CN105254204A - 渠道边坡现浇混凝土复合添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种渠道边坡现浇混凝土复合添加剂及其制备方法，包括以下重量份的原料：减水剂25-50份、引气剂1-5份、增稠剂5-15份、早强剂4-20份和水20-60份。本发明的混凝土复合添加剂具有明显的减水、引气、增稠及早强效果，极大提高渠道边坡混凝土强度、密实性、抗渗性、抗裂性，从而提高工程质量和延长工程使用寿命。本发明的复合添加剂在渠道边坡现浇混凝土的应用过程中，其掺入量仅为混凝土中水泥总质量的0.5-1.5%，成本较低，具有很好的经济效益，适合在大规模推广。

Description

渠道边坡现浇混凝土复合添加剂及其制备方法

技术领域

本发明建筑材料技术领域，具体来说是一种渠道边坡现浇混凝土复合添加剂及其制备方法。

背景技术

灌区续建配套与节水改造项目工程量最大、最影响工程效益的就是渠道防渗衬砌,渠道防渗衬砌所用材料最多的是混凝土材料，由于渠道特殊的边坡结构，渠道边坡的坡比往往达到1:1甚至更大，在如此陡边坡上浇筑混凝土并且确保混凝土质量是一大难题。

普通混凝土浇筑在渠道边坡上，由于混凝土流动性、稠度、密实性等难以控制，同时渠道工程施工受季节影响较大，大部分集中在冬季施工，导致渠道边坡混凝土内部蜂窝孔洞多、不密实；骨料分离多、不均匀；早期强度低、抗冻性能低、易开裂，混凝土衬砌抗渗性差，这不仅加大了渠道渗漏损失，降低了工程效益，而且也降低了混凝土耐久性，缩短了工程使用寿命。

为了提高工程质量和延长工程使用寿命，可将混凝土和添加剂结合使用，常用的混凝土添加剂有减水剂、早强剂、引气剂等。减水剂能减少混凝土用水量，使混凝土易拌合，加速混凝土凝结，使强度增加显著；早强剂能缩短混凝土凝结时间，提早脱模，缩短养护周期，提高混凝土强度，加快工程进度；引气剂能改善混凝土坍落度、流动性和可塑性，还能提高混凝土均质性、抗冻性、抗盐渍性、抗渗性、耐硫酸盐侵蚀及抗碱集料反应性能。但现有的混凝土添加剂往往存在以下问题：（1）成分较单一，经常以单一的减水剂或早强剂存在；（2）几种组分混合时，各组分之间的相容性不好；（3）添加剂中有强腐蚀或强刺激性物质，对施工人员的健康有危害；（4）各组分之间配比不合理，导致作用不明显或成本较高等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中渠道边坡现浇普通混凝土和混凝土添加剂存在的问题，提供一种能够提高渠道边坡混凝土施工质量、避免渠道边坡混凝土浇筑后出现的不密实、不均匀、早期强度低、易开裂、抗渗性差、渗漏损失大的复合添加剂及其制备方法。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂，包括以下重量份的原料：减水剂25-50份、引气剂1-5份、增稠剂5-15份、早强剂4-20份和水20-60份；

所述减水剂包括马来酸酐和烯丙醇醚共聚物、醛酮缩合物、木质素磺酸钙、萘系、氨基磺酸盐和醛酮缩合物中的一种以上；

所述引气剂包括十二烷基苯磺酸类引气剂、三萜皂苷类引气剂和松香热聚物类中的一种以上；

所述增稠剂包括羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠和丙烯基磺酸钠中的一种以上；

所述早强剂包括甲醇、乙醇、三乙醇胺和三异丙醇胺中的一种以上；

所述水包括自来水或地下水。

一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂的制备方法，包括步骤：开启电动搅拌机，控制转速60-80/min，将重量份的原料按照以下顺序：减少剂25-50份、引气剂1-5份、增稠剂5-15份、早强剂4-20份、水20-60份依次投入搅拌机内，连续搅拌20-40分钟，即可得到渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂。

以上所述的渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂可在渠道边坡抗压强度等级C15-C40混凝土中应用，其掺入量为混凝土中水泥总质量的0.5-1.5%。

以上所述抗压强度等级C15-C40混凝土即为抗压等级为C15、C20、C25、C30、C35和C40。按照SL191-2008《水工混凝土结构设计规范》规定，普通混凝土划分为十个等级，即：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55和C60。同时按照SL18-2004《渠道防渗技术规范》规定选用抗压强度等级C15-C40混凝土进行应用。

与现有技术相比，本发明的优点及积极效果为：

（1）本发明的复合型添加剂中含有减水剂、引气剂、增稠剂和早强剂，具有明显的减水、引气、增稠及早强效果，极大提高了渠道陡坡混凝土强度、密实性、抗渗性、抗裂性，提高工程质量和延长工程使用寿命，克服了渠道陡坡混凝土内部蜂窝孔洞多、不密实、骨料分离多、不均匀、早期强度低、抗冻性能低、易开裂、混凝土衬砌抗渗性差等问题。

（2）本复合添加剂的各组分之间相容性好，能达到很好的减水、引气、增稠和早强效果，还能长期保存，而且各组分的配比合理。

（3）各组份中无强腐蚀性或强刺激性物质，使用安全环保，原料中不含氯离子，能有效避免对钢筋的腐蚀作用。

（4）本发明的复合添加剂减水效果好，可以降低水灰比，提高渠道陡坡混凝土的强度；增稠效果好，可以提高混凝土粘聚性、密实性及混凝土在渠道陡坡上的抗滑稳定性；引气效果好，混凝土引入密闭气泡，能有效打断混凝土中毛细孔通道，提高混凝土的抗渗性及抗冻性；早强效果好，提高渠道陡坡混凝土早期强度，适用于冬季施工，有效缓解渠道施工工期紧，任务重的局面。

（5）本发明的复合添加剂在渠道边坡现浇混凝土的应用过程中，其掺入量仅为混凝土中水泥总质量的0.5-1.5%，成本较低，具有很好的经济效益，适合在大规模推广。

（6）本发明所制备的复合添加剂经过测定，其减水率达到15.6-25.8%，泌水率比为：5.8-11.5%，含气量为3.2-4.2%，坍落度为83-89mm，混凝土粘聚性及密实性好，7天抗压强度为26.4-31.4MPa，28天抗压强度为35.2-41.8MPa，混凝土抗渗等级为W7-W10，混凝土抗冻等级为F100-F200，从中可以说明本发明的复合添加剂有效克服渠道边坡现浇混凝土存在的不密实、早期强度低、抗冻性能低、抗渗性差、渗漏损失大的不足。

附图说明

图1为灌区渠道横断面图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围不限于实施例。

实施例1

一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂由以下原料组成：按重量份数计，减水剂木质素磺酸钙40份和萘系10份、引气剂十二烷基苯磺酸类1份、增稠剂羧甲基纤维素5份、早强剂甲醇5份和自来水60份。

制备方法：开启电动搅拌机，控制转速60r/min，将重量份的原料按照以下顺序：减水剂50份、引气剂1份、增稠剂5份、早强剂5份、自来水60份依次投入搅拌机内，连续搅拌40分钟，即可得到渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂。

实施例2

一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂由以下原料组成：按重量份数计，减水剂萘系40份、引气剂十二烷基苯磺酸类2份和三萜皂苷类3份混合、增稠剂聚丙烯酰胺10份、早强剂甲醇10份和乙醇5份和自来水45份。

制备方法：开启电动搅拌机，控制转速80r/min，将重量份的原料按照以下顺序：减水剂40份、引气剂5份、增稠剂10份、早强剂15份、自来水45份依次投入搅拌机内，连续搅拌25分钟，即可得到渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂。

实施例3

一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂由以下原料组成：按重量份数计，减水剂氨基磺酸盐30份、引气剂松香热聚物类2份、增稠剂聚丙烯酸钠10份和羧甲基纤维素2份、早强剂三乙醇胺15份和自来水40份。

制备方法：开启电动搅拌机，控制转速70r/min，将重量份的原料按照以下顺序：减水剂30份、引气剂2份、增稠剂12份、早强剂15份、自来水40份依次投入搅拌机内，连续搅拌30分钟，即可得到渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂。

实施例4

一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂由以下原料组成：按重量份数计，减水剂醛酮缩合物25份、引气剂十二烷基苯磺酸类4份、增稠剂丙烯基磺酸钠12份、早强剂三异丙醇胺18份和地下水38份。

制备方法：开启电动搅拌机，控制转速60r/min，将重量份的原料按照以下顺序：减水剂25份、引气剂4份、增稠剂12份、早强剂15份、地下水38份依次投入搅拌机内，连续搅拌35分钟，即可得到渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂。

实施例5

一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂由以下原料组成：按重量份数计，减水剂马来酸酐和烯丙醇醚共聚物35份、引气剂三萜皂苷类5份、增稠剂聚丙烯酰胺15份、早强剂三乙醇胺15份和地下水30份。

制备方法：开启电动搅拌机，控制转速80r/min，将重量份的原料按照以下顺序：减水剂35份、引气剂5份、增稠剂15份、早强剂15份、地下水30份依次投入搅拌机内，连续搅拌20分钟，即可得到渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂。

应用效果

将实施例1-5配制的渠道边坡现浇混凝土复合添加剂在某水库灌区渠道防渗改造工程进行应用，渠道横断面示意图如图1所示。渠道边坡的坡比为1:0.5，从坡比值可以看出，渠道边坡的坡度很陡。水库灌区渠道边坡混凝土的设计指标：混凝土抗压强度C20，抗渗等级W6，抗冻等级F50，同时要求渠道边坡混凝土密实，不开裂。

渠道边坡混凝土各原料的配比按照SL352-2006《水工混凝土试验规程》及SL18-2004《渠道防渗工程技术规范》进行设计，各原料的配比按照如下要求设计：

（1）水泥用量：普通硅酸盐水泥，等级为42.5级，单方混凝土水泥用量350kg/m³。

（2）砂率:采用河砂，砂子的细度模数为2.65，采用石灰岩碎石，碎石的粒径为5-20mm。

（3）渠道边坡现浇混凝土复合添加剂掺量：实施例1为水泥重量的1.5%，实施例2为水泥重量1.2%，实施例3为水泥重量1.0%，实施例4为水泥重量为0.8%，实施例5为水泥重量为0.5%。

（4）单方混凝土用水量：应使混凝土的坍落度达到（80±10）mm。

因此，单方混凝土重量配合比为：水泥：砂子：石子：水=350:750:1125:175。

按照GB8076-2008《混凝土外加剂》及SL352-2006《水工混凝土试验规程》中的试验方法进行检测，其检测结果如下表所示：

应用检测结果表

由上表可以看出：现有技术虽然满足混凝土坍落度及抗压强度要求，但是混凝土含气量、粘聚性、密实性、抗渗性能及抗冻性能满足不了要求。本发明实施例1-5配方所制备的复合添加剂，减水率达到15.6-25.8%、泌水率比为5.8-11.5%、含气量为3.2-4.2%、坍落度为83-89mm、混凝土粘聚性及密实性好、7天抗压强度为26.4-31.4MPa、28天抗压强度为35.2-41.8MPa、混凝土抗渗等级为W7-W10、混凝土抗冻等级为F100-F200。从中可以说明，本发明提供的复合添加剂有效克服了渠道边坡现浇混凝土存在的不密实、早期强度低、抗冻性能低、抗渗性差、渗漏损失大的不足。

Claims (3)

1.一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：减水剂25-50份、引气剂1-5份、增稠剂5-15份、早强剂4-20份和水20-60份；

所述减水剂包括马来酸酐和烯丙醇醚共聚物、醛酮缩合物、木质素磺酸钙、萘系、氨基磺酸盐和醛酮缩合物中的一种以上；

所述引气剂包括十二烷基苯磺酸类引气剂、三萜皂苷类引气剂和松香热聚物类中的一种以上；

所述增稠剂包括羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠和丙烯基磺酸钠中的一种以上；

所述早强剂包括甲醇、乙醇、三乙醇胺和三异丙醇胺中的一种以上；

所述水包括自来水或地下水。

2.根据权利要求1所述一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂的制备方法，其特征在于：包括步骤：开启电动搅拌机，控制转速60-80r/min，将重量份的原料按照以下顺序：减少剂25-50份、引气剂1-5份、增稠剂5-15份、早强剂4-20份、水20-60份依次投入搅拌机内，连续搅拌20-40分钟，即可得到渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂。

3.根据权利要求1所述一种渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂的应用，其特征在于：渠道边坡现浇混凝土复合型添加剂可在渠道边坡抗压强度等级为C15-C40混凝土中应用，其掺入量为混凝土中水泥总质量的0.5-1.5%。