专利名称：水下混凝土抗分散外加剂及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种水下混凝土抗分散外加剂及其制造方法，它属于水泥外加剂及其制造方法领域，含有纤维素醚等主要成分。
过去，在水下进行混凝土浇注施工时，由于水泥组分及水泥外加剂的散失而影响水下混凝土的质量，另外也引起周围水域的污染。
日本公开专利JP58-49650公开了一种含有聚丙烯酰胺和硅镁石矿粉的水下混凝土抗分散外加剂，其目的是采用硅镁石粉增加水下混凝土的抗分散性，其不足之处是采用湿磨法磨碎硅镁石不能得到长细状硅镁石纤维，从而不能有效地提高水下混凝土的抗分散性，另外由于湿磨后还需干燥，成本高。日本公开专利JP58-115051公开了一种纤维素醚类的水下混凝土抗分散外加剂，采用氯化物提高水下混凝土的早期强度，其不足之处是氯化物对钢筋产生锈蚀作用，另外早期强度提高不显著。为了抵抗水下混凝土浇注中水泥的分散流失，采用纤维素醚类等水下混凝土抗分散外加剂，如日本公开专利JP63-206344公开了一种纤维素醚和聚丙烯酰胺组成的水下混凝土抗分散外加剂，其目的是用加入聚丙烯酰胺来克服纤维素醚使水泥凝结慢及早期强度低的缺点。其不足之处是效果不十分显著，且价格较高。此外，上述已有的专利，其水下混凝土硬化后收缩填充性能不好。
本发明的目的在于避免上述已有技术的不足之处而提供一种可使水下混凝土抗分散能力强、早期强度高、填充性好、对钢筋不产生锈蚀、施工方便、成本低的一种水下混凝土抗分散外加剂及其制造方法。
本发明的目的可以通过以下措施达到本发明的一种水下混凝土抗分散外加剂，由纤维素醚类组成，其特征是含有硅镁石纤维、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫铝酸钙、铝酸钠。本发明中组成物的配比为纤维素醚 100份(重量份，以下均同)硅镁石纤维 10-300份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚 10-50份硫铝酸钙 10-300份铝酸钠 30-150份本发明中组成物的最优配比为甲基纤维素 100份海泡石纤维 100份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚 20份硫铝酸钙 200份铝酸钠 60份在本发明中的硫铝酸钙可用等量的氧化镁代替。在本发明中可以加入羟丙基甲基淀粉。在本发明中使用的纤维素醚采用原材料聚合度为800-1800，醚化时间4-10h。在本发明中使用的硅镁石纤维为直径0.1-0.5mm、长度0.5-10mm的海泡石纤维。
本发明的目的还可以通过以下措施达到本发明的一种含有纤维素醚、硅镁石纤维、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫铝酸钙、铝酸钠的水下混凝土抗分散外加剂的制造方法，其特征是将硅镁石在干燥状态下经过锤击式粉碎机打碎再经筛分选取直径0.1-0.5mm，长度0.5-10mm硅镁石纤维;另外，预先在纤维素醚中喷入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，然后将喷有丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的纤维素醚、硅镁石纤维以及硫铝酸钙、铝酸钠一同混拌而成。
下面详细说明本发明。在本发明中使用的纤维素醚有甲基纤维素，也可使用乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。该纤维素醚可采用纤维素原料经碱溶液浸渍、压榨、老成、加入醚化剂进行醚化、再经洗涤、粉碎而成。纤维素醚原材料的聚合度为800-1800，醚化时间4-10h。
本发明中采用的硅镁石纤维，是由干燥的海泡石或坡缕石等经锤击式粉碎机打碎，经筛分选取直径0.1-0.5mm、长度0.5-10mm的硅镁石纤维。较好的是采用海泡石纤维。以往用湿磨法破坏了硅镁石的纤维结构，另外还需增加湿润及干燥工序、使成本增加，本发明中可采用自然干燥状态的硅镁石加工。其用量按纤维素醚为100重量份计，为10-300份。少于10份时增稠效果不好，如大于300份时使混凝土拌合物拌合不良。
本发明中使用的丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚作为消泡剂加入。首先将该消泡剂预先喷入纤维素醚上，这种做法其用量少、效果好，另外施工方便。已有技术中是将消泡剂掺入拌合水中加入，本发明的水下混凝土抗分散外加剂是将各种组分混拌在一起，在施工现场施工时，直接与混凝土拌合物中的水泥、砂、石、水等一同拌合即可。该消泡剂用量按纤维素醚100重量份计，为10-50份，如低于10份时消泡效果不明显，如大于50份时，浪费材料，成本高。在本发明中使用的硫铝酸钙，使水下混凝土产生微膨胀，产生更好的填充性能，用量按纤维素醚为100重量份计为10-300份，如少于10份时膨胀效果不明显，如大于300份时对混凝土安定性有可能产生不良影响。
本发明中使用的铝酸钠作为混凝土调凝剂加入，掺量按纤维素醚为100份重量计为30-150份。如需要水下混凝土凝结更快时，用量可取大些。用量少于30份时，对混凝土速凝效果不明显。在本发明中使用的羟丙基甲基淀粉，赋于水下混凝土拌合物增稠性。用量按纤维素醚100重量份计为10-100份。用量少于10份，增稠效果不显著，用量大于100份时使混凝土过于粘稠。
本发明的含有纤维素醚、硅镁石纤维、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫铝酸钙、铝酸钠的水下混凝土抗分散外加剂的制造方法如下首先在混拌机中加入纤维素醚、再喷入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，稍加搅拌，再加入硅镁石纤维，该硅镁石纤维是由干燥的硅镁石经过高速旋转的锤击式粉碎机打碎成细长纤维再经筛分选取直径0.1-0.5mm、长度0.5-10mm的硅镁石纤维，然后再加入硫铝酸钙、铝酸钠，也可加入羟丙基甲基淀粉一起拌合而成。然后在水下混凝土施工时，将本发明的水下混凝土抗分散外加剂按水泥100重量份计，加入0.1-3份，与水泥、砂、石、水一同拌合进行浇注。
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1首先将甲基纤维素装入混拌机内，喷入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，再加入海泡石纤维，该海泡石纤维是由海泡石经过高速旋转的锤击式粉碎机打碎成细长纤维，再经筛分选出直径0.1-0.5mm，长度0.5-10mm的海泡石纤维，再加入硫铝酸钙，视需要再加入铝酸钠一同混合而成的。配合比为甲基纤维素(晋县化工一厂产) 100份(重量计，以下均同)
丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚(天津助剂厂产) 20份海泡石纤维(河南西峡产) 100份硫铝酸钙(天津武清县水泥厂产) 200份铝酸钠(市购) 60份将上述各组分混拌均匀后便制成本发明的一种水下混凝土抗分散外加剂的一例，将其按水泥100重量份计掺入2%，另外水泥砂浆重量比为水泥∶砂∶水＝1∶2.5∶0.55将上述各组分加入到GB177-77型水泥砂浆搅拌机内拌合6min，将该拌合好的水泥砂浆测定以下各性能1、强度试验在水深300mm的水槽中放置40×40×160mm的水泥砂浆试模，并在试模上竖向放置一个180×180×250mm的铁丝网(10×10mm方孔)。将上述拌合好的水泥砂浆由水面从铁丝网中灌入水中试模，保持灌入时自由落差为300mm，刮去模型上多余砂浆，待硬化后拆模，养护至规定期龄，测定砂浆的抗压强度。
2、流动度试验按GB2419-81规定测定其流动度。
3、pH值透光率试验在1000毫升的玻璃烧杯内放入800毫升水，将500克拌合好的水泥砂浆分成10份，在10-20s内投入，静止3min，然后从烧杯中倒出600毫升混合液，测定其pH值和透光率。各项试验结果列于表1。
实施例2除在实施例1中的水下混凝土抗分散外加剂中再添加羟丙基甲基淀粉(陕西惠安化工厂产)外其它均相同。
比较例1除在实施例1中的水下混凝土抗分散外加剂中采用等重量的(按干料计)水磨细的海泡石粉代替外，其它均相同。
比较例2除在实施例1中的水下混凝土抗分散外加剂中将丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚改为加入到水中外，其它均相同。
比较例3除在实施例1中在水泥砂浆中不加入本发明的水下混凝土抗分散外加剂外其它均相同。
上述采用水泥砂浆试验，如改成混凝土试验，即在水泥砂浆中再添加石子骨料，其试验对比结果相似。
本发明与已有技术相比有如下优点1、采用本发明的水下混凝土抗分散外加剂掺入到水下混凝土拌合物中可使其在水中不分散，得到较高的早期和后期强度。
2、施工简便，外加剂预先混拌好，在施工时一次加入。
3、成本低。因采用硅镁石纤维或羟丙基甲基淀粉可大大降低纤维素醚的用量。
4、可使水下混凝土产生微膨胀，具有良好的填充性能。
5、调节铝酸钠的用量，可使水下混凝土的凝固时间得到调节。
权利要求
1.一种水下混凝土抗分散外加剂，由纤维素醚类组成，其特征是含有硅镁石纤维、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫铝酸钙、铝酸钠。
2.一种如权利要求1所述的水下混凝土抗分散外加剂，其特征是含有纤维素醚 100份(重量份，以下同)硅镁石纤维 10-300份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚 10-50份硫铝酸钙 10-300份铝酸钠 30-150份
3.一种如权利要求1或2所述的水下混凝土抗分散外加剂，其特征是最优配比为甲基纤维素 100份海泡石纤维 100份丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚 20份硫铝酸钙 200份铝酸钠 60份
4.一种如权利要求1或2所述的水下混凝土抗分散外加剂，其特征是用等量的氧化镁代替其中的硫铝酸钙。
5.一种如权利要求1、2所述的水下混凝土抗分散外加剂，其特征是含有羟丙基甲基淀粉。
6.一种如权利要求1或2所述的水下混凝土抗分散外加剂，其特征是其中的纤维素原材料聚合度为800-1800，其中纤维素的醚化时间在4-10h。
7.一种如权利要求1或2所述的水下混凝土抗分散外加剂，其特征是其中硅镁石纤维选用直径0.1-0.5mm，长0.5-10mm的海泡石纤维。
8.一种含有纤维素醚、硅镁石纤维、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、硫铝酸钙、铝酸钠的水下混凝土抗分散外加剂的制造方法，其特征是将硅镁石在干燥状态下经过锤击式粉碎机打碎，经筛分选取直径0.1-0.5mm、长度0.5-10mm的硅镁石纤维;另外预先在纤维素醚中喷入丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，然后将喷有丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚的纤维素醚、硅镁石纤维、以及硫铝酸钙、铝酸钠一同混拌而成。
全文摘要
本发明提供一种水下混凝土抗分散外加剂及其制造方法。含有纤维素醚、硅镁石纤维、丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚消泡剂、硫铝酸钙、铝酸钠等。采用锤击式粉碎硅镁石纤维制造方法以及先用消泡剂喷入纤维素醚等处理方法。具有原材料成本低、加工简便、抗分散能力强等优点，可用于水下混凝上浇注施工。
文档编号C04B28/02GK1073669SQ91111809
公开日1993年6月30日 申请日期1991年12月27日 优先权日1991年12月27日
发明者陆泉林, 陈严, 陆芹芳 申请人:中国石油天然气总公司工程技术研究所