CN103496869B - 混凝土抗裂膨胀剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混凝土抗裂膨胀剂，一种混凝土抗裂型膨胀剂，其显著特点在于：在水泥凝结及水化反应过程中，膨胀速度与水泥反应速度相适应，生成物提供适当膨胀力，以抵消水泥水化反应带来的体积收缩，从而达到防止混凝土开裂的目的。本发明具有膨胀能高、性能稳定、碱含量低、掺量低、生产成本低廉、产品性能优良且技术指标符合国家标准规定等优点。混凝土抗裂膨胀剂的膨胀速率与水泥水化反应速率基本一致，在混凝土固化反应的各个时期膨胀速率适中，混凝土长期性能稳定，能有效的防止混凝土裂纹的出现，是配制抗裂和抗渗混凝土的理想外加剂。

Description

混凝土抗裂膨胀剂

技术领域：

本发明属于混凝土和砂浆技术领域,特别是涉及混凝土抗裂技术的一种混凝土抗裂膨胀剂。

背景技术

混凝土在凝结的初期和水化过程中,都会产生化学反应生成结晶化合物,由于结晶化合物比原材料体积小,所以会导致混凝土体积收缩，当收缩产生的拉应力大于混凝土构件的抗拉强度极限时，便产生混凝土开裂。

混凝土膨胀剂是在混凝土开始收缩时或在开始收缩前产生微膨胀，给混凝土构件施加压应力，用以抵消、消弱或平衡由于收缩而导致的拉应力，从而达到结构内应力最小、防止裂纹出现、避免开裂的目的。

目前市场上膨胀剂大多是用煅烧高岭土、明矾石、地开石、铝矿渣、铝酸钙熟料或硫铝酸钙熟料与石膏配制的钙矾石类膨胀剂，存在膨胀能低、膨胀速率与混凝土凝结核水化反应速率不匹配、掺量大、碱含量高易引起碱骨料反应等不利因素；以CaO为主要成分的氧化钙类膨胀剂，存在膨胀速度过快、膨胀时间短、膨胀与混凝土收缩速率不协调、不易保存等缺点；以MgO为主要成分的氧化镁类膨胀剂，存在膨胀速度过慢，膨胀开始时间远落后于混凝土收缩开始时间，无法起到抗裂作用等弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膨胀能高、性能稳定、制备工艺简单、成本低廉的混凝土抗裂膨胀剂。

本发明膨胀剂的突出优点是膨胀速率与水泥混凝土反应相协调，根据水泥混凝土反应的不同时期的收缩量大小不同，设计了膨胀剂对应时期膨胀能的释放量大小,以平衡或抵消不同时期由于水泥收缩产生的拉应力，从而起到防止混凝土开裂的作用；

本发明的混凝土抗裂膨胀剂为解决现存技术问题所采用的技术方案是：

        一种抗裂混凝土膨胀剂，其特点是：膨胀剂中含有脂化生石灰、高铝细粉料、石膏和矿粉，其质量百分比组成为脂化生石灰5-15份，高铝细粉土30-50份，石膏25-45份，磨细矿渣粉10-35份；

发明的混凝土抗裂膨胀剂还采取了以下技术措施：

       所述的混凝土抗裂膨胀剂，其特点是：

脂化生石灰是石灰岩经过1000~1100℃高温完全煅烧获得的钙质生石灰取质量份80-90份与质量份5-20份硬脂酸或硬脂酸钙混合粉磨至细度200-300目制成；所述硬脂酸或硬脂酸钙为工业硬脂酸或硬脂酸钙。

高铝细粉料为经过1400~1600℃高温煅烧且氧化铝含量为50~60%的铝矾土、高铝水泥熟料或硫铝酸盐水泥熟料中的一种或几种混合物粉磨至200~300目得到；

      石膏是硬石膏、生石膏、脱硫石膏或磷石膏中的一种或几种混合并粉磨至细度为200~300目得到；

  磨细矿渣粉为S95级或S105级矿渣粉，其中氯离子含量小于0.06%,MgO含量小于14%,三氧化硫小于4%；

  本发明的膨胀剂典型膨胀反应机理如下：

  CaO+H₂O=Ca(OH)₂

  C₃A+3(CaSO₄·2 H₂O)+26 H₂O=3CaO·Al₂O₃·3 CaSO₄·32 H₂O

C₃A+3(CaSO₄·2H₂O)+2Ca(OH)₂+24 H₂O=3CaO·Al₂O₃·3 CaSO₄·32 H₂O

3C₃A·CaSO₄+8 CaSO₄+96 H₂O=3(3CaO·Al₂O₃·3 CaSO₄·32 H₂O)

  MgO+H₂O=Mg(OH)₂。

具体实施方案

  为使进一步了解本发明的技术内容，兹列表举例说明。

实例配比表

表1

各组配比试验室内使用基准水泥和标准砂在规定环境实测数据如下：

各组配比实测数据表

                                           表2

各组配比在细石自流平混凝土（参照GB50448-2008）中应用效果实测：

细石自流平混凝土应用实测数据表

                                               表3

  从表中数据可以看出，掺加本发明膨胀剂对混凝土初始性能没有影响。

  掺加本发明膨胀剂后混凝土24h与3h膨胀值之差有所提高,表明本发明膨胀剂在24小时内已开始发挥作用。

  掺加本发明膨胀剂的混凝土前期强度略有降低，但后期强度能大幅度提高。

  掺加本发明膨胀剂的混凝土抗裂性能有明显提高。

  本实例的混凝土抗裂膨胀剂具有原料易得、成本低廉及其性能优良等特点，为复合型混凝土膨胀剂，其矿物成分合理，各组分膨胀时间、速率与膨胀量与混凝土反应收缩及强度发展相协调，有良好的膨胀性质。

  本实例混凝土抗裂膨胀剂与其他外加剂和矿物掺合料有良好的适应性，通常使用前应通过实验确定掺量；一般情况下，在混凝土中内掺胶凝材料用量的6~8%可配制成补偿收缩混凝土能够起到防止裂纹出现，实现结构自防水延长结构使用寿命作用；在混凝土中内掺胶凝材料用量的8~12%可以配制成微膨胀混凝土用于后浇带作业；在混凝土中内掺胶凝材料用量的10~15%可以配制成自应力混凝土。

Claims (3)

1.一种混凝土抗裂膨胀剂，其特征是含有以下质量比的组分：膨胀剂含有脂化生石灰、高铝细粉料、石膏和磨细矿渣粉；其质量百分比组成为：脂化生石灰5-15﹪，高铝细粉料30-50﹪，石膏25-45﹪，磨细矿渣粉10-35﹪；其中，所述脂化生石灰是石灰岩经过1000～1100℃高温完全煅烧获得的钙质生石灰取质量份80-90份与质量份5-20份硬脂酸或硬脂酸钙混合粉磨至细度200-300目制成；所述硬脂酸或硬脂酸钙为工业硬脂酸或硬脂酸钙；高铝细粉料为经过1400～1600℃高温煅烧且氧化铝含量为50～60%的铝矾土、高铝水泥熟料或硫铝酸盐水泥熟料中的一种或几种混合物粉磨至200～300目得到。

2.按照权利要求1所述的混凝土抗裂膨胀剂，其特征是：石膏为硬石膏粉、生石膏粉、脱硫石膏粉或磷石膏粉中的一种或几种混合，细度为200～300目。

3.按照权利要求1所述的混凝土抗裂膨胀剂，其特征是：磨细矿渣粉为S95级或S105级矿渣粉。