一种高效混凝土性能增强添加剂及其制备方法与流程

文档序号:11645328
本发明属于建筑材料
技术领域
,特别涉及一种提高混凝土抗冲耐磨、耐久性、劈拉、轴拉、抗弯强度、降低绝热温升、防裂抗渗的混凝土性能增强添加剂及其制备方法。
背景技术
:混凝土通常是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与水按一定比例配合,经搅拌所得。具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,使其使用范围十分广泛,特别适用于核电、水利水电、地铁、高铁、道路、桥梁、隧道等工程。混凝土材料由于自身结构的特性,在使用过程中尤其是对于那些地下和水中结构工程经常会出现因混凝土自密性差,劈拉、轴拉、抗弯强度差,开裂渗漏等病害,而严重影响和制约了混凝土材料的应用。因此,有关提高和改善混凝土材料抗裂、抗渗等及其它混凝土性能的各种添加剂不断被提出,如早期的一些通过产生膨胀以改善混凝土抗裂抗渗能力的木钙、氧化镁等添加剂,此外还有一些有机类的,如有机硅、脂肪族等;但这些添加剂防水能力有限,不能持久。因此,一些新型更有效的提高混凝土综合性能的添加剂期待被开发和应用。技术实现要素:本发明要解决的技术问题是提供一种可使提高混凝土抗冲耐磨、耐久性、劈拉、轴拉、抗弯强度、降低绝热温升、提高防裂抗渗的混凝土性能增强添加剂,本发明还有一目的是提供还上述添加剂的制备方法。为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种高效混凝土性能增强添加剂,其特征在于:所述添加剂的组成成分按质量份计为:粉剂类(1)偶联剂:10-15份;(2)氧化锌粉:4-6份;(3)活性炭:4-5份;(4)白炭黑:20-25份;纤维类(5)聚酯纤维:30-40份。优选上述的偶联剂为钛酸磷酸脂类化合物,其结构式如下:其中烷基r1为c8-10烃,r2为12-16烃。优选上述的偶联剂的粒度为600-1000目之间的粉末状;所述的氧化锌粉的粒度是500-800目;所述的活性炭的粒度为800-1200目;所述的白炭黑粉的粒度1200-3000目;所述的聚酯纤维为涤纶材料,其长度为10-15mm,直径为20-25μm。本发明还提供了上述的高效混凝土性能增强添加剂的制备方法,其具体步骤如下:将计量好的钛酸磷酸脂、氧化锌粉、活性炭和白炭黑粉送入搅拌机进行混合,根据需要计量分配到包装袋中,再将所需聚酯纤维计量投入已装好粉剂袋中封口即为成品。本发明高效混凝土性能增强添加剂的作用机理在于:采用的钛酸磷酸脂偶联剂能够填充混凝土界面上的微空隙,可增强界面间的结合力,吸收部分混凝土成型过程中的水热化;采用的氧化锌粉,在混凝土的初凝过程中,与水及酸、碱性物质中和,逐渐地分离氢与氧,使之成为气,从混凝土中排出,同时带走部分水化热,减少温度收缩裂缝的产生;采用的活性碳能够中和ko2、nao2的生成,激活水泥、粉煤灰与骨料的活性,使其之间的亲和性加强,从而在搅拌过程中能结合的很好,确保胶凝物在施工振捣过程中不与骨料离析,提高混凝土的自密性,同时提高钢筋的抗腐蚀性能;采用的白炭黑粉,可进一步增强混凝土活性,提高混凝土的自密性,自填充,混凝土成型时因内部气体产生的毛细孔隙,提高混凝土后期的抗碳化性能;采用的聚酯纤维,增强限制混凝土因各种应力造成的裂缝的产生,在整体成型混凝土中形成一完整的软结构网状结构体系,且通过纤维将水化热传递出去,提高因气候温度变化混凝土抗温差变化的能力。有益效果:本发明高效混凝土性能增强添加剂优点是:能很好充分地填充混凝土界面之间的微空隙,增强界面的结合力,保持水的缓慢分解,降低水热化的快速上升,且使产生的水化热从混凝土内释放出去,激活、加强水泥、粉煤灰与骨料的活性,使其之间的亲和性加强,从而在搅拌过程中结合的很好,确保胶凝物在施工振捣过程中不与骨料离析,提高混凝土的自密性,同时提高钢筋的抗腐蚀性能;并可增强限制混凝土因各种应力造成的裂缝产生,在整体成型混凝土中形成完整的网状体系,提高因气候温度变化混凝土抗温差变化性能。因而,本发明的高效混凝土性能增强添加剂大大增强了混凝土的抗冲耐磨、耐久性、劈拉、轴拉、抗弯强度、降低绝热温升、提高混凝土防裂抗渗性能,也大大提高了建筑物的使用寿命。具体实施方式下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例1首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(600目,r1=c8,r2=c12)10份、氧化锌(500目)粉6份、活性炭(800目)5份、白炭黑粉(1200目)20份送入搅拌机进行充分混合5分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为10mm,直径为20μm)40份即得产品1。为测试高效混凝土性能增强添加剂的性能,采用如下方法进行评价:1、基准混凝土的配制基准混凝土级配为c35混凝土,见表一表一2、在基准混凝土级配c35中添加高效混凝土性能增强添加剂产品见表二实施例2首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(800目,r1=c10,r2=c14)12份、氧化锌(600目)粉6份、活性炭(1000目)5份、白炭黑粉(2000目)20份送入搅拌机进行充分混合10分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为15mm,直径为25μm)40份即得产品2。实施例3首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(1000目,r1=c10,r2=c16)13份、氧化锌(800目)粉6份、活性炭(1200目)5份、白炭黑粉(3000目)20份送入搅拌机进行充分混合12分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为15mm,直径为20μm)40份即得产品3。3、其配制方法为1立方基准混凝土(c35)中添加1公斤性能增强添加剂产品,得到混凝土样品1-3,然后对混凝土各样品进行测试.其性能对比如下表。表三试验项目基准混凝土混凝土1混凝土2混凝土3抗冲耐磨提高1%8.7%9%9.5%耐久性100次300次312次325次劈拉、轴拉强度2.22.62.72.78抗弯强度3.94.64.74.8绝热温升降低0.73.23.53.8抗渗等级6mpa18mpa17mpa18mpa渗水高度8cm4.5cm4.5cm4cm抗裂等级﹤二级≥一级≥一级≥一级裂缝降低系数40%80%85%86%防水保护期5年100年105年108年结论:由上表可以看出,混凝土1-3将高效混凝土性能增强添加剂加入混凝土中,使得混凝土抗冲耐磨提高率为8.7%-9.5%;耐久性>300次;劈拉、轴拉强度为2.6-2.78mpa;抗弯强度为4.6-4.8mpa;绝热温升降低3.2-3.8度;抗渗等级p=17-18mpa,渗水高度在4-4.5cm,抗裂等级≥一级,裂缝降低系数为80%-86%;防水保护期为100-108年;因而,本发明的高效混凝土性能增强添加剂大大增强了混凝土的抗冲耐磨、耐久性、劈拉、轴拉、抗弯强度、降低绝热温升、提高了防裂抗渗性能,也大大提高了对建筑物的防水保护期;此外,混凝土1-3进行相互对比,可以看出,混凝土3的各项测试性能均优于其他两个,因而混凝土3为最佳。实施例4首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(1000目,r1=c10,r2=c16)10份、氧化锌(800目)粉4份、活性炭(1200目)4份、白炭黑粉(3000目)22份送入搅拌机进行充分混合20分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为10mm,直径为25μm)30份即得产品4。实施例5首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(800目,r1=c8,r2=c12)12份、氧化锌(600目)粉4份、活性炭(1200目)4份、白炭黑粉(3000目)22份送入搅拌机进行充分混合25分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为15mm,直径为20μm)30份即得产品5。下表四为实施例3-5的各组分配比对比表格:表四实施例3-5的配比组分实施例3实施例4实施例5偶联剂类131012氧化锌粉644活性炭544白炭黑粉202222聚酯纤维403030搅拌时间1220254、其配制方法为1立方基准混凝土(c35)中添加1公斤性能增强添加剂产品,得到混凝土样品3-5,然后对混凝土各样品进行测试.其性能对比如下表。表五结论:由上表可以看出,混凝土3-5的高效混凝土性能增强添加剂,抗冲耐磨提高率为9.5%-9.8%;耐久性>300次;劈拉、轴拉强度为2.78-2.85mpa;抗弯强度为4.8-4.88mpa;绝热温升降低3.8-4.0度;抗渗等级p=17-20mpa,渗水高度在3-4cm,抗裂等级≥一级,裂缝降低系数为86%-90%;防水保护期为108-120年;因而,本发明的高效混凝土性能增强添加剂大大增强了混凝土的抗冲耐磨、耐久性、劈拉、轴拉、抗弯强度、降低绝热温升、提高了防裂抗渗性能,也大大提高了对建筑物的防水保护期;此外,混凝土3-5进行相互对比,可以看出,混凝土5的各项测试性能均优于其他两个,因而混凝土5为最佳。实施例6首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(800目,r1=c10,r2=c16)11份、氧化锌(800目)粉5份、活性炭(1000目)4份、白炭黑粉(1200目)23份送入搅拌机进行充分混合10分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为10mm,直径为20μm)35份即得产品6。实施例7首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(1000目,r1=c8,r2=c12)13份、氧化锌(600目)粉4份、活性炭(1200目)4份、白炭黑粉(3000目)21份送入搅拌机进行充分混合10分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为10mm,直径为20μm)38份即得产品7。5、其配制方法为1立方基准混凝土(c35)中添加1公斤性能增强添加剂产品,得到混凝土样品5-7,然后对混凝土各样品进行测试.其性能对比如下表。表六结论:由上表可以看出,混凝土5-7的高效混凝土性能增强添加剂,抗冲耐磨提高率为9.8%-10.0%;耐久性>300次;劈拉、轴拉强度为2.85-2.90mpa;抗弯强度为4.88-4.90mpa;绝热温升降低4.0-4.2度;抗渗等级p=18-20mpa,渗水高度在3-3.5cm,抗裂等级≥一级,裂缝降低系数为88%-93%;防水保护期为100-125年;因而,本发明的高效混凝土性能增强添加剂大大增强了混凝土抗冲耐磨、耐久性、劈拉、轴拉、抗弯强度、降低绝热温升、提高了防裂抗渗的性能,也大大提高了对建筑物的防水保护期;此外,混凝土5-7进行相互对比,可以看出,混凝土7的各项测试性能均优于其他两个,因而混凝土7为最佳。实施例8首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(800目,r1=c19,r2=c12)14份、氧化锌(800目)粉4份、活性炭(1200目)5份、白炭黑粉(3000目)24份送入搅拌机进行充分混合18分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为10mm,直径为23μm)32份即得产品8。实施例9首先按质量份计:将钛酸磷酸脂类化合物(1000目,r1=c8,r2=c12)15份、氧化锌(800目)粉5份、活性炭(1200目)4份、白炭黑粉(3000目)25份送入搅拌机进行充分混合30分钟,制成粉料。然后加入聚酯纤维(长度为10mm,直径为20μm)40份即得产品9。6、其配制方法为1立方基准混凝土(c35)中添加1公斤性能增强添加剂产品,得到混凝土样品7-9,然后对混凝土各样品进行测试.其性能对比如下表。表七结论:由上表可以看出,混凝土7-9的高效混凝土性能增强添加剂,抗冲耐磨提高率为10.0%-12.1%;耐久性>300次;劈拉、轴拉强度为2.9-3.0mpa;抗弯强度为4.9-5.0mpa;绝热温升降低4.2-4.5度;抗渗等级p=19-22mpa,渗水高度在3-3.5cm,抗裂等级≥一级,裂缝降低系数为91%-96%;防水保护期为110-130年;因而,本发明的高效混凝土性能增强添加剂大大增强了混凝土抗冲耐磨、耐久性、劈拉、轴拉、抗弯强度、降低绝热温升、提高了防裂抗渗的性能,也大大提高了对建筑物的防水保护期;此外,混凝土7-9进行相互对比,可以看出,混凝土9的各项测试性能均优于其他两个,因而混凝土9为最佳。为了对比本发明高效混凝土性能增强添加剂的性能,将本发明1kg的高效混凝土性能增强添加剂添加到一立方米的混凝土中,并采用基准混凝土a、b在每立方米混凝土中添加35kg微膨胀剂和1.2kg聚丙烯抗裂纤维,再对各混凝土进行测试。性能测试结果如下:表八注:基准混凝土a与基准混凝土b加外防水卷材,防水保护期为3-5年,而掺加本发明添加剂的混凝土防水保护期>100年。结论:由上表可以看出,本发明高效混凝土性能增强添加剂,抗渗等级p>15mpa,渗水高度在3-4.5cm,抗裂等级≥一级,裂缝降低系数≥80%;防水保护期>100年。因而,本发明高效混凝土性能增强添加剂大大增强了混凝土抗冲耐磨、耐久性、劈拉、轴拉、抗弯强度、降低绝热温升、提高了防裂抗渗的性能,也大大提高了对建筑物的防水保护期。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页12
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