣相納米二氧化硅與0.3重量份聚丙烯酰胺超聲分散8分鐘,得含有改性聚合硫酸鋁的溶液,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。經(jīng)過測試,該混凝土減縮增強(qiáng)劑中改性聚合硫酸鋁的堿化度為88.5%。[0104] (4)在步驟(3)的含有改性聚合硫酸鋁的溶液中加入0.5重量份硫酸鐵、6.0重量份葡萄糖酸鈉與2.0重量份甲酸鈣,攪拌至完全溶解,即得混凝土減縮增強(qiáng)劑。[0105] 性能測試:[0106] 對(duì)上述各實(shí)施例制備得到的混凝土減縮增強(qiáng)劑的抗裂性能進(jìn)行測試,具體方法為:按照6%的摻量在混凝土原料中摻入混凝土減縮增強(qiáng)劑配置C40混凝土,養(yǎng)護(hù)28天,得到混凝土試塊。采用混凝土膨脹儀測試混凝土試塊的體積收縮率、采用壓汞儀測試混凝土試塊的孔隙率、采用萬能試驗(yàn)機(jī)測試混凝土試塊的劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。所述體積收縮率和劈裂抗拉強(qiáng)度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T29417?2012《水泥砂漿和混凝土干燥收縮開裂性能試驗(yàn)方法》測試。[0107] 另外,還設(shè)置了6組對(duì)照組,其中:所述第一至第三對(duì)照組分別以硫酸鋁、硫酸鋁氨、硫酸鋁鉀代替所述混凝土減縮增強(qiáng)劑。第四至第六對(duì)照組分別以第一至第三實(shí)施例各自步驟(2)制備的聚合硫酸鋁溶液代替所述混凝土減縮增強(qiáng)劑。結(jié)果如表1至表3所示。[0108] 表1[0109][0110] 表2[0111][0112] 表3[0113][0114] 從上述的測試結(jié)果可看出,第一至第三對(duì)照組的測試結(jié)果顯示,傳統(tǒng)的硫酸鋁、硫酸鋁氨、硫酸鋁鉀等硫酸鋁鹽雖然也有助于提高混凝土抗拉強(qiáng)度,進(jìn)而提高混凝土抗裂性能。但上述硫酸鋁鹽均為易溶性強(qiáng)電解質(zhì),加入混凝土中之后,會(huì)迅速與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)形成鈣礬石,在此過程中會(huì)有部分拌合水被迅速消耗,導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性顯著降低,施工難度大幅增加,混凝土難以被振搗密實(shí),反而導(dǎo)致混凝土性能劣化,而實(shí)施例中制備的混凝土減縮增強(qiáng)劑則未出現(xiàn)上述問題。[0115] 第四至第六對(duì)照組的測試結(jié)果顯示,當(dāng)采用未經(jīng)穩(wěn)定劑改性處理的聚合硫酸鋁作為抗裂劑時(shí),混凝土的抗裂性能并未得到較好的改善,其主要原因是未經(jīng)過穩(wěn)定劑改性處理的聚合硫酸鋁穩(wěn)定性較差,當(dāng)添加到混凝土中后,聚合硫酸鋁在混凝土成型的前提就已經(jīng)快速釋放Al3+、SO42+與混凝土中水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),消耗了混凝土中的拌合水,對(duì)混凝土的抗裂性能的改善帶來了不利影響。[0116] 從上述表1和表2的測試結(jié)果可以看出,相對(duì)于各對(duì)照組,添加了各實(shí)施例制備的混凝土減縮增強(qiáng)劑的混凝土體積收縮率、混凝土孔隙率,抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度均得到了明顯提高,混凝土抗裂性能得到了顯著改善,有效解決了混凝土收縮開裂的問題。[0117] 圖2為摻加了第一實(shí)施例制備的混凝土減縮增強(qiáng)劑的混凝土試塊的SEM圖??梢钥闯觯炷林猩闪舜罅康拟}礬石與C?S?H凝膠(Ca5Si6O16(OH)?4H2O)。[0118] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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“混凝土減縮增強(qiáng)劑及其應(yīng)用” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)