CN104829159B - 一种crtsⅲ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂 - Google Patents

一种crtsⅲ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂 Download PDF

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本发明公开了一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂的制备方法，其由高减水型聚羧酸减水剂母液、1型缓释型聚羧酸减水剂母液、2型缓释型聚羧酸减水剂母液、3型缓释型聚羧酸减水剂母液、缓释控制剂、缓凝剂、液相混凝土触变剂、稳泡剂、消泡剂和引气剂复配而成。本发明提供了一种自密实混凝土专用减水剂，降低了混凝土用水量敏感性性、增大了体系性能稳定性，减小了触变变化，同时具有减水率高、掺量低和水泥品种适应性强等技术优势。全面解决了CRTSⅢ型板充填层自密实混凝土的施工难题，延长了混凝土施工操作时间，解决了自密实混凝土施工过程损耗率大的问题，大幅降低了自密实混凝土配制施工成本，经济效益显著。

Description

一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂
技术领域
本发明属混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂的制备。
背景技术
自密实混凝土(SCC)具有优异的工作性能，免于振捣，施工方便，成为高性能混凝土技术领域关注的焦点之一。与传统混凝土相比较，自密实混凝土具有优异的流动性，无需外力振捣可实现自密实填模；同时它还拥有良好的抗离析性能和间隙通过性能，便于密集配筋构件、薄壁构件和隐蔽工程的施工，保证了施工后混凝土密实均匀，提高了其力学性能和耐久性；由于其自密实特性，降低了混凝土灌注施工控制难度，节约大量人工和设备成本。因此自密实混凝土的具有巨大的经济效益。
CRTSⅢ型板式无砟轨道的核心技术之一，便是以自密实混凝土作为充填层材料，充分发挥了自密实混凝土流动性大、体系稳定性强、间隙通过能力好、收缩膨胀与结构主体一致、耐久性好的技术优势，为实现高铁路知识技术产权完全中国化中起到了举足轻重的作用。而实际施工时，无法回施工环境温度差异大、混凝土拌制运输施工时间长、施工突发情况多等问题，要求自密实混凝土流动性和体系稳定性能够保持时长达5h，以增加施工操作时间，减少因材料性能损失而造成的损耗，降低施工成本，具有巨大的经济效益。
目前国内外加剂合成及配制技术尚未实现不同温度条件下减水效率规律性释放、自密实混凝土的高温长时保坍、混凝土触变稳定和混凝土用水量敏感性低。CN103086634B中公开了一种高速铁路无砟轨道自密实混凝土专用减水剂的制备方法，该方法制备的自密实混凝土流动性保持时长为4h，但未解决混凝土触变性能稳定和用水量敏感的问题，更未通过母液分子结构的功能化设计，形成减水效率对PH值和环境温度的响应规律释放；CN100545120C中公开了一种自密实混凝土专用外加剂的制备方法，虽然改善了自密实混凝土的流变特性和体积稳定性特性，但使用萘系母液，不符合铁路高性能外加剂强制应用聚羧酸的要求。这些外加剂仅仅侧重对自密实混凝土某一性能的提升，不能全面满足CRTSSⅢ型板充 填层施工对自密实混凝土性能的要求，低扩展度(600～630mm)自密实混凝土在任一温度(0～35℃)条件下流动性保持时长达5h，过程要求混凝土用水量敏感性低、体系性能稳定，触变变化小。
发明内容
本发明要解决的就是CRTSⅢ型板充填层以及其他薄壁结构中自密实混凝土的施工难题，提供一种缓释可控型自密实混凝土专用减水剂，科学的对多种缓释母液、触变剂和缓释控制剂复配应用，实现减水组分规律性释放，维持体系中减水组分减水效率的恒定，保证自密实混凝土能在任一温度(0-35℃)和低扩展度条件下(600-630mm)5h流动性无损失，同时兼具改善混凝土的触变特性和提高浆体体系稳定性的多重功能。为制备出任一温度下流动性保持时间长、用水量敏感性低和触变性能稳定的混凝土提供了技术保障。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案
一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述减水剂由高减水型聚羧酸减水剂母液、1型缓释型聚羧酸减水剂母液、2型缓释型聚羧酸减水剂母液、3型缓释型聚羧酸减水剂母液、控制剂、缓凝剂、液相混凝土触变剂、稳泡剂、消泡剂和引气剂复配而成，各组分有效成分配比为：高减水型聚羧酸减水剂母液3.0～5.0％；1型缓释型聚羧酸减水剂母液2.0～4.0％；2型缓释型聚羧酸减水剂母液2.0～3.0％；3型缓释型聚羧酸减水剂母液1.0～3.0％；缓释控制剂0～0.02％；缓凝剂0～3.0％；混凝土触变剂调节剂0～0.05％，稳泡剂0.05～0.1％；消泡剂0～0.07％，引气剂0～0.01％其余为水。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的高减水型聚羧酸减水剂母液指的是利用聚乙二醇单甲醚马来酸酐活性大单体、甲基丙烯基磺酸钠(SMAS)、衣康酸(ITA)为原料经自由基共聚反应获得酯类聚羧酸减水剂母液，参考专利ZL201010515271。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的1型缓释型聚羧酸减水剂母液指的是通过常温聚合获得醚类缓释型聚羧酸减水剂母液；0～35℃温度区间，初始减水率极低，接触碱性条件后，母液减水组分集中于1～2h缓慢释放，参考专利ZL201010515356。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特 征在于：所述的2型缓释型聚羧酸减水剂母液指的是：通过常温聚合获得醚类缓释型聚羧酸减水剂母液；0～35℃温度区间，初始减水率极低，接触碱性条件后，母液减水组分集中于2～4h缓慢释放，详见专利CN201410624218。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的3型缓释型聚羧酸减水剂母液指的是：通过常温聚合获得醚类缓释型聚羧酸减水剂母液；0～35℃温度区间，初始减水率极低，接触碱性条件后，母液减水组分集中于4～5h缓慢释放，详见专利CN201410597709。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：缓释控制剂包括碳酸钠和碳酸钾中的一种。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：缓凝剂包括糖类或多元醇类、磷酸盐类、羟基羧酸及其盐类一种或多种。所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：触变改性剂包括聚酰胺和有机改性膨润土中的一种。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：稳泡剂包括纤维素醚类和脂肪醇中的一种或两种。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：消泡剂包括醚类、有机硅类或脂类消泡剂一种或多种。
所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：引气剂包括十二烷基磺酸钠、三萜皂苷、松香热聚物和醚类引气剂中的一种或多种。
本发明与现有技术成果相比，具有以下积极成果：
(1)应用1型、2型和3型缓释聚羧酸母液的释放时效不同，根据现场原材料对减水剂的“时间—吸附量”曲线，针对性地分配高减水聚羧酸母液和3种缓释聚羧酸母液的复配比例，使复配体系中缓释母液的“时间—缓释量”曲线与减水剂的“时间—吸附量”曲线相一致，保证吸附消耗量和缓释释放量动态平衡，维持体系减水效率恒定，从而保证自密实混凝土流动性保持时长达5h。
(2)运用的3种型号缓释聚羧酸母液，均是依据先进的分子结构功能化设计理论，根据施工温度不同，针对性地设计了侧链长度、缓释基团种类和数量，保证0～35℃温度区间条件下，母液减水组分集中于某一时间段缓慢释放，克服 了普通聚羧酸减水剂性能受温度和时间影响大的问题。
(3)使用的聚羧酸母液均是通过常温聚合获得，绿色环保，节省了大量的能源消耗，具有明显的社会和经济效益。
(4)创造性的引入缓释控制剂，为缓释组分释放提供一个稳定的PH值环境，保证缓释聚羧酸母液能够有序稳定的释放，从而保证减水效果的长时稳定。
(5)在外加剂复配阶段，即溶入触变剂，使触变剂在混凝土制备阶段即可与浆体混合均匀，充分发挥了触变剂对于改善自密实混凝土触变特性的作用，保证混凝土在施工操作阶段触变特性稳定。
(6)使用的各母液减水效能稳定，用水量敏感性低，同时引入了稳泡组分，彻底解决了自密实混凝土体系稳定性差的问题。
(7)通过一种复配成品外加剂的添加，便一次性实现低扩展度(600～630mm)自密实混凝土在任一温度(0～35℃)条件下流动性保持时长达5h，过程中混凝土用水量敏感性低、体系性能稳定，触变变化小。全面解决了CRTSⅢ型板充填层自密实混凝土的施工难题，为其高质量施工提供了技术保障。
(8)安徽中体工程材料科技有限公司生产的1型缓释型、2型缓释型、3型缓释型型聚羧酸减水剂，针对性的设计了侧链长度、缓释基团种类和数量的醚类聚羧酸母液，0～35℃温度区间，初始减水率极低，接触碱性条件后，母液减水组分分别集中于1～2h、2～4h、4～5h缓慢释放。
(9)本发明全面解决了CRTSⅢ型板充填层自密实混凝土的施工难题，延长了混凝土施工操作时间，解决了自密实混凝土施工过程损耗率大的问题，大幅降低了自密实混凝土配制施工成本，经济效益显著。
具体实施方式
实施例1
减水剂复配比例如下：
拌制自密实混凝土使用配合比如表1。
表1试验用自密实混凝土配合比(单位kg/m3)
采用实施例1中减水剂和表1中混凝土配比拌制自密实混凝土性能如表2。
表2采用实施例1中减水剂的自密实混凝土性能
实施例2
减水剂复配比例如下：
采用实施例2中减水剂和表1中混凝土配比拌制自密实混凝土，性能如表3。
表3采用实施例2中减水剂的自密实混凝土性能
实施例3
减水剂复配比例如下：
采用实施例3中减水剂和表1中混凝土配比拌制自密实混凝土，性能如表4。
表4采用实施例3中减水剂的自密实混凝土性能
实施例4
减水剂复配比例如下：
采用实施例4中减水剂和表1中混凝土配比拌制自密实混凝土，性能如表5。
表5采用实施例4中减水剂的自密实混凝土性能

Claims (3)

1.一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述减水剂由高减水型聚羧酸减水剂母液、1型缓释型聚羧酸减水剂母液、2型缓释型聚羧酸减水剂母液、3型缓释型聚羧酸减水剂母液、控制剂、缓凝剂、液相混凝土触变剂、稳泡剂、消泡剂和引气剂复配而成，各组分有效成分配比为：高减水型聚羧酸减水剂母液3.0～5.0%；1型缓释型聚羧酸减水剂母液2.0～4.0%；2型缓释型聚羧酸减水剂母液2.0～3.0%； 3型缓释型聚羧酸减水剂母液1.0～3.0%；缓释控制剂0～0.02%；缓凝剂0～3.0%；混凝土触变剂调节剂0～0.05%，稳泡剂0.05～0.1%；消泡剂0～0.07%，引气剂0～0.01%其余为水；
所述的1型缓释型聚羧酸减水剂母液指的是通过常温聚合获得醚类缓释型聚羧酸减水剂母液；0～35℃温度区间，初始减水率极低，接触碱性条件后，母液减水组分集中于1～2h缓慢释放； 所述的2型缓释型聚羧酸减水剂母液指的是：通过常温聚合获得醚类缓释型聚羧酸减水剂母液；0～35℃温度区间，初始减水率极低，接触碱性条件后，母液减水组分集中于2～4h缓慢释放；所述的3型缓释型聚羧酸减水剂母液指的是：通过常温聚合获得醚类缓释型聚羧酸减水剂母液；0～35℃温度区间，初始减水率极低，接触碱性条件后，母液减水组分集中于4～5h缓慢释放。
2.根据权利要求1所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：所述的高减水型聚羧酸减水剂母液指的是利用聚乙二醇单甲醚马来酸酐活性大单体、甲基丙烯基磺酸钠、衣康酸为原料经自由基共聚反应获得酯类聚羧酸减水剂母液。
3.根据权利要求1所述的一种CRTSⅢ型板自密实混凝土专用缓释可控型聚羧酸减水剂，其特征在于：缓释控制剂包括碳酸钠和碳酸钾中的一种； 缓凝剂包括糖类或多元醇类、磷酸盐类、羟基羧酸及其盐类一种或多种； 触变改性剂包括聚酰胺和有机改性膨润土中的一种；稳泡剂包括纤维素醚类和脂肪醇中的一种或两种；消泡剂包括醚类、有机硅类或脂类消泡剂一种或多种； 引气剂包括十二烷基磺酸钠、三萜皂苷、松香热聚物和醚类引气剂中的一种或多种。
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