CN107352846B - 一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物，该低泡降黏型外加剂组合物包括组分A和组分B，其中组分A与组分B的质量比为1.0～3.0:1；组分A为无机矿物润滑剂；组分B由以下质量百分比的原料组成：高分散剂30～50％、有机润滑剂0.02～0.1％、消泡剂0.05～0.2％、微沫剂0.1～0.3％、稳泡剂0.1～0.3％、抗泥剂2.0～5.0％、水45～65％。本发明还提供了上述低泡降黏型外加剂组合物的使用方法。本发明旨在通过改善浆体与骨料之间的流动性，提高水膜层厚度及润滑性，提升浆体稳定性等多种功能的协同作用，有效地降低了低水胶比下高强混凝土的黏性，显著提高了其施工性能。

Description

一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物

技术领域

本发明属于功能型外加剂制备技术领域，具体涉及到一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物及其使用方法。

背景技术

随着时代的进步、社会的快速发展以及技术的全面革新，混凝土建筑物呈现出新的结构形式和体系，并朝着大型化、高层化方向发展。这些建筑物对混凝土的力学性能、耐久性能等有了更高的技术要求，然而，传统的混凝土技术已无法满足目前现代社会工程建设的需要，基于目前混凝土技术的不断发展以及社会经济对混凝土工程技术发展的强烈需求，高与超高强混凝土的出现及应用满足了在高层结构、大跨体系、侵蚀环境中等场合的要求。因此，高强混凝土的研究意义重大，且已成为水泥基复合材料发展的重要方向之一。

目前，为了使混凝土达到高与超高强等级，一般采用增加胶凝材料总量、提高细掺合料用量及降低水胶比等措施，这必将导致混凝土拌合物出现黏度过大和流速过慢等问题，使得混凝土浇筑困难，严重制约了高与超高强混凝土的推广与应用。为了降低混凝土黏度，提高其流动性。专利201510852628.9采用含羧基的单体、含支化型侧链的单体及含刚性环基团的单体以一定的摩尔比进行自由共聚反应而制备出降黏型聚羧酸超塑化剂，通过实施例可以看出，该降黏型超塑化剂引入的含气量相对较高，过高的含气量对高与超高强混凝土的强度发展不利，且含气量的提高本身就可降低高与超高强混凝土黏度；专利201610737907.5公开了一种醚类降黏型聚羧酸减水剂的制备方法，主要是将酰胺基团连接到减水剂分子中以改善其在水泥颗粒表面的吸附性，对混凝土起到降黏作用，主要是通过提高减水剂的分散性和坍落度保持性来降黏。上述专利文献的共性都是采用合成的方法制备降黏型聚羧酸系减水剂，且都是通过提高减水剂的强吸附分散性和高坍落度保持性来维系混凝土的黏性降低，因此，仅依赖于聚羧酸减水剂的降黏则存在方法及功能单一的问题，同时聚羧酸母液引入的较大气泡结构对高与超高强混凝土的力学性能、耐久性能均非常不利。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题以及现有技术的不足提供了一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物及其使用方法，解决的技术问题是：针对低水胶比下高强混凝土的高黏性问题，依据本发明可改善混凝土浆体骨料之间的流动性，提高液相水膜层的厚度及润滑性，提升悬浮相水泥浆体的稳定性，基于上述功能的协同作用有效地降低了低水胶比下高强混凝土的黏性，显著提高了其施工性能。

本发明是采用以下技术方案来实现的，一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物，其特征在于：包括组分A、组分B,其中组分A与组分B的质量比为1.0～3.0:1；组分A为无机矿物润滑剂；组分B由如下质量百分比的原料组成：

所述的组分A中无机矿物润滑剂为硅灰、微珠中任意一种或两者任意比例的混合物；

所述的高分散剂为聚羧酸系减水剂母液、二乙二醇及聚醚胺D230的混合物，其中聚羧酸系减水剂母液浓度为40％，且聚羧酸系减水剂母液的质量百分比为85～95％、二乙二醇的质量百分比为2～8％、聚醚胺D230的质量百分比为2～8％；

所述有机润滑剂为水溶性高分子聚合物，具有搭桥和重组功能，以类似于空间矩阵的方式均匀地隔离、分布于水泥浆体中形成三维网状结构来提高混凝土的流动性和稳定性；

所述消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性硅类的一种或一种以上的混合物；

所述微沫剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐；

所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液或改性硅树脂聚醚微乳液；

所述抗泥剂为有机季铵盐和聚乙二醇小分子聚合物的混合物，两者按质量比例1:1混合。

上述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述的组分A可以等量替代混凝土配合比中的水泥用量；

(2)所述的组分B使用掺量为混凝土胶凝材料总质量的0.5％～1.5％；

(3)首先将所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物组分A与混凝土固体原材料预先拌合30秒～60秒；

(4)然后将所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物组分B以及拌合水同时加入所述的步骤(3)拌合物中再拌合120秒～180秒。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明依据低水胶比下高强混凝土黏性的生成机制出发，通过糅合多种降黏方式来改善浆体骨料之间流动性，提高水膜层厚度及润滑性，提升浆体稳定性，基于上述性能的协同改善有效地降低了低水胶比下高强混凝土的黏性，显著提高了其施工性能。

本发明利用无机矿物润滑剂的填充及滚珠轴承效应不仅改善了混凝土浆体骨料之间的流动性以降低混凝土黏性，还细化了浆体的孔结构，提升了浆体的密实度与耐久性。

本发明利用高分散剂在低水胶比下的高分散效应和有机润滑剂的搭桥及重组效应以提高水膜层厚度及水膜层润滑性来降低混凝土黏性。

本发明利用的二乙二醇与聚醚胺D230的复合物，不仅在低水胶比下具有强吸附的特性，而且可以强化聚羧酸系减水剂的空间位阻效应，因此对聚羧酸系减水剂的分散性能具有强激发的效应。

本发明利用消泡剂、微沫剂、稳泡剂三者之间的协同作用既可以抑制大气泡结构的生成，又可引入适量的细密性微小气泡并使之稳定，适量的微小气泡不仅通过改善浆体流动性达到降粘效果，而且同样细化了浆体孔结构并提升了其抗冻融耐久性。

本发明利用抗泥剂有效地抑制了骨料中的黏土对分散剂、微沫剂等组分的吸附，很好的维系了外加剂分散效果的稳定性，从而提升了浆体的稳定性，降低了浆体因黏土导致增黏发生的几率。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的内容，通过以下具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。本发明通过测试水泥净浆5分钟Marsh时间和混凝土倒坍落度排空时间来对所制备的产品进行评价。

实施例1

一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物及其使用方法

组分A：硅灰；

组分B各组成成分的质量百分比为：聚羧酸系减水剂母液36％、二乙二醇2％、聚醚胺2％、有机润滑剂0.02％、聚醚类消泡剂0.05％、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐0.1％、硅树脂聚醚乳液0.1％、有机季铵盐1.0％、聚乙二醇小分子聚合物1.0％、水57.73％。

实施例2

一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物及其使用方法

组分A:硅灰；

组分B各组成成分的质量百分比为：聚羧酸系减水剂母液38％、二乙二醇1％、聚醚胺1％、有机润滑剂0.1％、聚醚类消泡剂0.1％、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐0.2％、硅树脂聚醚乳液0.2％、有机季铵盐1.0％、聚乙二醇小分子聚合物1.0％、水57.40％。

实施例3

一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物及其使用方法

组分A:硅灰；

组分B各组成成分的质量百分比为：聚羧酸系减水剂母液34％、二乙二醇3％、聚醚胺3％、有机润滑剂0.05％、聚醚类消泡剂0.05％、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐0.15％、硅树脂聚醚乳液0.15％、有机季铵盐2.5％、聚乙二醇小分子聚合物2.5％、水54.60％。

实施效果

本发明制备的低泡降黏型外加剂组合物是针对低水胶比下高强混凝土的高黏性的问题，且结合混凝土黏性的生成机制，对外加剂组合物进行了功能性设计，旨在能有效的降低高强混凝土的黏性，保证混凝土施工性能的稳定及可控。

水泥净浆Marsh筒流速试验：试验采用小野田52.5硅酸盐水泥，固定水灰比为0.29，其中实施例中的组分A等量替代水泥，通过调整外加剂掺量控制流动度为200±5mm，将拌合好的净浆倒入Marsh筒至200mL刻度处，并通过计时测试200mL净浆排空时间则为Marsh时间，以Marsh时间的长短来评价水泥浆体的黏性。同时以实施例中所采用的聚羧酸系减水剂母液作为对比例1，以国外降黏型聚羧酸系减水剂(浓度为40％)作为对比例2，试验结果见表1。

混凝土倒坍落度筒流速试验：试验采用小野田52.5硅酸盐水泥，总胶材用量为480kg/m³，Ⅱ级粉煤灰掺量为20％，S95级矿粉掺量为10％，细度模数为2.7的天然砂用量为728kg/m³，碎石用量为1048kg/m³，用水量为144kg/m³，其中实施例中的组分A等量替代水泥，并通过调整外加剂掺量控制混凝土扩展度为550±20mm，用倒坍落度筒法测试混凝土排空时间，将坍落度筒倒置，装满混凝土并抹平，迅速提起坍落度筒，用秒表记录混凝土排空时间，并以排空时间的长短来评价混凝土的黏性。同时以实施例中所采用的聚羧酸系减水剂母液作为对比例1，以国外降黏型聚羧酸系减水剂(浓度为40％)作为对比例2，试验结果见表2。

表1水泥净浆Marsh筒流速试验结果

表2混凝土倒坍落度筒流速试验结果

虽然本发明列举了部分实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，例如对某份原料组分或工艺时间作增加或减少，但对产品的效果可能不会产生实质性影响，那么这种改动同样属于本申请的权利要求保护范围所界定的范围之内。

Claims (6)

1.一种低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物，其特征在于：包括组分A、组分B,其中组分A与组分B的质量比为1.0～3.0:1；组分A为无机矿物润滑剂，所述的组分A中无机矿物润滑剂为硅灰、微珠中任意一种或两者任意比例的混合物；组分B由如下质量百分比的原料组成：

2.根据权利要求1所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类、聚醚类、聚醚改性硅类的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物，其特征在于：所述微沫剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐。

4.根据权利要求1所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物，其特征在于：所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液或改性硅树脂聚醚微乳液。

5.根据权利要求1所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物，其特征在于：所述抗泥剂为有机季铵盐和聚乙二醇小分子聚合物的混合物，两者按质量比例1:1混合。

6.如权利要求1～5任一项所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)所述的组分A等量替代混凝土配合比中的水泥用量；

(2)所述的组分B使用掺量为混凝土胶凝材料总质量的0.5％～1.5％；

(3)首先将所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物组分A与混凝土固体原材料预先拌合30秒～60秒；

(4)然后将所述的低水胶比下高强混凝土用低泡降黏型外加剂组合物组分B以及拌合水同时加入所述的步骤(3)拌合物中再拌合120秒～180秒。