一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及混凝土外加剂生产技术领域，尤其涉及一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂及其制备方法。


背景技术：

[0002]
混凝土是主要的建筑材料,而混凝土的耐久性和强度等性能直接影响建筑物质量，目前水泥细度提高，干燥收缩比较大，同时水泥水化加快，导致混凝土水化放热过于集中，混凝土水化温升高，内外温差大，混凝土开裂风险加大，渗漏隐患加大，严重影响混凝土的强度和耐久性。混凝土结构产生裂缝的主要原因是混凝土在凝结初期或硬化过程中会出现体积缩小现象，在结构内部产生收缩应力，该应力超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂形成收缩裂缝。
[0003]
为避免混凝土开裂，主要采用优化混凝土配合比设计、增加配筋率、减少混凝土水化热，以及添加膨胀剂、减缩剂、抗裂防水剂、纤维和密实抗裂剂。添加含有纤维的膨胀剂是主要采用的手段，膨胀剂通过与混凝土中的水泥水化反应来产生体积变大的结晶，从而引起混凝土体积膨胀，产生一定预应力，有助于控制混凝土收缩开裂，纤维则均匀分散在混凝土中形成一种乱向支撑体系，分散了混凝土的定向应力，阻止早期混凝土塑性裂缝的发生，大大提高了混凝土抗裂缝抗渗能力，改善混凝土韧性，从而提高混凝土的使用寿命。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的就在于提供一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂及其制备方法，不仅能解决裂缝补偿的问题，还能在物理层面增强混凝土的抗拉强度，从而减少混凝土的渗漏，提高混凝土的强度和耐久性。
[0005]
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂，所述玄武岩纤维抗裂防水剂由膨胀剂、玄武岩纤维、水化热抑制剂、防水组分按照一定的质量百分比混合而成,所述玄武岩纤维抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为
[0006][0007]
作为优选，所述膨胀剂为石膏和氧化钙膨胀熟料，所述石膏为硬石膏、二水石膏和脱硫脱硝石膏中的至少一种，氧化钙比表面积200～320m2/kg，石膏比表面积为300～450m2/kg。
[0008]
作为优选，所述玄武岩纤维的抗拉强度2000-3000mpa，纤维的直径在12-20μm，使用的玄武岩纤维的长度在9-20mm。
[0009]
作为优选，所述水化热抑制剂主要由全构型羟基羧酸酯和精细矿物等材料组成，使1d水化热降低35％，3d水化热降低30％，7d水化热降低25％。
[0010]
作为优选，所述防水组分为基于烷氧基硅烷、脂肪酸盐的粉状憎水剂中的至少一种。
[0011]
一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂的制备方法，方法步骤如下,
[0012]
1)选用优质石膏矿石和石灰石按照一定比例进行煅烧，煅烧温度控制在650℃-750℃，直到全部矿石分解完成停止煅烧；
[0013]
2)将上述煅烧粉进行研磨均匀，然后与玄武岩短切纤维、水化热抑制剂组分(全构型羟基羧酸酯有机组分)、防水组分等搅拌30分钟左右，制得玄武岩纤维抗裂防水剂。
[0014]
一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂的应用方法，将膨胀剂、玄武岩纤维、水化热抑制剂、防水组分按照一定的质量百分比混合后制得玄武岩纤维抗裂防水剂，添加于混泥土中，使混凝土具有一定的补仓收缩性，补偿收缩不超过万分之五。
[0015]
与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0016]
(1)本发明降低了混凝土水化温升速率，使用玄武岩纤维提高了混凝土的抗拉强度，增强了混泥土的耐久性和抗裂防渗性能。
[0017]
(2)本发明抗裂防水能力强、性能稳定，玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，与混凝土基体具有天然的相容性，不影响混凝土拌合物工作性能，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥都有良好的适应性。
[0018]
(3)玄武岩纤维是一种无机环保绿色高性能纤维，环保无污染，耐碱性好，与水泥混泥土和砂浆混合耐久性好。
具体实施方式
[0019]
下面将对本发明作进一步说明。
[0020]
本发明的玄武岩纤维抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为：膨胀剂65～80％、玄武岩纤维5～10％、水化热抑制剂5～10％、防水组分10～15％，以上各原料的质量百分比之和为100％。
[0021]
实施例1：
[0022]
一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂，所述玄武岩纤维抗裂防水剂由膨胀剂、玄武岩纤维、水化热抑制剂、防水组分按照一定的质量百分比混合而成；
[0023]
所述玄武岩纤维抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为：
[0024]
膨胀剂：70％；
[0025]
玄武岩纤维：7％；
[0026]
水化热抑制剂：7％；
[0027]
防水组分：16％；
[0028]
其中，膨胀剂中氧化钙比表面积为320m 2/kg，石膏为硬石膏、二水石膏，比表面积为450m 2/kg；玄武岩纤维直径15μm，长度18mm；防水组分为脂肪酸盐粉状憎水剂。
[0029]
制备方法:
[0030]
(1)选用优质石膏矿石和石灰石按照一定比例进行煅烧，煅烧温度控制在650℃-750℃，直到全部矿石分解完成停止煅烧。
[0031]
(2)将1所述煅烧粉进行研磨均匀，然后与玄武岩短切纤维、水化热抑制剂组分(全构型羟基羧酸酯有机组分)、防水组分等搅拌30分钟左右。
[0032]
实施例2：
[0033]
一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂，所述玄武岩纤维抗裂防水剂由膨胀剂、玄武岩纤维、水化热抑制剂、防水组分按照一定的质量百分比混合而成；
[0034]
所述玄武岩纤维抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为：
[0035]
膨胀剂：75％；
[0036]
玄武岩纤维：5％；
[0037]
水化热抑制剂：5％；
[0038]
防水组分：15％；
[0039]
其中，膨胀剂中氧化钙比表面积为250m 2/kg，石膏为硬石膏和脱硫脱硝石膏，比表面积为360m 2/kg；玄武岩纤维直径13μm，长度15mm；防水组分为烷氧基硅烷粉状憎水剂。
[0040]
制备方法:
[0041]
(1)选用优质石膏矿石和石灰石按照一定比例进行煅烧，煅烧温度控制在650℃-750℃，直到全部矿石分解完成停止煅烧。
[0042]
(2)将1所述煅烧粉进行研磨均匀，然后与玄武岩短切纤维、水化热抑制剂组分(全构型羟基羧酸酯有机组分)、防水组分等搅拌30分钟左右。
[0043]
实施例3：
[0044]
一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂，所述玄武岩纤维抗裂防水剂由膨胀剂、玄武岩纤维、水化热抑制剂、防水组分按照一定的质量百分比混合而成；
[0045]
所述玄武岩纤维抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为：
[0046]
膨胀剂：80％；
[0047]
玄武岩纤维：5％；
[0048]
水化热抑制剂：5％；
[0049]
防水组分：10％；
[0050]
其中，膨胀剂中氧化钙比表面积为200m 2/kg，石膏为硬石膏和二水石膏，比表面积为300m 2/kg；玄武岩纤维直径15μm，长度15mm；防水组分为脂肪酸盐和烷氧基硅烷粉状憎水剂。
[0051]
制备方法:
[0052]
(1)选用优质石膏矿石和石灰石按照一定比例进行煅烧，煅烧温度控制在650℃-750℃，直到全部矿石分解完成停止煅烧。
[0053]
(2)将1所述煅烧粉进行研磨均匀，然后与玄武岩短切纤维、水化热抑制剂组分(全构型羟基羧酸酯有机组分)、防水组分等搅拌30分钟左右。
[0054]
实施例4：
[0055]
一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂，所述玄武岩纤维抗裂防水剂由膨胀剂、玄武岩纤维、水化热抑制剂、防水组分按照一定的质量百分比混合而成；
[0056]
所述玄武岩纤维抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为：
[0057]
膨胀剂：65％；
[0058]
玄武岩纤维：10％；
[0059]
水化热抑制剂：10％；
[0060]
防水组分：15％；
[0061]
其中，膨胀剂中氧化钙比表面积为240m 2/kg，石膏为二水石膏，比表面积为400m 2/kg；玄武岩纤维直径18μm，长度18mm；防水组分为脂肪酸盐粉状憎水剂。
[0062]
制备方法:
[0063]
(1)选用优质石膏矿石和石灰石按照一定比例进行煅烧，煅烧温度控制在650℃-750℃，直到全部矿石分解完成停止煅烧。
[0064]
(2)将1所述煅烧粉进行研磨均匀，然后与玄武岩短切纤维、水化热抑制剂组分(全构型羟基羧酸酯有机组分)、防水组分等搅拌30分钟左右。
[0065]
实施例5：
[0066]
一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂，所述玄武岩纤维抗裂防水剂由膨胀剂、玄武岩纤维、水化热抑制剂、防水组分按照一定的质量百分比混合而成；
[0067]
所述玄武岩纤维抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为：
[0068]
膨胀剂：70％；
[0069]
玄武岩纤维：8％；
[0070]
水化热抑制剂：8％；
[0071]
防水组分：14％；
[0072]
其中，膨胀剂中氧化钙比表面积为300m 2/kg，石膏为脱硫脱硝石膏，比表面积为450m 2/kg；玄武岩纤维直径15μm，长度18mm；防水组分为脂肪酸盐粉状憎水剂。
[0073]
制备方法:
[0074]
(1)选用优质石膏矿石和石灰石按照一定比例进行煅烧，煅烧温度控制在650℃-750℃，直到全部矿石分解完成停止煅烧。
[0075]
(2)将1所述煅烧粉进行研磨均匀，然后与玄武岩短切纤维、水化热抑制剂组分(全构型羟基羧酸酯有机组分)、防水组分等搅拌30分钟左右。
[0076]
实施例6：
[0077]
一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂，所述玄武岩纤维抗裂防水剂由膨胀剂、玄武岩纤维、水化热抑制剂、防水组分按照一定的质量百分比混合而成；
[0078]
所述玄武岩纤维抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为：
[0079]
膨胀剂：70％；
[0080]
玄武岩纤维：10％；
[0081]
水化热抑制剂：10％；
[0082]
防水组分：10％；
[0083]
其中，膨胀剂中氧化钙比表面积为200m 2/kg，石膏为脱硫脱硝石膏，比表面积为450m 2/kg；玄武岩纤维直径15μm，长度20mm；防水组分为烷氧基硅烷粉状憎水剂。
[0084]
制备方法:
[0085]
(1)选用优质石膏矿石和石灰石按照一定比例进行煅烧，煅烧温度控制在650℃-750℃，直到全部矿石分解完成停止煅烧。
[0086]
(2)将1所述煅烧粉进行研磨均匀，然后与玄武岩短切纤维、水化热抑制剂组分(全构型羟基羧酸酯有机组分)、防水组分等搅拌30分钟左右。
[0087]
对比例1：
[0088]
对比例1的组分配比及制备方法基本同实施例1，其区别在于，不加入玄武岩纤维做对比。
[0089]
所述抗裂防水剂包含的组分和各组分的质量分数为：
[0090]
膨胀剂：80％；
[0091]
水化热抑制剂：10％；
[0092]
防水组分：10％；
[0093]
其中，膨胀剂中氧化钙比表面积为320m 2/kg，石膏为硬石膏、二水石膏，比表面积为450m 2/kg；防水组分为脂肪酸盐粉状憎水剂。
[0094]
制备方法:
[0095]
(1)选用优质石膏矿石和石灰石按照一定比例进行煅烧，煅烧温度控制在650℃-750℃，直到全部矿石分解完成停止煅烧。
[0096]
(2)将1所述煅烧粉进行研磨均匀，然后与水化热抑制剂组分(全构型羟基羧酸酯有机组分)、防水组分等搅拌30分钟左右。
[0097]
以上实施例和对比例均参考以下标准中的方法对各个实施例中掺入玄武岩纤维抗裂防水剂的混凝土进行各项性能进测试:gb/t 50107-2010《混凝土强度检验评定准》；gb/t 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》。
[0098]
某场地工程c30混凝土配合比如下表1所示。试验采用p
·
032.5水泥，粉煤灰为i级灰，减水剂为高效聚羧酸类减水剂，玄武岩纤维抗裂防水剂的掺量为占混凝土中胶凝材料总量的5％。
[0099]
表1:混凝土配合比
[0100][0101]
空白例：本空白例的混凝土中不添加玄武岩纤维抗裂防水剂，使用上述方法进行测试性能。
[0102]
测试结果如下表所示。
[0103]
表2:混凝土强度和劈裂强度测试结果
[0104][0105]
表3:混凝土抗渗和抗冻测试结果
[0106]
实验项目开裂时间(min)裂缝面积(mm2)抗冻等级抗渗等级实施例1289157f300p12实施例2278148f200p10实施例3276168f250p12实施例4303193f200p10实施例5275178f200p10实施例6278186f200p10对比例1143310.6f100p8空白例125358.2f50p6
[0107]
由表2和表3结果可以看出，相对于对比例和空白例而言，本发明实施例的玄武岩纤维抗裂防水剂能够明显提高混凝土的抗压强度和抗折强度以及劈裂强度，推迟开裂时间并缩小裂缝面积，提高抗渗等级和抗冻等级，而从对比例和空白例可以看出，玄武岩纤维在混泥土中起到了关键作用，玄武岩纤维在混凝土中的分散性，使混凝土内部紧密粘固，限制塌凝土收缩开裂，同时配合适量膨胀剂能持续缓慢膨胀，补偿混凝土收缩，达到双重抗裂和防水的功能，有效地补偿由于混凝土水化过程中产生的收缩，阻碍裂缝的发展。大大提高了混凝土抗裂缝抗渗能力，增强混泥土本身的强度，从而提高混凝土的使用寿命。
[0108]
以上对本发明所提供的一种混凝土用玄武岩纤维抗裂防水剂及其制备方法进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。