CN105601802A - 一种钢筋、混凝土膨胀系数调节剂制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢筋、混凝土膨胀系数调节剂制备方法及应用，属于膨胀系数调节剂制备技术领域。本发明调节剂是取丙烯酰胺、猪板油、盐酸溶液和水搅拌混合，加入过硫酸钾引发剂高温聚合，降温后在搅拌的情况下滴加硅酸钠溶液，程序升温，降温后加入氧化镁粉末，充分搅拌均匀后制得。再与混凝土进行混合均匀应用，灌入捆扎好的矩形状钢筋中，固化即可。本发明的有益效果是：本发明制备的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，有效的解决了钢筋、混凝土在高温、低温下膨胀系数的不同的问题，针对性强，可耐温度-10～50°C；该调节剂制备简单，成本低，使用后接口处10～12年不产生断裂。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢筋、混凝土膨胀系数调节剂制备方法及应用，属于膨胀系数调节剂制备技术领域。
背景技术
随着国家社会经济的发展，作为基础设施的交通和建筑建设近几年取得了飞速发展，仅2007年公路建设里程已经达到190万公路，其中高速公路里程达4.5万公里，桥梁达33.2万座累积长度达13390公里。因此，交通建设的安全性、使用寿命等性能对交通营运环境显得日趋重要。现如今交通发展迅速，使得汽车行业的荷负载能力同样也发生变化，大量超大型汽车荷载对于道路桥梁的要求越来越高，也推动了钢筋、混凝土的不断发展。对于建筑建设也提出了越来越高的要求，建筑结构理论的不断发展和大型工程实践的积累使混凝土结构式由平面规则、空间平直向空间异型等方向发展。对于空间异型结构设计方式和先进的施工工艺是保证结构质量效果的关键，但对于这种大跨度、多曲率、形体复杂的空间结构，特别是钢筋混凝土结构，公路与桥梁的连接过渡段，由于钢筋、混凝土在高温、低温下膨胀系数的不同，造成接口处产生断裂现象，往往公路和桥梁建筑修好后采用在路段中切一条缝隙的方式来解决钢筋、混凝土之间热胀冷缩的问题，但这样不仅加大了施工工人的工作量，而且对于无桥墩、远距离拉伸难以实现。因此，研究出一种解决钢筋、混凝土膨胀系数不同的方法，对交通等建筑领域的发展具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对钢筋、混凝土在高温、低温下膨胀系数的不同，造成接口处断裂，往往采用在路段中切一条缝隙的方式来解决钢筋、混凝土之间热胀冷缩的问题，但这样加大了施工工人的工作量，对于无桥墩、远距离拉伸难以实现，本发明通过制备一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，与混凝土进行混合，灌入钢筋中，解决钢筋、混凝土在高温、低温下膨胀系数的不同的问题，该调节剂制备简单，使用效果显著。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按重量份数比计，取50～60份的丙烯酰胺、8～14份的猪板油、10～15份质量分数为40%的盐酸溶液和20～30份的水，置于带有温度计及搅拌器的容器中，在温度为35～40°C条件下，搅拌混合40～50min，待反应完成后静置冷却至室温，得混合溶液；
（2）将上述静置冷却后的混合溶液置于反应器中，再将其置于冰水浴中，控制反应器中的温度为50～55°C，搅拌25～35min，然后在氮气保护条件下加入质量浓度为1.0～3.0%的过硫酸钾引发剂，加入量为丙烯酰胺质量的0.4～0.9%，在温度为110～150°C条件下，搅拌反应4～6h，待反应结束后降温至20～30°C；
（3）在搅拌的情况下，向上述反应器中缓慢滴加质量分数为15%的硅酸钠溶液，加入量为丙烯酰胺质量的1.5～2%，再对反应器加热升温，升温速度为2°C/min，待温度升至105～110°C停止加热，保持其温度20～30min，然后以6°C/min的速度降温至30～35°C；
（4）向上述降温后的反应容器中加入氧化镁粉末，加入量为丙烯酰胺质量的3～5%，搅拌2～3h，转速设定为3000～4000r/min，使其充分混合均匀，在温度为28～35°C下固化3～5h，即制备得到一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂。
所述的一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂的具体应用方法为：
（1）取200～220kg/m3水泥、220～240kg/m3粒径2.0mm沙子、1000～1200kg/m3粒径20mm碎石和180～200kg/m3水，放入大型搅拌机中，在2000～3000r/min转速下进行高速搅拌30～50min，混合均匀，得混凝土；
（2）向上述得到的混凝土中添加制备得到的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，添加量为混凝土的1～5‰，高速搅拌20～30min，混合均匀，即可。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，有效的解决了钢筋、混凝土在高温、低温下膨胀系数的不同的问题，针对性强，可耐温度-10～50°C；
（2）该调节剂制备简单，成本低，使用后接口处10～12年不产生断裂。
具体实施方式
首先按重量份数比计，取50～60份的丙烯酰胺、8～14份的猪板油、10～15份质量分数为40%的盐酸溶液和20～30份的水，置于带有温度计及搅拌器的容器中，在温度为35～40°C条件下，搅拌混合40～50min，待反应完成后静置冷却至室温，得混合溶液；然后将上述静置冷却后的混合溶液置于反应器中，再将其置于冰水浴中，控制反应器中的温度为50～55°C，搅拌25～35min，然后在氮气保护条件下加入质量浓度为1.0～3.0%的过硫酸钾引发剂，加入量为丙烯酰胺质量的0.4～0.9%，在温度为110～150°C条件下，搅拌反应4～6h，待反应结束后降温至20～30°C；在搅拌的情况下，向上述反应器中缓慢滴加质量分数为15%的硅酸钠溶液，加入量为丙烯酰胺质量的1.5～2%，再对反应器加热升温，升温速度为2°C/min，待温度升至105～110°C停止加热，保持其温度20～30min，然后以6°C/min的速度降温至30～35°C；最后向上述降温后的反应容器中加入氧化镁粉末，加入量为丙烯酰胺质量的3～5%，搅拌2～3h，转速设定为3000～4000r/min，使其充分混合均匀，在温度为28～35°C下固化3～5h，即制备得到一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂。
取200～220kg/m3水泥、220～240kg/m3粒径2.0mm沙子、1000～1200kg/m3粒径20mm碎石和180～200kg/m3水，放入大型搅拌机中，在2000～3000r/min转速下进行高速搅拌30～50min，混合均匀，得混凝土；向上述得到的混凝土中添加制备得到的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，添加量为混凝土的1～5‰，高速搅拌20～30min，混合均匀，即可。
实例1
首先按重量份数比计，取50份的丙烯酰胺、10份的猪板油、15份质量分数为40%的盐酸溶液和25份的水，置于带有温度计及搅拌器的容器中，在温度为35°C条件下，搅拌混合40min，待反应完成后静置冷却至室温，得混合溶液；然后将上述静置冷却后的混合溶液置于反应器中，再将其置于冰水浴中，控制反应器中的温度为50°C，搅拌25min，然后在氮气保护条件下加入质量浓度为1.0%的过硫酸钾引发剂，加入量为丙烯酰胺质量的0.4%，在温度为110°C条件下，搅拌反应4h，待反应结束后降温至20°C；在搅拌的情况下，向上述反应器中缓慢滴加质量分数为15%的硅酸钠溶液，加入量为丙烯酰胺质量的1.5%，再对反应器加热升温，升温速度为2°C/min，待温度升至105°C停止加热，保持其温度20min，然后以6°C/min的速度降温至30°C；最后向上述降温后的反应容器中加入氧化镁粉末，加入量为丙烯酰胺质量的3%，搅拌2h，转速设定为3000r/min，使其充分混合均匀，在温度为28°C下固化3h，即制备得到一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂。
取200kg/m3水泥、220kg/m3粒径2.0mm沙子、1000kg/m3粒径20mm碎石和180kg/m3水，放入大型搅拌机中，在2000r/min转速下进行高速搅拌30min，混合均匀，得混凝土；向上述得到的混凝土中添加制备得到的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，添加量为混凝土的1‰，高速搅拌20min，混合均匀，即可；本发明制备的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，有效的解决了钢筋、混凝土在高温、低温下膨胀系数的不同的问题，针对性强，可耐温度-10°C；该调节剂制备简单，成本低，使用后接口处10年不产生断裂。
实例2
首先按重量份数比计，取55份的丙烯酰胺、12份的猪板油、13份质量分数为40%的盐酸溶液和20份的水，置于带有温度计及搅拌器的容器中，在温度为38°C条件下，搅拌混合45min，待反应完成后静置冷却至室温，得混合溶液；然后将上述静置冷却后的混合溶液置于反应器中，再将其置于冰水浴中，控制反应器中的温度为52°C，搅拌30min，然后在氮气保护条件下加入质量浓度为2.0%的过硫酸钾引发剂，加入量为丙烯酰胺质量的0.7%，在温度为130°C条件下，搅拌反应5h，待反应结束后降温至25°C；在搅拌的情况下，向上述反应器中缓慢滴加质量分数为15%的硅酸钠溶液，加入量为丙烯酰胺质量的1.8%，再对反应器加热升温，升温速度为2°C/min，待温度升至108°C停止加热，保持其温度25min，然后以6°C/min的速度降温至33°C；最后向上述降温后的反应容器中加入氧化镁粉末，加入量为丙烯酰胺质量的4%，搅拌2.5h，转速设定为3500r/min，使其充分混合均匀，在温度为31°C下固化4h，即制备得到一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂。
取210kg/m3水泥、230kg/m3粒径2.0mm沙子、1100kg/m3粒径20mm碎石和190kg/m3水，放入大型搅拌机中，在2500r/min转速下进行高速搅拌40min，混合均匀，得混凝土；向上述得到的混凝土中添加制备得到的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，添加量为混凝土的3‰，高速搅拌25min，混合均匀，即可；本发明制备的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，有效的解决了钢筋、混凝土在高温、低温下膨胀系数的不同的问题，针对性强，可耐温度20°C；该调节剂制备简单，成本低，使用后接口处11年不产生断裂。
实例3
首先按重量份数比计，取60份的丙烯酰胺、8份的猪板油、10份质量分数为40%的盐酸溶液和22份的水，置于带有温度计及搅拌器的容器中，在温度为40°C条件下，搅拌混合50min，待反应完成后静置冷却至室温，得混合溶液；然后将上述静置冷却后的混合溶液置于反应器中，再将其置于冰水浴中，控制反应器中的温度为55°C，搅拌35min，然后在氮气保护条件下加入质量浓度为3.0%的过硫酸钾引发剂，加入量为丙烯酰胺质量的0.9%，在温度为150°C条件下，搅拌反应6h，待反应结束后降温至30°C；在搅拌的情况下，向上述反应器中缓慢滴加质量分数为15%的硅酸钠溶液，加入量为丙烯酰胺质量的2%，再对反应器加热升温，升温速度为2°C/min，待温度升至110°C停止加热，保持其温度30min，然后以6°C/min的速度降温至35°C；最后向上述降温后的反应容器中加入氧化镁粉末，加入量为丙烯酰胺质量的5%，搅拌3h，转速设定为4000r/min，使其充分混合均匀，在温度为35°C下固化5h，即制备得到一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂。
取220kg/m3水泥、240kg/m3粒径2.0mm沙子、1200kg/m3粒径20mm碎石和200kg/m3水，放入大型搅拌机中，在3000r/min转速下进行高速搅拌50min，混合均匀，得混凝土；向上述得到的混凝土中添加制备得到的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，添加量为混凝土的5‰，高速搅拌30min，混合均匀，即可；本发明制备的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，有效的解决了钢筋、混凝土在高温、低温下膨胀系数的不同的问题，针对性强，可耐温度50°C；该调节剂制备简单，成本低，使用后接口处12年不产生断裂。
Claims (2)
1.一种钢筋、混凝土膨胀系数调节剂制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数比计，取50～60份的丙烯酰胺、8～14份的猪板油、10～15份质量分数为40%的盐酸溶液和20～30份的水，置于带有温度计及搅拌器的容器中，在温度为35～40°C条件下，搅拌混合40～50min，待反应完成后静置冷却至室温，得混合溶液；
（2）将上述静置冷却后的混合溶液置于反应器中，再将其置于冰水浴中，控制反应器中的温度为50～55°C，搅拌25～35min，然后在氮气保护条件下加入质量浓度为1.0～3.0%的过硫酸钾引发剂，加入量为丙烯酰胺质量的0.4～0.9%，在温度为110～150°C条件下，搅拌反应4～6h，待反应结束后降温至20～30°C；
（3）在搅拌的情况下，向上述反应器中缓慢滴加质量分数为15%的硅酸钠溶液，加入量为丙烯酰胺质量的1.5～2%，再对反应器加热升温，升温速度为2°C/min，待温度升至105～110°C停止加热，保持其温度20～30min，然后以6°C/min的速度降温至30～35°C；
（4）向上述降温后的反应容器中加入氧化镁粉末，加入量为丙烯酰胺质量的3～5%，搅拌2～3h，转速设定为3000～4000r/min，使其充分混合均匀，在温度为28～35°C下固化3～5h，即制备得到一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂。
2.根据权利要求1所述的一种钢筋、混凝土膨胀系数调节剂制备方法，其特征在于所述的一种胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂的具体应用方法为：
（1）取200～220kg/m3水泥、220～240kg/m3粒径2.0mm沙子、1000～1200kg/m3粒径20mm碎石和180～200kg/m3水，放入大型搅拌机中，在2000～3000r/min转速下进行高速搅拌30～50min，混合均匀，得混凝土；
（2）向上述得到的混凝土中添加制备得到的胶状钢筋、混凝土膨胀系数调节剂，添加量为混凝土的1～5‰，高速搅拌20～30min，混合均匀，即可。
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| CN102875092A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-01-16 | 天津宝丰混凝土桩杆有限公司 | 一种管桩头与承台用纤维混凝土 |
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2015
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