CN102060458B - 一种抗扰动混凝土外加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，包括膨胀剂、调凝剂、早强剂、特种矿物掺合料、纤维和石英砂，各组分质量百分比为：膨胀剂11～25%，调凝剂0～0.5%，早强剂3～7%，纤维1～3%，特种矿物掺合料15～60%，石英砂5～70%。在混凝土中掺入一定量的本发明研制的抗扰动混凝土外加剂，可提高混凝土的高抗交通扰动、合理的初凝终凝时间差、高早期强度、高抗裂性、高粘结性能、高耐久性等性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型抗交通扰动混凝土外加剂及其制备方法，属于交通工程修补技术领域。
背景技术
我国幅员辽阔，基础设施工程巨大，尤其高速公路、桥梁、隧道等，均使用混凝土材料。随着经济的快速发展，各地交通流量也在不断地增加。早期建设的高速公路、高等级公路或桥梁在交通负荷、环境侵蚀等因素下，其已经无法满足现在交通的要求，迫切需要加固和改造。如何在交通不中断或对交通影响较小条件下对其进行混凝土桥梁进行加固、修补是目前交通工程中迫切需要解决的难题之一。
在我国，尤其云南、贵州等地区交通道路上，在役桥梁由于交通运输量及汽车载重量吨位的增加，桥梁病害日趋严重，工程养护部门需要及时养护与加固。但由于交通量较大，封闭交通会增加车辆绕行距离，社会影响较大，有时候根本不允许封闭交通。西部地区的交通条件使得我们更不能中断交通去对桥梁加固。因此，研究一种在交通不中断的情况下，新型的抗交通扰动混凝土材料对混凝土路面、桥面进行加固、修补具有重要的意义。抗扰动混凝土是为适应现代交通技术发展需求而研制的一种新型的混凝土。
配制抗扰动混凝土的关键技术之一是研制高性能的抗扰动混凝土外加剂，使得配制出的抗扰动混凝土具有高抗交通扰动、合理的初凝终凝时间差、高早期强度、高抗裂性、高流动性能、高粘结性能、高耐久性等性能。本发明从抗扰动混凝土的基本功能要求入手，其主要根据交通车辆运行引起的扰动模式及其机理出发，研制出一种新型的抗扰动混凝土外加剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能交通修补混凝土工程用抗扰动混凝土外加剂，以实现混凝土修补过程中减少交通通行扰动对混凝土性能的影响。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，包括膨胀剂、调凝剂、早强剂、特种矿物掺合料、纤维和石英砂，各组分质量百分比为：
膨胀剂 11～25％
调凝剂 0～0.5％；优选为0.1～0.5％
早强剂 3～7％
纤维 1～3％
特种矿物掺合料 15～60％
石英砂 5～70％。
较佳的，各组分的质量百分比为：
膨胀剂 11～20％
调凝剂 0.1～0.3％
早强剂 3～5％
纤维 1～2％
特种矿物掺合料 15～50％
石英砂 20～60％。
所述膨胀剂选自硫铝酸钙膨胀剂、氧化镁膨胀剂、石灰系膨胀剂或复合膨胀剂，优选复合膨胀剂或硫铝酸钙膨胀剂。所述复合膨胀剂为氧化镁与石灰系复合膨胀剂。
所述调凝剂为乙烯多胺烷基膦酸或乙烯多胺烷基膦酸盐。
所述乙烯多胺烷基膦酸或乙烯多胺烷基膦酸盐的结构通式如下：
式中：
A、B分别为氢离子或钠离子；
n和m均为大于等于0的整数，优选为0-1000的整数。
优选的，所述乙烯多胺烷基膦酸为乙烯二胺-四甲基膦酸，其分子结构式如下：
所述早强剂选自硫酸钠、甲酸钙或硝酸钙；优选为甲酸钙或硝酸钙。
所述纤维选自聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酯纤维、纤维素纤维或尼龙纤维中的一种或两种的复合。较佳的，所述纤维的单丝长度不超过12mm；可以是单丝长度均一(如6mm)的纤维，也可以是不同单丝长度的混杂纤维。
所述特种矿物掺合料可选用磨细矿渣粉、粉煤灰或硅灰；磨细矿渣粉应是S95级等级或以上，比表面积应大于4000cm2/g；硅灰可以是凝聚态硅灰或普通硅灰，比表面积应大于19000cm2/g；超细粉煤灰选用I级粉煤灰，并进行粉磨加工，使其比表面积应大于7000cm2/g。优选硅灰。
所述石英砂的粒径为70-100目。
本发明进一步公开了上述抗扰动混凝土外加剂的制备方法，包括如下步骤：按所述组分的质量百分比，将各原料加入搅拌机中，其中调凝剂最后加入，混合均匀得到抗扰动混凝土外加剂。
应用时，将本发明的抗扰动混凝土外加剂按规定的掺量掺入混凝土中即可。
本发明研制的抗扰动混凝土外加剂主要由早强剂、调凝剂、复合颗粒匹配矿物相、抗裂、微膨胀组分等多种组分组成。掺入一定量的抗扰动混凝土外加剂的混凝土可具有高抗交通扰动、合理的初凝终凝时间差、高早期强度、高抗裂性、高粘结性能、高耐久性等性能。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
抗扰动混凝土外加剂，由膨胀剂、调凝剂、早强剂、特种矿物掺合料、纤维、石英砂等组成。根据性能需求，通过调整发明的配方，可以获得所需要的性能。
本发明的制备方法如下：
首先，选择符合规格的各类原材料，对矿物掺合料应检测其细度，粒径应符合规定要求；
按选定的组分的重量百分比，称量出各原材料；
然后，将称量好的各组分倒入搅拌机，对材料倒入的次序没有要求，调凝剂应最后加入，搅拌3-10分钟，混合均匀即可形成抗扰动混凝土外加剂。
应用时，按规定的掺量掺入混凝土中即可。
实施例1
氧化镁石灰复合膨胀剂 25％
乙烯二胺-四甲基膦酸调凝剂 0.1％
硫酸钠早强剂 3％
聚丙烯纤维 3％
硅灰 25％
石英砂 43.9％
上述配比制备的抗扰动混凝土外加剂，按抗扰动混凝土中胶凝材料用量的6％掺入混凝土中。该抗扰动混凝土的初终凝结时间差小于2小时、1d抗压强度比不掺的基准混凝土提高20％以上、28d混凝土自由收缩率小于100mm/m、7d粘结强度大于1.2MPa、无塑性收缩开裂。
实施例2
氧化镁膨胀剂 11％
乙烯二胺-四甲基膦酸调凝剂 0.5％
甲酸钙早强剂 7％
聚丙烯纤维 1％
磨细矿渣矿物掺合料 15％
石英砂 65.5％
上述配比制备的抗扰动混凝土外加剂，按抗扰动混凝土中胶凝材料用量的6％掺入混凝土中。该抗扰动混凝土初终凝结时间差小于3小时、1d抗压强度比不掺的基准混凝土提高10％以上、28d混凝土自由收缩率小于300mm/m、7d粘结强度大于1.5MPa、无塑性收缩开裂。
实施例3
硫铝酸钙膨胀剂 20％
乙烯二胺-四甲基膦酸调凝剂 0.1％
硫酸钠早强剂 7％
聚丙烯腈纤维 3％
硅灰矿物掺合料 60％
石英砂 9.9％
上述配比制备的抗扰动混凝土外加剂，按抗扰动混凝土中胶凝材料用量的6％掺入混凝土中。该抗扰动混凝土初终凝结时间差小于1小时、1d抗压强度比不掺的基准混凝土提高30％以上、28d混凝土自由收缩率小于200mm/m、7d粘结强度大于1.5MPa、无塑性收缩开裂。
实施例4
石灰系膨胀剂 11％
乙烯二胺-四甲基膦酸调凝剂 0.2％
硝酸钙早强剂 5％
尼龙纤维 2％
粉煤灰矿物掺合料 20％
石英砂 61.8％
上述配比制备的抗扰动混凝土外加剂，按抗扰动混凝土中胶凝材料用量的6％掺入混凝土中。该抗扰动混凝土初终凝结时间差小于2小时、1d抗压强度比不掺的基准混凝土提高20％以上、28d混凝土自由收缩率小于100mm/m、7d粘结强度大于1.2MPa、无塑性收缩开裂。
Claims (8)
1.一种抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，由膨胀剂、调凝剂、早强剂、特种矿物掺合料、纤维和石英砂组成，各组分质量百分比为：
所述调凝剂为乙烯多胺烷基膦酸或乙烯多胺烷基膦酸盐；所述早强剂选自硫酸钠、甲酸钙或硝酸。
2.如权利要求1所述的抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，所述膨胀剂选自硫铝酸钙膨胀剂、氧化镁膨胀剂、石灰系膨胀剂或复合膨胀剂。
3.如权利要求1所述的抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，所述乙烯多胺烷基膦酸为乙烯二胺-四甲基膦酸。
4.如权利要求1所述的抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，所述纤维选自聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酯纤维、纤维素纤维或尼龙纤维中的一种或两种的复合。
5.如权利要求1所述的抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，所述特种矿物掺合料选自磨细矿渣粉、超细粉煤灰或硅灰。
6.如权利要求5所述的抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，所述磨细矿渣粉的比表面积大于4000cm2/g；所述硅灰的比表面积大于19000cm2/g；所述超细粉煤灰的比表面积大于7000cm2/g。
7.如权利要求1-6中任一所述的抗扰动混凝土外加剂，其特征在于，所述石英砂的粒径为70-100目。
8.如权利要求1-7中任一所述的抗扰动混凝土外加剂的制备方法，包括如下步骤：按所述组分的质量百分比，将各原料加入搅拌机中，其中调凝剂最后加入，混合均匀得到抗扰动混凝土外加剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ZHEJIANG TENGYUAN CONSTRUCTION CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: TONGJI UNIVERSITY Effective date: 20121219 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zheng Gang Inventor after: Zheng Zhibiao Inventor after: Wang Guolong Inventor after: Zheng Zhongming Inventor after: Zheng Tao Inventor before: Jiang Zhengwu Inventor before: Tang Haiyan |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 200092 YANGPU, SHANGHAI TO: 317000 TAIZHOU, ZHEJIANG PROVINCE Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: JIANG ZHENGWU TANG HAIYAN TO: ZHENG GANG ZHENG ZHIBIAO WANG GUOLONG ZHENG ZHONGMING ZHENG TAO |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20121219 Address after: 317000 Taizhou City, Zhejiang Province, Sanmen County, the town of East Road Yongchang home four homes Applicant after: Tongji University Address before: 200092 Shanghai City, Yangpu District Siping Road No. 1239 Applicant before: Tongji University |
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Granted publication date: 20130213 Termination date: 20201126 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |