CN101905957A - 混凝土体积稳定抗裂剂 - Google Patents

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Abstract

一种混凝土体积稳定抗裂剂，它的重量组份由8～13份的无水硫酸铝，30～50份的硬石膏，25～35份的硫铝酸盐熟料，10～15份的氧化镁,共同粉磨至比表面积为200～300m2/kg再加入0.5份以上的羧甲基纤维素制成的混凝土外加剂。在制备混凝土时，掺入6～8％，可使混凝土各龄期体积保持稳定，提高了混凝土的抗裂防渗性能，大大增强构造物的耐久性。

Description

混凝土体积稳定抗裂剂
所属领域
本发明所涉及的是一种混凝土体积稳定剂。
背景技术
混凝土结构渗漏是当前建筑工程存在的主要质量问题，并且是难以治理的顽症，因为混凝土自身存在很多缺陷，如干缩、冷缩、抗拉强度低及耐久性差等，因此，改善混凝土自身体积稳定和内部结构性能就成为提高混凝土耐久性的关键技术。
在各种不同的裂缝控制方法中，利用膨胀剂类型抗裂剂配制的补偿收缩混凝土来控制混凝土裂缝的方法，在近二十年来得到了迅速的发展，现已成为当今地下室抗裂防水设计时采用的最主要方法。抗裂剂的机理是利用钢筋约束下产生的限制膨胀来补偿混凝土的收缩变形，以抵消混凝土结构在收缩过程中产生的全部或大部分的拉应力，从而避免裂缝或者将裂缝控制在无害裂缝范围内。
为解决上述问题，目前有一种三膨胀源混凝土抗裂剂发明专利的产品(专利号：ZL200710035667.5)，虽然具有早期、中期和后期膨胀，但砼各龄期的膨胀率和该龄期的收缩率仍不太协调，早、中期膨胀率较高而后期膨胀率较小，造成前期膨胀能浪费而后期膨胀率不足，对混凝土保持体积稳定性不利。
再者，使混凝土产生膨胀，在理论上并不是理想的选择。较大的膨胀量会造成水泥安定性不良，从而影响到混凝土结构的安全性。最为科学的方案是恰好能够补偿混凝土在各个阶段的收缩，并不一定要引起膨胀，这样既可避免混凝土产生开裂，更为重要的是可以维持混凝土的体积安定性。而混凝土良好的体积稳定性，已成为现代高性能混凝土的重要性能之一，正越来越受到混凝土学术界和建筑界的重视。
发明内容
本发明的目的就是在以上研究基础上针对上述不足而改进研制的一种混凝土体积稳定抗裂剂，使其在使用时可根据混凝土各龄期收缩不同而恰当好处提供补偿，从而维持混凝土自始至终的体积稳定性，避免混凝土裂缝的产生。本发明的发明重点在于它按重量组份8～13份的无水硫酸铝，30～50份的硬石膏，25～35份的硫铝酸盐熟料，10～15份的氧化镁，共同粉磨至比表面积为200～300m2/Kg再加入0.5～1份的羧甲基纤维素制成。其作用机理为硫酸铝起混凝土早期收缩补偿的作用，由于其可以比锻烧石灰石水化速度较快，在早期能产生较高的膨胀，以补偿混凝土早期产生的更大的收缩，维持混凝土早期的体积稳定；硫铝酸盐熟料和硬石膏主要起混凝土中期收缩补偿的作用，可以补偿混凝土中期产生的较大的收缩，维持混凝土中期的体积稳定；镁质熟料由于发生水化反应或与水泥水化产物起二次反应的速度比较缓慢，主要用以补偿混凝土后期产生的一定的收缩，维持混凝土的长期的体积稳定性；而锻烧后的煤矸石组分的活性指数仍然较低，对维持混凝土的体积稳定性没有什么贡献，所以本发明中予以取消。本发明中所用的无水硫酸铝中含AL2O3量大于29％；硬石膏中含SO3量大于50％；硫铝酸盐熟料中含AL2O3量大于35％，含CaO量大于33％，含SO3量大于9％；氧化镁的纯度大于95％。
下面是发明的一个具体实例
按重量组份称取10-份的无水硫酸铝、46-份的硬石膏、30-份的硫铝酸盐熟料和13.5-份的氧化镁，共同粉磨至比表面积为200～300m2/Kg，再加入0.5-份的羧甲基纤维素可制成混凝土体积稳定抗裂剂。
使用时按胶凝材料重量比例的6～8％直接掺入混凝土中，经过参与水化反应能使混凝土产生适度的早期、中期和后期膨胀，有效补偿混凝土各龄期的干缩和冷缩，以维持各龄期的体积稳定，大大提高了混凝土的抗裂能力；同时水化形成的大量矿相具有填充毛细孔缝的作用使毛细孔变细、减小，增加了密实性，而且高分子纤维素组份除可直接填充于混凝土内部的毛细孔缝之中，还可以提高混凝土内部各种材料的内聚力，使混凝土结构更加致密，减少混凝土的收缩，从而可显著提高混凝土的抗渗标号和防水能力，抗裂和抗渗能力的提高保证了结构物的耐久性。
混凝土体积稳定抗裂剂的作用机理如下：
(1)、3C3A+AL2(SO4)3+38H2O→C3A·3CaSO4·32H2O+2(AL2O3·3H2O)
(2)、AL2O3·3H2O+6Ca(OH)2+6CaSO4+55H2O→2(C3A·3CaSO4·32H2O)
(3)、C4A3S+8CaSO4+6Ca(OH)2+90H2O→3(C3A·3CaSO4·32H2O)
(4)、MgO+H2O→MH晶体
从上述水化反应方程式可知，混凝土体积稳定抗裂剂具有砼早期、中期和后期的收缩补偿机理，可以维持砼自始至终的体积稳定，这样在砼的内部就不会存在收缩应力或者产生的收缩应力会远小于砼在该阶段的抗拉能力，从而从根本上避免砼的开裂，最重要的是提高了砼的体积稳定性。

Claims (2)

1.一种混凝土体积稳定抗裂剂，它是由无水硫酸铝、硬石膏、硫铝酸盐熟料、氧化镁和羧甲基纤维素原料配制加工制成，其特征在于它的原料配制重量组份为8～13份的无水硫酸铝，30～50份的硬石膏，25～35份的硫铝酸盐熟料，10～15份的氧化镁及0.5～1份以上的羧甲基纤维素。
2.根据权利要求书1所述的混凝土体积稳定抗裂剂掺量为6～8％，其特征在于占混凝土中胶凝材料总重量的百分比。
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