CN101445337A - 混凝土引气剂 - Google Patents

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李一勇
丁志军
李增军
孙俊丰
李青
苗爱英
樊海辉
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No 1 Engineering Co Ltd of CCCC First Harbor Engineering Co Ltd
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract

本发明公开了一种混凝土引气剂，包括松香、石炭酸、硫酸原料按比例投入反应釜中，经加热搅拌一定时间，停止加热，再搅拌将氢氧化钠溶液按比例加入，继续加热搅拌一定时间，即可制得松香热聚物引气剂本产品。本发明具有良好的引气性能与气泡稳定性能，尤其适用有抗冻耐久性要求高的混凝土结构中，如水工、港工及道桥等重要工程；适用于北方撤除冰盐的混凝土公路、桥梁；适用于对施工和易性要求高的混凝土工程。

Description

混凝土引气剂
技术领域
本发明涉及一种混凝土引气剂，能有效提高混凝土的耐久性能。
背景技术
混凝土引气剂是最古老的外加剂之一，四十年代开始应用于混凝土抗冻工程中。引气剂在混凝土中的应用在国外已得到许多国家的公认。在国外，尤其是日本，几乎大部分混凝土，包括高强高性能混凝土(HPC)都要掺用引气剂、引气减水剂，而将不用引气剂或只掺用其他外加剂的混凝土定为特殊混凝土。在日本规范中规定，混凝土中必须掺入引气剂(AE剂)或引气减水剂(AE减水剂)。美国北部地区和加拿大所有露天使用的混凝土规定要掺用引气剂，主要是考虑改善混凝土耐久性。我国五十年代开始开发引气剂，用于提高水工混凝土的抗冻性。目前，我国只有在水工和港工混凝土设计规程中有明确的掺引气剂要求。然而，随着混凝土技术发展的需要，特别是引进国外施工设备和国外工程公司进入我国施工市场，引气剂也开始在其它场合使用。例如，在上海高层建筑物有泵送要求的混凝土中，广泛使用了引气剂。在秦山核电站二期工程中，外方也要求在混凝土中必须掺引气剂。我国黄士元教授也一再撰写论文呼吁引气剂的使用，这说明引气剂确是改善混凝土耐久性的优良外加剂。
引气剂在我国的混凝土工程中使用并不普遍，掺引气剂的混凝土仅占混凝土总量的百分之几。究其原因，除了担心引气剂降低混凝土的强度外，缺少更多性能优异、价格适宜的引气剂可供选择及由于引气剂使用不当致使效果不显著，对提高混凝土的抗渗性、耐久性重视不足，也是主要因素。
发明内容
鉴于上述技术的现状，本发明的目的是提供一种混凝土引气剂，其具有利用引气剂阴离子表面活性剂，在水-气界面上，憎水基向空气一面定向吸附，在水泥-水界面上，水泥或其水化粒子与亲水基相吸附，憎水基背离水泥及其水化粒子，形成憎水化吸附层，并力图靠近空气表面，由于这种粒子向空气表面靠近和引气剂分子在空气-水界面上的吸附作用，显著降低水的表面张力，使混凝土在拌和过程中产生大量的微气泡，因气泡有带相同电荷的定向吸附层，所以相互排斥并能均匀分布；同时，引气剂在含钙量高的水泥水溶液中有钙盐沉淀，吸附在气泡膜上，能有效地防止气泡破灭，引入的细小均匀的气泡能在一定时间内稳定存在，混凝土硬化后，引入的小气泡切断毛细管的通路，降低毛细管作用从而提高混凝土的抗渗性及抗冻性。
本发明的另一个目的是提供了该混凝土引气剂的生产方法。
为实现上述目的，本发明的混凝土引气剂选取下述重量配比的原料制成：(用量为重量份)
松香60-70份、石碳酸28-39份、硫酸1-2份、氢氧化钠0.5-4份。
根据本发明的技术方案，其重量配比是：松香62-68份，石炭酸31-36份，硫酸1-2份。
根据本发明的技术方案，其重量配比是：松香66份，石炭酸33份，硫酸1份。
用于上述原料制成混凝土引气剂的生产方法是：
按上述选取原料，将粉碎成0.6mm的松香粉、石炭酸和硫酸按比例投入反应釜中搅拌，温度控制在70～80℃，加热5～6h；然后停止加热，将氢氧化钠溶液按比例加入，继续加热2h，温度控制接近而不超过100℃；然后停止加热，并静置片刻，趁热倒入贮器中制成的胶状松香热聚物成品。
根据本发明的技术方案，按氢氧化钠：引气剂：热水70～80℃＝1：5：150配比的引气剂溶液与混凝土拌合应用。
在本发明中，所涉及的石炭酸，硫酸，氢氧化钠均是外购的工业品原料。
总之，本发明的混凝土引气剂的松香热聚物，是属阴离子表面活性剂，在水-气界面上，憎水基向空气一面定向吸附，在水泥-水界面上，水泥或其水化粒子与亲水基相吸附，憎水基背离水泥及其水化粒子，形成憎水化吸附层，并力图靠近空气表面，由于这种粒子向空气表面靠近和引气剂分子在空气—水界面上的吸附作用，显著降低水的表面张力，使混凝土在拌和过程中产生大量的微气泡，这些气泡有带相同电荷的定向吸附层，所以相互排斥并能均匀分布；另外，引气剂在含钙量高的水泥水溶液中有钙盐沉淀，吸附在气泡膜上，能有效地防止气泡破灭，引入的细小均匀的气泡能在一定时间内稳定存在。引气剂主要作用首先是引入气泡，其次是分散和润湿作用。此外，通过引气剂引入的小气泡切断毛细管的通路，降低毛细管作用，从而提高混凝土的抗渗性。这些微气孔在冰冻过程中能释放毛细管内的冰晶膨胀压力，从而避免生成破坏压力，减少和防止冻融的破坏作用，提高混凝土的抗冻性。
为充分说明本发明的特性，见下表：
本产品可达到GB8076-1997中引气剂一等品品质要求。
 
减水率，％ 8.0
泌水率比，％ 40
含气量，％ 5.5
抗压强度比，％ 3d:98；7d，100；28d:94
相对耐久性指标，％200次 85
含固量，％ 96
泡沫度，％ 25
松香热聚物的适用范围：
1.用于对混凝土耐久性(特别是抗冻耐久性)要求高的混凝土结构中，如水工、港工及道桥等重要工程；
2.北方撒除冰盐的混凝土公路、桥梁；
3.对施工和易性要求高的混凝土工程；
4.因其具有极强的水溶性，与其他外加剂具有很强的复合性能，所以是配制泵送剂等其它复合外加剂的重要组成部分。
具体实施方式
实施例1
选取松香粉70g，石炭酸35g，硫酸0.03ml，氢氧化钠0.03g配制100g成品；按上述松香粉、石炭酸和硫酸的比例投入反应釜中搅拌，温度控制在70～80℃，加热5～6h；然后停止加热，将氢氧化钠溶液按比例加入，继续加热2h，温度控制接近而不超过100℃；然后停止加热，并静置片刻，趁热倒入贮器中制成的胶状松香热聚物成品应存放在阴凉处。
实施例2
选取松香粉70g，石炭酸35g，硫酸0.5ml，氢氧化钠2g配制100g成品；按上述松香粉、石炭酸和硫酸按比例投入反应釜中搅拌，温度控制在70～80℃，加热5～6h；然后停止加热，将氢氧化钠溶液按比例加入，继续加热2h，温度控制接近而不超过100℃；然后停止加热，并静置片刻，趁热倒入贮器中制成的胶状松香热聚物成品。
实施例3
选取松香粉70g，石炭酸35g，硫酸1ml，氢氧化钠4g配制100g成品；按上述松香粉、石炭酸和硫酸按比例投入反应釜中搅拌，温度控制在70～80℃，加热5～6h；然后停止加热，将氢氧化钠溶液按比例加入，继续加热2h，温度控制接近而不超过100℃；然后停止加热，并静置片刻，趁热倒入贮器中制成的胶状松香热聚物成品。
将上述成品存放在阴凉处冷却后包装。
使用方法：按氢氧化钠：引气剂：热水70～80℃＝1：5：150配比的引气剂溶液与混凝土拌合。

Claims (5)

1、一种混凝土引气剂，其特征是，包括下述重量配比的原料制成：用量为重量份
松香60-70份、石碳酸28-39份、硫酸1-2份、氢氧化钠0.5-4份。
2、根据权利要求1所述的混凝土引气剂，其特征是，其中各原料的重量配比是：松香62-68份，石炭酸31-36份，硫酸1-2份。
3、根据权利要求1所述的混凝土引气剂，其特征是，其中各原料的重量配比是：松香66份，石炭酸33份，硫酸1份。
4、用于权利要求1、2或3混凝土引气剂的生产方法是，其特征是，
选取原料松香粉、石炭酸和硫酸，将粉碎成0.6mm的松香粉、按比例投入反应釜中搅拌，温度控制在70～80℃，加热5～6h；然后停止加热，将氢氧化钠溶液按比例加入，继续加热2h，温度控制接近而不超过100℃；然后停止加热，并静置片刻，趁热倒入贮器中制成的胶状松香热聚物成品。
5、根据权利要求1所述的混凝土引气剂的应用，其特征是，按氢氧化钠：引气剂：热水70～80℃＝1：5：150配比的引气剂溶液与混凝土拌合。
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