CN103058566B - 用于水泥基材料的自养护剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于水泥基材料的自养护剂及制备方法，水泥基材料浇筑之后只需简单覆盖无需后期浇水养护。用于水泥基材料的自养护剂，其组成成分的重量百分比为：高吸水树脂5%～50%，无机掺合料50%～95%，其中无机掺合料为粉煤灰、矿渣粉、硅灰粉、偏高岭土、稻壳灰、钢渣粉、沸石粉、膨润土和凸凹棒土中一种或几种。上述自养护剂的制备方法，如下1）按照配方量取原料；2）无机掺合料的各种原料先烘干，然后冷却；3）加入搅拌机，先慢搅，然后快搅，停滞，接着快搅，再慢搅；4）无机掺合料加热升温；5）开启搅拌机，在慢搅同时缓慢加入高吸水树脂和混合好的无机掺合料，然后快搅，停滞，接着快搅再慢搅，取出放置于干燥密封的容器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于水泥基材料的自养护剂及制备方法，水泥基材料浇筑之后只需简单覆盖无需后期浇水养护，使得水泥基材料在浇筑之后不再需要额外的水分或者任何外部养护，而能够达到养护功效。
背景技术
近几年，高强高性能水泥基材料蓬勃发展，但是由于养护不当造成的水泥基材料收缩甚至出现裂缝现象严重，甚至影响水泥基材料的耐久性，降低建筑物的使用寿命。众所周知，水泥基材料的养护是十分必要的，高效的自养护可以减少水泥基材料的开裂，促进水泥水化及无机掺合料的二次水化，提高水泥基材料的强度和耐久性。目前我国的大多数工程都是采用外养护，外养护主要包括传统方法和近代化学养生法，传统的外养护即简单的直接喷洒水养护、盖草袋洒水或覆塑料薄膜等，这些方法不仅消耗了大量的人力和财力，白白浪费了大量的水资源，而且养护效果也往往不尽如人意。对于立面和一些复杂部位，会加大外养护的施工难度，难以实现现代建筑工业化的发展速度。化学养生法在20世纪40年代初首先由美国科学家提出并进行了研制和应用。80年代后，以石蜡为基料的高浓度水乳液养护剂形成了规模化生产，这类产品具有高分散性、无毒、养护效率高等特点，法、德、挪威、俄、美、日等过都有其专利产品。后来，又出现了乳胶型养护剂，但由于该类养护次价格昂贵，市场应用受到一定的限制。高强水泥基材料因其水胶比较低，结构密实，外界水分难以扩散到水泥基材料内部，因此外部养护并不能有效缓解其自干燥。高性能水泥基材料水灰比一般都较低，因此自干燥现象也较为严重。自干燥会引起自收缩，此外硅灰，超细矿粉等高活性无机掺合料的广泛应用，其二次水化反应又需要更多的水分，加剧水泥基材料的早期和后期自收缩，因此，高强高性能水泥基材料存在着较为严重的收缩开裂问题。
然而传统的养护不仅耗费巨大的人力、物力、财力，而且养护效果往往难以保证。在国内已有的养护施工方法中，仍然存在不便和缺陷。为解决该问题，长期以来，业内专家进行了积极的探索研究，但是一直未见效果显著的适应方式出现。
发明内容
为解决目前水泥基材料行业发展中遇到的上述问题，本发明目的之一提供了一种用于水泥基材料的自养护剂，可以减小水泥基材料的收缩，改善水泥基材料的体积稳定性，增强水泥基材料的密实度，提高水泥基材料的耐久性。
为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现上述目的：
一种用于水泥基材料的自养护剂，其组成成分的重量百分比为：高吸水树脂5%~50%，无机掺合料50%~95%，其中无机掺合料为粉煤灰、矿渣粉、硅灰粉、偏高岭土、稻壳灰、钢渣粉、沸石粉、膨润土和凸凹棒土中一种或几种。
本发明中，高吸水树脂5%，粉煤灰55%，偏高岭土20%，钢渣10%，沸石粉10%。
本发明中，高吸水树脂10%，粉煤灰30%，硅灰粉10%，矿渣粉10%，偏高岭土18%，稻壳灰5%，钢渣粉5%，膨润土6%，沸石粉6%。
本发明中，高吸水树脂为丙烯酸类高吸水树脂，粉碎成粉末，细度为100~300目，吸水倍率为300~500倍。
本发明目的之二提供了一种用于水泥基材料的自养护剂的制备方法，制备方法简单，且混合均匀。
为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现上述目的：
一种所述用于水泥基材料的自养护剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按照配方量取高吸水树脂和无机掺合料；
2）分别将构成无机掺合料的各种原料放入烘干机预先烘干至少24小时，然后自然冷却至室温；
3）将构成无机掺合料的各种原料均匀的加入搅拌机，先慢搅120秒，然后快搅60秒，停滞60秒，接着快搅60秒，再慢搅120秒；
4）取出混合好的无机掺合料，加热升温至40~50℃；
5）开启搅拌机，在慢搅120秒的同时缓慢加入高吸水树脂和混合好的40~50℃的无机掺合料，保证在120秒内加完，然后快搅60秒，停滞60秒，接着快搅60秒，再慢搅120秒；
6） 取出放置于干燥密封的容器。
上述用于水泥基材料的自养护剂的制备方法中，所述慢搅搅拌转速控制10-30转/分，快搅搅拌转速控制在60-80转/分。
本发明的有益效果：
可以吸收并保存一定的水分，当混凝土内部湿度降低时开始失水，来保持混凝土内部湿度的稳定，减小因湿度降低而产生的毛细管壁压应力，从而降低混凝土的收缩。同时，它可以为从混凝土内部为胶凝材料水化提供水分，起到自养护的效果，从而大幅度提高混凝土的强度和降低干燥收缩，预防开裂；制备方法简单，且混合均匀。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明技术内容的进一步说明，但并非对本发明实质内容的限制。
实施例1
1. 自养护剂配方和掺量：
一种用于水泥基材料的自养护剂，其组成成分的重量百分比为：高吸水树脂为5%，粉煤灰55%，偏高岭土20%，钢渣10%，沸石粉10%。自养护剂占混凝土胶凝材料的比例即掺量为2%。
用于水泥基材料的自养护剂的制备方法，包括以下步骤：
1）按照配方量取高吸水树脂和无机掺合料；
2）分别将构成无机掺合料的各种原料放入烘干机预先烘干至少24小时，然后自然冷却至室温；
3）构成无机掺合料的各种原料均匀的加入搅拌机，先慢搅120秒，然后快搅60秒，停滞60秒，接着快搅60秒，再慢搅120秒；
4）取出混合好的无机掺合料，加热升温至40~50℃，以保证高吸水树脂能够进入无机掺合料大分子链的层状结构；
5）开启搅拌机，在慢搅120秒的同时缓慢加入高吸水树脂和混合好的40~50℃的无机掺合料，保证在120秒内加完，然后快搅60秒，停滞60秒，接着快搅60秒，再慢搅120秒；
6） 取出放置于干燥密封的容器。
自养护剂的制备方法中，所述搅拌转速，慢搅控制10-30转/分，快搅控制在60-80转/分。
2.混凝土配合比，见表1：
表1 混凝土配合比
3.掺自养护剂的混凝土性能检测：
（1）工作性能检测，结果见表2
表2混凝土塌落度检测
（2）抗压强度检测，结果见表3
表3 抗压强度检测结果统计表
（3）收缩性能检测，结果见表4
表4 限制膨胀率统计表
（4）抗冻性能检测，结果见表5
表5 混凝土抗冻性能统计表
结果表明，配制C20泵送混凝土，掺加自养护剂后，工作性能基本不受影响,抗压强度有所增高，后期收缩明显比不掺加自养护剂的减小，抗冻性能也明显提高。可见，掺加此自养护剂有助于减小混凝土收缩，减小裂缝出现的可能，从而提高耐久性。
实施例2
1.自养护剂配方和掺量：
一种用于水泥基材料的自养护剂，其组成成分的重量百分比为：高吸水树脂10%，粉煤灰30%，硅灰10%，矿渣粉10%，偏高岭土18%，稻壳灰5%，钢渣5%，膨润土6%，沸石粉6%。自养护剂占混凝土胶凝材料的比例即掺量为1%。其制备方法同实施例1。
2.混凝土配合比，见表6：
表6 混凝土配合比
3.掺自养护剂的混凝土性能检测：
（1）工作性能检测，结果见表7
表7混凝土塌落度检测
（2）抗压强度检测，结果见表8
表8 抗压强度检测结果统计表
（3）收缩性能检测，结果见表9
表9 限制膨胀率统计表
（4）抗冻性能检测，结果见表10
表10 混凝土抗冻性能统计表
结果表明，配制C30泵送混凝土，掺加自养护剂后，工作性能基本不受影响,抗压强度有所增高，后期收缩明显比不掺加自养护剂的减小，抗冻性能也明显提高。可见，掺加此自养护剂有助于减小混凝土收缩，减小裂缝出现的可能，从而提高耐久性。
实施例3
自养护剂配方：
一种用于水泥基材料的自养护剂，其组成成分的重量百分比为：高吸水树脂为50%，粉煤灰25%，钢渣粉10%，凸凹棒土15%。其制备方法同实施例1。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域人员根据上述说明进行修改或对部分技术特征进行等同替换，应该属于本发明请求保护的技术方案范围中。
Claims (4)
1.一种用于水泥基材料的自养护剂，其特征在于，其组成成分的重量百分比为：高吸水树脂5%，粉煤灰55%，偏高岭土20%，钢渣10%，沸石粉10%，高吸水树脂为丙烯酸类高吸水树脂，粉碎成粉末，细度为100~300目，吸水倍率为300~500倍。
2.一种用于水泥基材料的自养护剂，其特征在于，其组成成分的重量百分比为：高吸水树脂10%，粉煤灰30%，硅灰粉10%，矿渣粉10%，偏高岭土18%，稻壳灰5%，钢渣粉5%，膨润土6%，沸石粉6%，高吸水树脂为丙烯酸类高吸水树脂，粉碎成粉末，细度为100~300目，吸水倍率为300~500倍。
3.一种权利要求2所述用于水泥基材料的自养护剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1）按照配方量取高吸水树脂和无机掺合料，其中无机掺合料为粉煤灰，硅灰粉，矿渣粉，偏高岭土，稻壳灰，钢渣粉，膨润土、沸石粉和凸凹棒土中一种或几种； 2）分别将构成无机掺合料的各种原料放入烘干机预先烘干至少24小时，然后自然冷却至室温； 3）将构成无机掺合料的各种原料均匀的加入搅拌机，先慢搅120秒，然后快搅60秒，停滞60秒，接着快搅60秒，再慢搅120秒； 4）取出混合好的无机掺合料，加热升温至40~50℃； 5）开启搅拌机，在慢搅120秒的同时缓慢加入高吸水树脂和混合好的40~50℃的无机掺合料，保证在120秒内加完，然后快搅60秒，停滞60秒，接着快搅60秒，再慢搅120秒； 6）取出放置于干燥密封的容器。
4.根据权利要求3所述用于水泥基材料的自养护剂的制备方法，其特征在于：慢搅控制在转速10-30转/分，快搅控制在转速60-80转/分。
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