CN101077830A - 混凝土抗冲耐磨剂组合物及其制备方法 - Google Patents

混凝土抗冲耐磨剂组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混凝土抗冲耐磨剂组合物及其制备方法。具体地，基于100重量份的该混凝土抗冲耐磨剂组合物，其包含35～80重量份的塑化剂、2.0～6.0重量份的三乙醇胺、和1.0～6.0重量份的氯化物。本发明的组合物可以为粉剂型或液体型。本发明的抗冲耐磨剂具有致密、微膨胀、减缩、减水、增塑、增强、早强、增粘、抗渗防水、抗冻抗碳化，显著改善新拌混凝土和易性的特性，提高混凝土抗冲耐磨能力，延长其使用寿命。

Description

混凝土抗冲耐磨剂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种组合物，特别涉及一种混凝土(砂浆)工程使用的抗冲耐磨剂组合物及其制备方法。
背景技术
在水工混凝土工程中的泄洪洞、泄洪道、导流洞、冲刷闸、公路路面、机场跑道、停机坪、机床、大型设备基础、工业厂房等混凝土工程，其使用寿命为普通混凝土的四分之一至六分之一，其主要原因是普通混凝土的材料组成中，水泥石密度差，粘结度低，当受到外力冲磨时，首先将混凝土的薄弱环节冲刷掉，然后导致混凝土整体破坏，混凝土的使用寿命显著缩短，为保证工程的正常运行，需投入大量的维修费用，同时影响工程的正常进度，造成极其严重的损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种解决混凝土抗冲耐磨工程中所存在的技术难题，能保证混凝土抗冲耐磨性能，还能提高混凝土的综合物理性能，延长使用寿命，降低生产成本和维修费用。同时使用本发明对环境无污染，对人畜安全、施工方便，成本低廉，保证工程质量，显著提高工程使用寿命的混凝土抗冲耐磨剂组合物，其制备方法简单易行。
因此，本发明的目的为提供一种混凝土抗冲耐磨剂组合物。
本发明的再一目的是提供上述组合物的制备方法。
根据本发明的技术方案，提供了一种混凝土抗冲耐磨剂组合物，基于100重量份的该混凝土抗冲耐磨剂组合物，其包含35～80重量份的塑化剂、2.0～6.0重量份的三乙醇胺、和1.0～6.0重量份的氯化物。
优选地，所述塑化剂为聚羧酸盐、对氨基磺酸盐、β萘系磺酸盐中的一种或其组合物，其是抗冲耐磨剂中的重要原料，具有超塑化，减水、密实、抗渗、抗冻、增强、抗磨功能。
优选地，所述的氯化合物为三氯化铁、三氯化铝中的一种或其组合物，其主要功能是致密、增强填充毛细孔道、抗渗、抗冻性能。
本发明的混凝土抗冲耐磨剂组合物可以为粉剂产品，并且，基于100重量份的该混凝土抗冲耐磨剂组合物，其包含35～45重量份的塑化剂、20～30重量份的硫酸铝盐、20～40重量份的氧化硅微粉、2.0～3.0重量份的三乙醇胺、和1.0～2.0重量份的氯化物。
在本发明中，三乙醇胺为含量99％的三乙醇胺，是抗冲耐磨剂的主要原料，具有抗磨损、增强、密实、增塑、早强作用。
优选地，所述的硫酸铝盐为纯度99～99.99％的硫酸铝、硫酸亚铁、硫铝酸钙超细粉末中的一种或其组合物，且所述的硫酸铝盐为≥500目的超细粉末。所述硫酸铝盐是抗冲耐磨剂的主要原料，具有微膨胀、密实、抗裂，减少混凝土收缩，抗渗、增强功能。
本发明的粉剂和液体产品只有成分的区别，其性能和使用目的相同；如液体产品中的固体原料为水溶性，固体产品中的固体原料部分为不溶于水，只与水泥中的成分产生化学反应。
优选地，所述氧化硅为细度3000目的无机纳米硅，其氧化硅含量达到99％以上，活性指数大于85％，主要作用是填充、密实、抗磨、增粘、增强、抗渗功能。
本发明的混凝土抗冲耐磨剂组合物可以为液体产品，并且，基于100重量份的该混凝土抗冲耐磨剂组合物，其包含60～80重量份的塑化剂、4.0～6.0重量份的三乙醇胺、4.0～6.0重量份的氯化物、和10～30重量份的水。
本发明提供了一种制备上述粉剂型的混凝土抗冲耐磨剂组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
1)将硫酸盐、氯化物分别碾磨过300目筛，然后与氧化硅微粉拌匀，再加入超塑化剂搅拌均匀，搅拌时间为5～10分钟；
2)在继续搅拌上述粉末物料的状况下，用带喷雾器嘴的容器中加入三乙醇胺，将其以雾状形式缓慢地喷入正在搅拌的物料中，然后再搅拌5～10分钟，即得混凝土抗冲耐磨剂成品。
此外，本发明提供了一种制备上述液体型的混凝土抗冲耐磨剂组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
1)将水倒入反应釜中，加热至60～80℃，将氯化合物徐徐加入，并搅拌直至完全溶解；
2)加入三乙醇胺，并搅拌，加入塑化剂(含固量为≥40％)搅拌5分钟后，降温至30～50℃，并恒温反应4～6小时后，冷却至常温，即得混凝土抗冲耐磨剂成品。
本发明的抗冲耐磨剂适用于：水电工程中的导流洞、泄洪道、冲刷闸、公路路面、机场跑道、机床及大型设备基础的厂房混凝土面层的易受冲刷、磨损的混凝土工程。
本发明的抗冲耐磨剂具有致密、微膨胀、减缩、减水、增塑、增强、早强、增粘、抗渗防水、抗冻抗碳化，显著改善新拌混凝土和易性的特性，提高混凝土抗冲耐磨能力，延长其使用寿命，减少一次性混凝土抗冲耐磨投资60～80％(使用本发明的专利抗冲耐磨混凝土成本每m3≤350元，硅微粉抗冲耐磨剂成本每m3≥480元，钢纤维抗冲耐磨剂混凝土成本每m3≥800元)。
具体实施方式
下文中，根据优选的实施列对本发明进行更详细的描述，然而以下的实施仅限对本发明的理解并且本发明并不限于此或受其限制。
实施例1
制备混凝土抗冲耐磨剂(固体产品)，要求混凝土致密性优良，抗折抗压强度较高，抗疲劳、抗磨损良好，该抗冲耐磨剂配比为(按重量比计算)：对氨基磺酸盐40％、硫酸铝25％、三乙醇胺2.0％、三氯化铁1.5％、氧化硅微粉3 1.5％。
实施例2
制备混凝土抗冲耐磨剂液体产品，其配比(按重量计算)：聚羧盐8 0％，三乙醇胺5％，三氯化铁5％，水10％。
实施例3
制备泵送混凝土耐磨剂粉体产品，除具有抗冲耐磨性能要求外，还应具备泵送功能，在砂率和胶凝材料较低的情况下不堵塞管道，其配比为(按重量百分比计算)：氨基磺酸盐30％，萘系磺酸盐15％，氧化硅2 1.5％，氯化亚铁1％，三乙醇胺2.0％，引气剂0.5％(粉体)，缓凝剂3.0％(粉体)，硫铝酸钙2 5％，纤维素(羟乙基)2.0％。
实施例4粉剂产品(以1000kg为例)
在搅拌机运转的情况下加超塑化剂氨基磺酸盐400kg、氧化硅微粉315kg，硫酸铝粉末250kg，三氯化铁粉末15kg拌合10min后喷入三乙醇胺20kg，继续拌合10min，即可包装为抗冲耐磨剂产品1000kg，规格型号为HF1粉状产品。
实施例5粉剂产品(以1000kg为例)
在搅拌机运转的情况下加超塑化剂氨基磺酸盐350kg、氧化硅微粉400kg，硫酸铝粉末200kg，三氯化铁粉末20kg拌合10min后喷入三乙醇胺30kg，继续拌合10min，即可包装为抗冲耐磨剂产品1000kg。
实施例6粉剂产品(以1000kg为例)
在搅拌机运转的情况下加超塑化剂氨基磺酸盐450kg、氧化硅微粉200kg，硫酸铝粉末300kg，三氯化铁粉末20kg拌合10min后喷入三乙醇胺30kg，继续拌合10min，即可包装为抗冲耐磨剂产品1000kg。
实施例7粉剂产品(以1000kg为例)
在搅拌机运转的情况下加超塑化剂氨基磺酸盐450kg、氧化硅微粉220kg，硫酸铝粉末300kg，三氯化铁粉末10kg拌合10min后喷入三乙醇胺20kg，继续拌合10min，即可包装为抗冲耐磨剂产品1000kg。
实施例8液体产品(以1000kg为例)
在反应釜中加入水100kg，升温至80℃，徐徐加入三氯化铁50kg，充分溶解后，加入三乙醇胺50kg和聚羧酸盐800kg，搅拌5min后降温至4 0℃，恒温反应6时后，即可包装为液体型抗冲耐磨剂1000kg成品，规格型号为HF2。
实施例9液体产品(以1000kg为例)
在反应釜中加入水120kg，升温至80℃，徐徐加入三氯化铁40kg，充分溶解后，加入三乙醇胺40kg和聚羧酸盐800kg，搅拌5min后降温至40℃，恒温反应6时后，即可包装为液体型抗冲耐磨剂1000kg成品。
实施例10液体产品(以1000kg为例)
在反应釜中加入水100kg，升温至80℃，徐徐加入三氯化铁60kg，充分溶解后，加入三乙醇胺40kg和聚羧酸盐800kg，搅拌5min后降温至40℃，恒温反应6时后，即可包装为液体型抗冲耐磨剂1000kg成品。
实施例11液体产品(以1000kg为例)
在反应釜中加入水100kg，升温至80℃，徐徐加入三氯化铁60kg，充分溶解后，加入三乙醇胺40kg和聚羧酸盐800kg，搅拌5min后降温至40℃，恒温反应6时后，即可包装为液体型抗冲耐磨剂1000kg成品。
实施例12液体产品(以1000kg为例)
在反应釜中加入水280kg，升温至80℃，徐徐加入三氯化铁60kg，充分溶解后，加入三乙醇胺60kg和聚羧酸盐600kg，搅拌5min后降温至40℃，恒温反应6时后，即可包装为液体型抗冲耐磨剂1000kg成品。
通过下图表试验说明，使用本发明混凝土抗冲耐磨剂的砼性能指标，符合Q/201805948.3-2006标准。
Figure A20061008062900101
  委托单位   四川巨星科技应用研究所   委托编号   JC/WJ2006-0026
  工程名称   -   检测日期   2005年11月19日
  产品名称   抗冲耐磨剂   报告日期   2006年1月21日
  生产厂家   四川巨星科技应用研究所   样品状态   粉剂
  规格型号   JX-HF1   掺量   2.5％(占水泥用   依据标准   Q/20180594-8.3-2006
  检测结果
  试验项目   性能指标   实测值   单项判定
  含水量％≤   3.0   1.2   合格
  细度(0.315mm筛筛余)％≤   10   3.5   合格
  氯离子含量％≤   0.1   0.01   合格
  减水率％≥   15   21.5   合格
  泌水率比％≤   80   23   合格
  含气量％   2～4   2.5   合格
凝结时间差min   初凝 -60～+60 +1h28min   合格
  终凝   合格
  磨耗量kg/m2≤   3.5   2.5   合格
  耐磨度比％≥   300   310   合格
  表面强度(压痕直径)mm≤   4.0   2.5   合格
  抗压强度比％≥   3d   140   165   合格
  7d   130   150   合格
  28d   120   135   合格
  48h吸水量比％≤   60   25   合格
  渗透高度比％≤   30   8   合格
  28d收缩率比％≤   130   108   合格
  对钢筋的锈蚀作用   对钢筋无锈蚀   合格
  备注   该产品依据Q/20180594-8.3-2006标准所检项目达合格品标准。
  耐磨度比％   300   250   230
  表面强度(压痕ф)mm 2.5 3.1 3.5
  渗透高度比％   8.0   25   35
以上监测结果表明：普通混凝土的抗冲耐磨性能很差，使用年限为2～3年；钢纤维混凝土抗冲耐磨性能显著提高，但生产成本提高一倍多，而且施工性能差；硅粉混凝土抗冲耐磨性能也明显改善，但成本也高出40％以上，综合性能不好；HF型抗冲耐磨混凝土综合性能好，性价比优，耐久性能居首位，生产成本最低，仅高于普通混凝土，所以HF抗冲耐磨剂完全能满足混凝土抗冲磨性能要求，而且多种性能较好，有利于实施新工艺，不需添加其他外加剂，耐久年限超过其他耐磨混凝土。

Claims (10)

1、一种混凝土抗冲耐磨剂组合物，基于100重量份的该混凝土抗冲耐磨剂组合物，其包含35～80重量份的塑化剂、2.0～6.0重量份的三乙醇胺、和1.0～6.0重量份的氯化物。
2、如权利要求1所述的混凝土抗冲耐磨剂组合物，其特征在于，基于100重量份的该混凝土抗冲耐磨剂组合物，其包含35～45重量份的塑化剂、20～30重量份的硫酸铝盐、20～40重量份的氧化硅微粉、2.0～3.0重量份的三乙醇胺、和1.0～2.0重量份的氯化物，以制备为粉剂产品。
3、如权利要求2所述的混凝土抗冲耐磨剂组合物，其特征在于，所述的硫酸铝盐为纯度99～99.99％的硫酸铝、硫酸亚铁、硫铝酸钙超细粉末中的一种或其组合物。
4、如权利要求2或3所述的混凝土抗冲耐磨剂组合物，其特征在于，所述的硫酸铝盐为≥500目的超细粉末。
5、按照权利要求2所述的混凝土抗冲耐磨剂组合物，其特征在于，所述的氧化硅微粉为3000目的二氧化硅纳米硅。
6、如权利要求1所述的混凝土抗冲耐磨剂组合物，其特征在于，基于100重量份的该混凝土抗冲耐磨剂组合物，其包含60～80重量份的塑化剂、4.0～6.0重量份的三乙醇胺、4.0～6.0重量份的氯化物、和10～30重量份的水，以制备为液体产品。
7、如权利要求1、2或6所述的混凝土抗冲耐磨剂组合物，其特征在于，所述塑化剂为聚羧酸盐、对氨基磺酸盐、β萘系磺酸盐中的一种或其组合物。
8、如权利要求1、2或6所述的混凝土抗冲耐磨剂组合物，其特征在于，所述的氯化合物为三氯化铁、三氯化铝中的一种或其组合物。
9、一种制备权利要求2的混凝土抗冲耐磨剂组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)将硫酸盐、氯化物分别碾磨过300目筛，然后与氧化硅微粉拌匀，再加入超塑化剂搅拌均匀，搅拌时间为5～10分钟；
2)在继续搅拌上述粉末物料的状况下，用带喷雾器嘴的容器中加入三乙醇胺，将其以雾状形式缓慢地喷入正在搅拌的物料中，然后再搅拌5～10分钟，即得混凝土抗冲耐磨剂成品。
10、一种制备权利要求6的混凝土抗冲耐磨剂组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)将水倒入反应釜中，加热至60～80℃，将氯化合物徐徐加入，并搅拌直至完全溶解；
2)加入三乙醇胺，并搅拌，加入塑化剂搅拌5分钟后，降温至30～50℃，并恒温反应4～6小时后，冷却至常温，即得混凝土抗冲耐磨剂成品。
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