一种提高海工混凝土抗渗、抗裂性能的外加剂的制作方法_2

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[00%] (3)纳米二氧化娃:纳米二氧化娃可W填充在混凝±的连通的毛细孔网络中阻断 侵蚀性离子的传输,同时可W其吸附在骨料表面改善混凝±的界面过渡区,其二次水化反 应可W消耗浆体中的化(0H)2晶体,同时生成化/Si较低的C-S-H凝胶,提升混凝±的强度及 耐久性能。
[0029] (4)超分散减缩型减水剂:通过现代分子剪裁技术,向聚簇酸减水剂中引入具有减 缩作用的二乙二醇单下酸类基团,制备减缩增初型减水剂,可W降低混凝上孔溶液表面张 力,减小由于孔溶液水分散失而造成的附加压应力,因此该减水剂在改善工作性能的同时 可W降低混凝±的收缩。
[0030] (5)微米级改性脱脂棉纤维素:微米级的改性脱脂棉纤维素的表面亲水和超强吸 附特性使C-S-H凝胶依附在其表面生长,交叉分布的纤维诱导C-S-H凝胶交联融生,将孤立 的C-S-H凝胶簇连接在一起,形成结构均匀的连续凝胶相;微米级的改性脱脂棉纤维素的自 持水特性对水泥矿物水化起内养护作用,使C-S-H凝胶相体积和交联融生概率增大;纤维状 物态可在胶凝浆体中形成空间网络结构,传递和分散胶凝浆体微结构形成过程中因各组分 水化特性的差异而引起的不均匀内应力,提高混凝±抗裂性能且可提高混凝±拌合物的粘 聚性、减少混凝±离析泌水,改善其工作性能。
[0031] (6)本发明利用硬脂酸锭乳液可在混凝±中形成不溶性巧皂的薄络合吸附层及3, 4,9,10-巧四甲酸酢(PAT)颗粒可沉积在凝胶孔中,提高混凝±(海工混凝±等)的抗渗性能 及工作性能。但由于硬脂酸锭乳液中的长碳链憎水基团,影响胶凝浆体早期水化,会导致混 凝±早期强度略有降低;而纳米二氧化娃水分散液可改善混凝±界面过渡区,同时生成化/ Si较低的C-S-H凝胶,有效弥补因硬脂酸锭乳液导致混凝±早期强度不足的问题,提高混凝 上力学性能。纳米二氧化娃易导致混凝上后期收缩增大,通过渗入超分散减缩型减水剂促 进胶凝浆体水化,可减少混凝±后期收缩。微米级改性脱脂棉纤维素可诱导C-S-H凝胶交联 融生,将孤立的C-S-H凝胶簇连接在一起,形成结构均匀的连续凝胶相,进一步提高混凝± 抗裂性能。本发明利用各组分之间良好的相容性及其协同效应,可显著提高混凝±材料的 抗渗、抗裂性能。
[0032] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0033] (1)通过向混凝±中引入硬脂酸锭乳液可降低混凝±毛细孔表面张力并形成不溶 性巧皂的薄络合吸附层,使混凝±构件具有一定的憎水能力,提高混凝±的抗渗性能。
[0034] (2)3,4,9,10-巧四甲酸酢(PAT)颗粒可沉积在水泥浆体的凝胶孔中,改善混凝± 的孔结构,提高混凝±的抗渗性,且可提高C-S-H凝胶稳定性,增加水泥颗粒分散度。
[0035] (3)渗加纳米二氧化娃水分散液可W细化混凝±毛细孔,切断侵蚀性离子传输通 道,同时改善混凝±界面过渡区,提高混凝±强度W及耐久性能。
[0036] (4)超分散减缩型减水剂可W改善工作性能,且可降低混凝±的后期收缩,提升混 凝±的体积稳定性。
[0037] (5)微米级改性脱脂棉纤维素可将孤立的C-S-H凝胶簇连接在一起,对水泥矿物水 化起内养护作用,细化水泥水化浆体孔结构,可提高混凝±抗裂性能。
[0038] (6)硬脂酸锭乳液、3,4,9,10-巧四甲酸酢(PAT)、纳米二氧化娃水分散液、超分散 减缩型减水剂、微米级改性脱脂棉纤维素各组份相容性良好,可充分发挥其配伍作用,可提 高混凝±材料抗渗及抗裂性能。
[0039] (7)本发明通过将硬脂酸锭乳液、3,4,9,10-巧四甲酸酢、纳米二氧化娃分散液、超 分散减缩型减水剂、微米级改性脱脂棉纤维素和水按比例进行配制,利用各组分之间良好 的相容性及其协同效应,可显著提高混凝±材料的抗渗、抗裂性能,所得外加剂不含亚硝酸 盐、络酸盐等对人体有害的物质,无氯、环境友好,可大幅度提升服役于海洋环境中混凝± 的耐久性能。
【具体实施方式】
[0040] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,W下结合实施例,对本发明 进行进一步详细说明。应当理解此处所描述的具体实施例仅用W解释本发明,不用于限定 本发明。
[0041] W下实例中,所述微米级改性脱脂棉纤维素由脱脂棉经质量浓度为40~45%的硫 酸溶液催化处理地后,进行抽滤烘干而成,其直径为15~30nm,平均长度为150~250nm。
[0042] 所述水泥采用P . 042.5普通娃酸盐水泥,比表面积为320m^kg;粉煤灰采用F类II 级粉煤灰;矿粉采用S95级矿粉,勃氏表面积450mVkg;砂采用河砂,细度模数2.81,含泥量 0.4% ;石采用5-20mm连续级配碎石,压碎值8.9% ;减水剂采用上海S瑞化学有限公司 VIVID-SOO(C)型高效减水剂,固含量为30%,减水率为27% ;水采用普通自来水。
[0043] 实施例1
[0044] -种提高海工混凝±抗渗、抗裂性能的外加剂,各原料所占质量百分比为:硬脂酸 锭乳液60%,3,4,9,10-巧四甲酸酢3%,纳米二氧化娃分散液4% (质量浓度为20%),超分 散减缩型减水剂10%,微米级改性脱脂棉纤维素4%,水19%。
[0045] 本实施例中,所述硬脂酸锭乳液的制备方法包括W下步骤:1)将水加热至60°C,将 无水碳酸钢、氨氧化钟溶于水中,并保持恒溫,得混合液I ;2)将硬脂酸置于=口烧瓶中,在 58°C下加热融化,并升溫至65°C后保持恒溫,得硬脂酸溶液;3)将乳化剂脂肪酸甲醋乙氧基 化物均匀溶解于混合液I中,然后缓慢加入硬脂酸溶液中,在58°C下进行皂化反应,并在 650化/min的速度下揽拌8min;4)冷却至25°C,加入氨水揽拌均匀,得所述硬脂酸锭乳液,其 中各原料所占体积百分比为:水90%,硬脂酸5%,氨水3.5%,无水碳酸钢0.2%,氨氧化钟 0.8%,乳化剂0.5%。
[0046] 所述超分散减缩型减水剂的制备方法包括W下步骤:
[0047] 1) W甲基締丙醇、氨水和环氧丙烷为原料,甲基締丙醇钢或甲基締丙醇钟为催化 剂,在压力为〇.3MPa、溫度为130°C的条件下反应化,制得甲基締丙醇聚氧丙締酸与S异丙 醇胺的混合物,其中甲基締丙醇、氨水和环氧丙烷的摩尔比为1:0.5:27,催化剂的添加量为 甲基締丙醇质量的0.50 %;
[0048] 2) W步骤1)制得的甲基締丙醇聚氧丙締酸与=异丙醇胺的混合物、丙締酸横酸 钢、甲基丙締酸醋和水为原料,加入带有回流冷凝器、溫度计和滴液漏斗的=口烧瓶中,加 热升溫至85°C,并在2.化内匀速滴加丙締酸和过硫酸锭溶液,保溫反应1.化,然后停止加 热,降溫至45 °C加入化0田容液将溶液抑值调节至8,揽拌25min,放料得超分散保巧型聚簇酸 减水剂A;该步骤中各原料所占质量百分比为:甲基締丙醇聚氧丙締酸与=异丙醇胺的混合 物87%、丙締酸横酸钢3%、甲基丙締酸醋8%、水2%;过硫酸锭溶液中过硫酸锭的质量为甲 基丙締酸醋质量的2.0%,丙締酸为甲基丙締酸醋摩尔量的3.75;
[0049] 3) W甲基丙締酸、聚丙二醇单甲酸为原料,甲苯横酸为催化剂、对苯二酪为阻聚 剂,在70°C的溫度下,反应化,得具有超分散减水功能的甲基丙締酸聚丙二醇单甲酸单体, 其中甲基丙締酸和聚丙二醇单甲酸的摩尔比为1.20:1,催化剂和阻聚剂的添加量分别为甲 基丙締酸和聚丙二醇单甲酸总质量的1.5%和0.5%;将二丙二醇单下酸和马来酸酢Wl.5: 1的摩尔比,在130°C下反应3.化,缩合成具有减缩功能的缩二乙二醇二丙二醇单下酸单体;
[0050] 4)按W下质量配比:甲基丙締酸聚丙二醇单甲酸单体80%、缩二乙二醇二丙二醇 单下酸单体4%、甲基丙締酸9%、二甲胺基乙醇4%、甲基丙締横酸钢3% ;将步骤3)中制备 的甲基丙締酸聚丙二醇单甲酸单体和缩二乙二醇二丙二醇单下酸单体升溫到l〇〇°C后滴加 甲基丙締酸、二甲胺基乙醇和甲基丙締横酸钢进行反应,保溫反应化后加入化OH溶液调节 PH至中性,得到减缩型聚簇酸减水剂B;
[0051] 5)按W下质量配比:超分散保巧型聚簇酸减水剂A 60%、减缩型聚簇酸减水剂B 38%、葡萄糖酸钢2%,将步骤2)制备的超分散保巧型聚簇酸减水剂A、步骤4)制备的减缩型 聚簇酸减水剂B和葡萄糖酸钢进行复配,得所述的超分散减缩型减水剂。
[0052] 应用例1
[0053] 将本实施例制备的提高海工混凝±抗渗、抗裂性能的外加剂应用于制备C30混凝 ±,其原料配合比及性能测试结果分别见表1和表2。
[0化4]表1混凝±配合比化g/m3)
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[0化引实施例2
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