CN105293987A - 水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂及其制备方法和应用，其中复配减水剂由如下重量百分含量的组分组成：减水组分50％～80％；保坍组分5％～40％；增稠组分1％～10％；缓凝组分1％～20％；引气组分0.1％～2％。本发明提高了自密实混凝土的和易性、流动性、抗离析及保坍性能。

Description

水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及减水剂技术领域，尤其涉及一种水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂及其制备方法和应用。

背景技术

自密实混凝土是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。自密实混凝土解决了熟练技术工人的减少和混凝土结构耐久性提高之间的矛盾，被称为“近几十年中混凝土建筑技术最具革命性的发展”。自密实混凝土的硬化性能与普通混凝土相似，而新拌混凝土性能则与普通混凝土相差很大。自密实混凝土的自密实性能主要包括流动性、抗离析性和填充性。

配制自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和精心的配合比设计,将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服,使混凝土流动性增大,同时又具有足够的塑性粘度,令骨料悬浮于水泥浆中,不出现离析和泌水问题,能自由流淌并充分填充模板内的空间,形成密实且均匀的胶凝结构。

自密实混凝土用减水剂改善了混凝土的和易性，提高抗离析性能，使达到自流平、自填充性能要求。由于自密实混凝土用减水剂的问世，降低了对混凝土其它原材料的性能要求，使得现在的混凝土企业更容易生产出合格的自密实混凝土。

水工混凝土是用于经常或周期性地受环境水作用的水工构筑物所用的混凝土。常用于水上、水下和水位变动区等部位。因其用途不同，技术要求也不同：常与环境水相接触时，一般要求具有较好的抗渗性；在寒冷地区、特别是在水位变动区应用时，要求具有较高的抗冻性；与侵蚀性的水相接触时，要求具有良好的耐蚀性；在大体积构筑物中应用时，为防止温度裂缝的出现，要求具有抵热性和低收缩性；在受高速水流冲刷的部位使用时，要求具有抗冲刷、耐磨及抗气蚀性等。水工混凝土是水利工程中，尤其是大型水利工程中最主要的建筑材料。

现有的减水剂主要有萘系减水剂和聚羧酸系减水剂，萘系减水剂由于在合成过程中采用的工业萘、甲醛及浓硫酸等对人体有害，不符合绿色环保的要求。聚羧酸减水剂主要用于生产一般大流动性或泵送性混凝土。当掺量提高时，可以增加混凝土流动性,但是容易造成离析、泌水、泌浆，骨料发生分层和沉降,不利于泵送、易堵泵堵管，泵送后的也不能在不经振捣的充分填充模板形成密实且均匀的胶凝结构。

而自密实混凝土不仅要求良好的流动性，对抗离析性和自填充性能都有很高的要求。而水工混凝土的因使用环境的特殊性，对抗渗、抗冻等性能要求也与普通混凝土不同。因此现有的聚羧酸减水剂的性能并不能很好的满足水工自密实混凝土的这些性能需要。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，主要目的是提供一种提高自密实混凝土的和易性、流动性、抗离析性能及保坍性能。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，由如下重量百分含量的组分组成：

作为优选，其组分及重量百分含量如下：

作为优选，所述减水组分为低引气聚醚聚羧酸高性能减水剂。

作为优选，所述保坍组分为聚醚聚羧酸保坍剂。

作为优选，所述增稠组分选自(羟丙基)甲基纤维素、温伦胶和黄原胶中的至少一种。

作为优选，所述缓凝组分选自羟基羧酸及其盐类缓凝剂、磷酸盐类缓凝剂、单糖及多糖类缓凝剂和多元醇类缓凝剂中的至少一种。

作为优选，所述引气组分选自十二烷基硫酸钠、三萜皂甙和聚醚类引气剂中的至少一种。

另一方面，本发明实施例提供了一种水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，由上述实施例的复配减水剂和水组成，其中上述实施例的复配减水剂与水质量比为1：0.5-4。

另一方面，本发明实施例提供了一种上述实施例的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂的制备方法，各组分与水均匀即可。

作为优选，先将减水组分和保坍组分加入水中混合均匀，然后依次加入增稠组分、缓凝组分和引气组分，并分别混合均匀即可。

另一方面，本发明实施例提供了一种水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂在混凝土中的应用。

作为优选，所述减水剂的用量折合固体质量为混凝土胶凝材料总质量的0.2％～0.6％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实施例的复配减水剂满足水工自密实混凝土的使用环境的特殊要求，提高了水工自密实混凝土的和易性、流动性、抗离析性能及保坍性能。填补市场空白，具有较大应用价值和市场需求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂的组分及配比如下：

低引气聚醚聚羧酸减水剂258公斤，聚醚聚羧酸保坍剂110公斤，甲基纤维素5公斤，黄原胶5公斤羟基羧酸盐10公斤，多糖10公斤，聚醚类引气剂2公斤。

实施例2

本实施例提供一种适合直接使用的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，将实施例1中的所有组分均匀分散在600公斤水中即得。其中混合时，先将减水组分和保坍组分加入水中混合均匀，然后依次加入增稠组分、缓凝组分和引气组分，并分别混合均匀即可。

由于减水剂在使用时通常为各有效组分与水配制成一定浓度的液体。因此，本实施例提供了一种可直接使用的常用浓度的复配减水剂。由于实施例1中的低引气聚醚聚羧酸减水剂和聚醚聚羧酸保坍剂均为母液，因此，混合时现将该两组分混于水中，然后再将其他的组分混合，更加均匀。一般实施例1中组分的总质量与水的质量比为1:0.5-4。

实施例3

减水剂使用时一般均是将各组分均匀混合在水中得到液体减水剂之后用于混凝土。因此，本实施例中将实施例2的减水剂用于混凝土中，实施例2的减水剂用量为胶凝材料(包括水泥及掺合料)总重量1.5％～2.5％。本实施例的减水剂用于混凝土时的用量折合固体质量一般为混凝土的胶凝材料总重量的0.2％～0.6％。

本发明实施例的复配减水剂与普通聚羧酸减水剂为对比例进行性能对比。性能测试方法参照《CECS203自密实混凝土应用技术规程》。混凝土及减水剂的具体配比见下表1。性能测试结果见下表2。

表1

配合比	水泥	矿粉	粉煤灰	砂	石	水	减水剂
								Kg/m3	300	50	140	900	830	166	9.8

表2

测试项目	坍落度	扩展度	V型漏斗	U型箱(B2型)	T50
						实施例1	275mm	740mm	14.8s	340mm	3.2s
普通聚羧酸	270mm	720mm	>60s	150mm	5s
						工程要求	≥260mm	≥700mm	7-25s	≥320mm	≤6s

通过表1和表2可知，在所有条件均相同的情况下，使用本发明实施例的复配减水剂的混凝土满足工程对自密实混凝土的性能要求。而对比例采用普通聚羧酸减水剂无法满足要求。

采用本发明实施例的复配减水剂的水工混凝土耐久性测试方法参照《SL352水工混凝土试验规程》，测试结果见下表3。

表3

测试项目	抗渗性能	抗冻性能
			结果	满足W10	满足F150

本发明实施例的自密实水工混凝土用聚羧酸系复配减水剂应用的混凝土满足自密实混凝土的性能要求：

扩展度≥700mm，2h经时损失≤50mm；

坍落度≥260mm，2h经时损失≤10mm；

T50＜6s；

V形漏斗通过时间7～25s；

U型箱试验填充高度≥320mm。

满足水工混凝土耐久性要求：

抗渗性能满足W10，抗冻性能满足F150。

本发明实施例中各组分的作用如下：

低引气型聚羧酸高性能减水剂：流动性强、和易性好；

聚羧酸保坍剂：坍落度、扩展度经时损失小；

增稠保水剂：抗离析性，使骨料稳定的悬浮在水泥浆体中；

缓凝剂：调整凝结时间，改善混凝土和易性；

引气剂：改善混凝土和易性、耐久性抗冻要求。

本发明实施例的各组分在提高混凝土某一性能的同时又会降低其他的性能，而对于水工自密实混凝土来说，任一个性能达不到要求均不能满足其使用环境的特殊要求。例如，提高增稠保水剂用量会影响混凝土的流动性，坍落度、扩展度经时损失也会更大，增稠保水剂用量较低则无法起到抗离析作用，骨料不能稳定悬浮在水泥浆体中。而提高减水剂用量，流动性好，但是抗离析性就差，保坍剂用量较高容易在经时损失过程中导致离析，用量不足时混凝土无法满足技术要求。本发明实施例通过调整各组分比例、用量使其达到一个平衡状态，从而满足了水工自密实混凝土使用环境的特殊要求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，其特在于，其由如下重量百分含量的组分组成：

2.根据权利要求1所述的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，其特征在于，其组分及重量百分含量如下：

3.根据权利要求1所述的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，其特征在于，所述减水组分为低引气聚醚聚羧酸高性能减水剂。

4.根据权利要求1所述的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，其特征在于，所述保坍组分为聚醚聚羧酸保坍剂。

5.根据权利要求1所述的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，其特征在于，所述增稠组分选自(羟丙基)甲基纤维素、温伦胶和黄原胶中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，其特征在于，所述缓凝组分选自羟基羧酸及其盐类缓凝剂、磷酸盐类缓凝剂、单糖及多糖类缓凝剂和多元醇类缓凝剂中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，其特征在于，所述引气组分选自十二烷基硫酸钠、三萜皂甙和聚醚类引气剂中的至少一种。

8.水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂，由权利要求1所述的减水剂和水组成，其中所述减水剂与水质量比为1：0.5-4。

9.权利要求8所述的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂的制备方法，各组分与水均匀即可。

10.权利要求1所述的水工自密实混凝土用聚羧酸系复配减水剂在混凝土中的应用。

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述减水剂的用量折合固体质量为混凝土胶凝材料总质量的0.2％～0.6％。