本发明涉及材料科学与工程技术领域，特别涉及一种面板坝混凝土裂缝抑制剂及其制备方法。
背景技术：
在现有水利水电筑坝中，由于混凝土面板堆石坝因其对地形地质条件适应性好，坝体断面小的优点而越来越广泛应用。目前的面板坝的坝体防渗主要以钢筋混凝土面板材料为主，而混凝土的防裂防渗则是面板坝性能要求的重点。
由于面板坝受力条件复杂，混凝土抗裂性能要求高，现有容易出现面板混凝土自身的抗开裂能力不足，以及面板间的挤压作用，最终引起面板出现局部裂缝和破坏，导致漏水，影响坝体安全，造成修复费用高、且难度大的问题。因此，寻找一种可有效保证混凝土力学性能的基础上，减少易塑性收缩开裂的面板坝混凝土裂缝抑制剂，充分提高混凝土抗拉和抗冲击强度，并满足面板坝混凝土抗裂性能要求，延长使用寿命，从而降低混凝土面板堆石坝的修复费用。
技术实现要素：
鉴于此，本发明提出一种面板坝混凝土裂缝抑制剂及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种面板坝混凝土裂缝抑制剂，按照重量份数比，包括如下原料组分：
进一步说明，所述分散剂包括质量比为0.5～2.5：0.8～2.8的醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯二元共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯二元共聚物的混合物。
进一步说明，所述缓凝剂包括质量比为0.6～2.8：0.9～1.8的水杨酸改性羟乙基甲基纤维素醚缓凝剂和柠檬酸改性甲基纤维素醚缓凝剂的混合物。
进一步说明，所述引气剂包括质量比为0.2～1.8：1.0～1.5：0.4～1.2的改性松香热聚物引气剂、烷基苯磺酸盐聚合物引气剂和皂苷聚合物引气剂的混合物。
进一步说明，所述稳泡剂包括质量比为1.0～2.2：0.5～1.0的脂肪族化合物复合聚乙二醇稳泡剂和聚硅氧烷复合聚乙二醇稳泡剂的混合物。
进一步说明，所述聚合物胶粉包括质量比为0.1～1.0：1.5～3.0的苯乙烯共聚胶粉和改性硫化胶粉的混合物。
进一步说明，所述自养剂包括质量比为1.2～2.0：0.8～1.6的烃基聚合丙烯酸钠自养剂和改性聚丙烯酰胺自养剂的混合物。
进一步说明，所述表面活性剂包括质量比为1.0～2.0：0.5～1.0的丙烯酸酯和苯乙烯共聚物、醋酸乙烯酯和乙烯共聚物的混合物。
进一步说明，所述减缩剂包括质量比为1.0～2.0：0.5～1.0的聚乙二醇单丁醚和甲基丙烯酸的混合物。
一种面板坝混凝土裂缝抑制剂的制备方法，将上述原料组分按照重量份数比称取，投入高速分散混合机中进行分散搅拌均匀，即可得到面板坝混凝土裂缝抑制剂。
进一步说明，以800～1000r/min进行分散搅拌均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的面板坝混凝土裂缝抑制剂通过采用一定的分散剂、混凝剂、引气剂、自养剂和减缩剂的合理复配，各组分相互协同发挥作用，分散剂中的醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯二元共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯二元共聚物的混合物进行复合使分散剂具有更好的分散性能，提高胶凝材料的分散效率；同时，利用引气剂在混凝土搅拌过程中产生大量均匀细小气泡，减小混凝土的弹性模量，提高抗裂性能，而对于寒冷地区的大坝混凝土，还能有效提高抵抗冻胀引起的开裂能力；自养剂利用丙烯酸酯和苯乙烯共聚物、醋酸乙烯酯和乙烯共聚物的混合物优异的保水性能，为水泥水化提供较长时间及持续稳定的水分供应和充分的内部相对湿度，保证水化反应的顺利进行，达到自养护的目的，从而有效防止收缩开裂；同时复掺的减缩剂较大幅度的降低干燥收缩。在添加这些组分的基础上，加入了一定量的聚合物胶粉，从而获得了适用于面板坝混凝土裂缝抑制剂，在面板坝混凝土中掺入本发明制备所得的裂缝抑制剂，不仅可显著提高混凝土的抗拉和抗冲击强度，同时，面板坝混凝土裂缝抑制剂可降低混凝土的易塑性收缩，减少混凝土裂缝的产生，从而提高面板坝混凝土的抗开裂能力，延长使用寿命，降低混凝土面板堆石坝的修复费用。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1-一种面板坝混凝土裂缝抑制剂，包括如下原料组分：分散剂5份，缓凝剂2份，引气剂6份，稳泡剂2份，聚合物胶粉4份，自养剂5份，表面活性剂10份，减缩剂3份；
其中，分散剂包括质量比为0.5：0.8的醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯二元共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯二元共聚物的混合物；
缓凝剂包括质量比为0.6：0.9的水杨酸改性羟乙基甲基纤维素醚缓凝剂和柠檬酸改性甲基纤维素醚缓凝剂的混合物；
引气剂包括质量比为0.2：1.0：0.4的改性松香热聚物引气剂、烷基苯磺酸盐聚合物引气剂和皂苷聚合物引气剂的混合物；
稳泡剂包括质量比为1.0：0.5的脂肪醇聚氧乙烯醚复合聚乙二醇稳泡剂和聚硅氧烷复合聚乙二醇稳泡剂的混合物；
聚合物胶粉包括质量比为0.1：1.5的苯乙烯共聚胶粉和改性硫化胶粉的混合物；
自养剂包括质量比为1.2：0.8的烃基聚合丙烯酸钠自养剂和改性聚丙烯酰胺自养剂的混合物；
表面活性剂包括质量比为1.0：0.5的丙烯酸酯和苯乙烯共聚物、醋酸乙烯酯和乙烯共聚物的混合物；
减缩剂包括质量比为1.0：0.5的聚乙二醇单丁醚和甲基丙烯酸的混合物。
实施例2-一种面板坝混凝土裂缝抑制剂，按照重量份数比，包括如下原料组分：分散剂30份，缓凝剂18份，引气剂14份，稳泡剂6份，聚合物胶粉28份，自养剂25份，表面活性剂20份，减缩剂12份。
其中，分散剂包括质量比为2.5：2.8的醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯二元共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯二元共聚物的混合物；
缓凝剂包括质量比为2.8：1.8的水杨酸改性羟乙基甲基纤维素醚缓凝剂和柠檬酸改性甲基纤维素醚缓凝剂的混合物；
引气剂包括质量比为1.8：1.5：1.2的改性松香热聚物引气剂、烷基苯磺酸盐聚合物引气剂和皂苷聚合物引气剂的混合物；
稳泡剂包括质量比为2.2：1.0的脂肪醇聚氧乙烯醚复合聚乙二醇稳泡剂和聚硅氧烷复合聚乙二醇稳泡剂的混合物；
聚合物胶粉包括质量比为1.0：3.0的苯乙烯共聚胶粉和改性硫化胶粉的混合物；
自养剂包括质量比为2.0：1.6的烃基聚合丙烯酸钠自养剂和改性聚丙烯酰胺自养剂的混合物；
表面活性剂包括质量比为2.0：1.0的丙烯酸酯和苯乙烯共聚物、醋酸乙烯酯和乙烯共聚物的混合物；
减缩剂包括质量比为2.0：1.0的聚乙二醇单丁醚和甲基丙烯酸的混合物。
实施例3-一种面板坝混凝土裂缝抑制剂，按照重量份数比，包括如下原料组分：分散剂20份，缓凝剂10份，引气剂12份，稳泡剂5份，聚合物胶粉20份，自养剂20份，表面活性剂16份，减缩剂9份。
其中，分散剂包括质量比为1.5：1.8的醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯二元共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯二元共聚物的混合物；
缓凝剂包括质量比为1.7：1.3的水杨酸改性羟乙基甲基纤维素醚缓凝剂和柠檬酸改性甲基纤维素醚缓凝剂的混合物；
引气剂包括质量比为1.0：1.3：0.8的改性松香热聚物引气剂、烷基苯磺酸盐聚合物引气剂和皂苷聚合物引气剂的混合物；
稳泡剂包括质量比为1.6：0.8的脂肪醇聚氧乙烯醚复合聚乙二醇稳泡剂和聚硅氧烷复合聚乙二醇稳泡剂的混合物；
聚合物胶粉包括质量比为0.5：2.0的苯乙烯共聚胶粉和改性硫化胶粉的混合物；
自养剂包括质量比为1.6：1.2的烃基聚合丙烯酸钠自养剂和改性聚丙烯酰胺自养剂的混合物；
表面活性剂包括质量比为1.5：0.8的丙烯酸酯和苯乙烯共聚物、醋酸乙烯酯和乙烯共聚物的混合物；
减缩剂包括质量比为1.5：0.8的聚乙二醇单丁醚和甲基丙烯酸的混合物。
将实施例1～3的各原料组分按照上述的重量份数比进行称取，分别投入高速分散混合机中进行分散搅拌均匀，得到不同的面板坝混凝土裂缝抑制剂。
对比例1-根据实施例3中的面板坝混凝土裂缝抑制剂，区别在于：所述分散剂包括质量比5:1.8的醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯二元共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯二元共聚物的混合物。
对比例2-根据实施例3中的面板坝混凝土裂缝抑制剂，区别在于：所述缓凝剂包括质量比为3:0.1的水杨酸改性羟乙基甲基纤维素醚缓凝剂和柠檬酸改性甲基纤维素醚缓凝剂的混合物。
对比例3-根据实施例3中的面板坝混凝土裂缝抑制剂，区别在于：所述引气剂仅包括质量比为1.0：2.1的改性松香热聚物引气剂和烷基苯磺酸盐聚合物引气剂的混合物。
对比例4-根据实施例3中的面板坝混凝土裂缝抑制剂，区别在于：所述聚合物胶粉包括质量比为0.1：3.5的苯乙烯共聚胶粉和改性硫化胶粉的混合物。
将实施例1～3和对比例4中分别获得的面板坝混凝土裂缝抑制剂，掺入至混凝土中，其掺入量为胶凝材料质量的0.5％。
(1)混凝土收缩性能测定：根据rilem推荐性标准tc119-tce3“使用开裂试验架评价早龄期混凝土抗裂性”采用“开裂温度”作为抗裂性评价指标，且混凝土的工程实际表现与试验结论的一致性好。本发明采用混凝土温度应力试验机，以混凝土开裂温度降低值评价产品抗裂性能，开裂温度降低越多，表明混凝土抗裂性能越好；对照组为不加任何制剂的净混凝土；测定不同掺入面板坝混凝土裂缝抑制剂的混凝土收缩性能。
(2)混凝土力学性能测定：参照gb/t50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》，测定不同掺入面板坝混凝土裂缝抑制剂的混凝土的力学性能。
测定结果如下表：
由上表可以看出，掺入本发明的一定量的面板坝混凝土裂缝抑制剂，混凝土的力学性能和变形性能有明显改善，与对照组相比，其混凝土的抗压、抗拉强度和极限拉伸值均显著提高，同时，混凝土开裂温度降低值明显增大，表明显著提高了面板坝混凝土的抗开裂能力，降低混凝土的易塑性收缩，大大减少了混凝土裂缝的产生。而由实施例3与对比例1～3中可知，对比例1中虽可增加混凝土的抗开裂能力，但其混凝土的力学性能降低。由对比例2可以看出缓凝剂中的水杨酸改性羟乙基甲基纤维素醚缓凝剂和柠檬酸改性甲基纤维素醚缓凝剂的有效组合，对混凝土的抗裂能力和力学性能具有显著影响，对比例3表明，本发明将一定量的改性松香热聚物引气剂、烷基苯磺酸盐聚合物引气剂和皂苷聚合物引气剂组合形成的引气剂，有利于提高混凝土的耐久性和抗裂性能。由对比例4中可以看出，采用苯乙烯共聚胶粉和改性硫化胶粉的组合而成的聚合物胶粉，有利于在进一步提高混凝土的力学性能的同时，增加其抗裂性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。