CN107512859A - 一种用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂。该防腐外加剂其组成包括A组分和B组分；所述A组分包括分散剂，所述B组分由硬脂酸和/或硬脂酸铵组成；所述分散剂和所述B组分的质量比为1:5‑5:1。本发明产品用于制备大吸水率粗骨料高性能混凝土时，可以获得施工性能良好的新拌混凝土，满足混凝土防止海水侵蚀的作用，提高混凝土的耐久性。其具有低引气、高减水、提高混凝土匀质性、收缩率低和坍落度保持能力好、以及可以使混凝土防止海水侵蚀等特点。

Description

一种用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂
技术领域
本发明属于建筑材料添加剂领域，具体涉及一种用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂。
背景技术
水泥基材料作为建筑领域应用量最大的材料，建筑寿命受到本身性能、冻融循环等因素的影响外，硫酸根离子、氯离子等的渗入导致水泥受到了硫酸盐侵蚀、酸雨侵蚀、海水侵蚀等化学破坏。对于“硅酸盐水泥+水”体系，伴随着水泥凝结硬化过程的进行，总体积产生一定程度的减缩，从而导致硬化浆体结构中存在很多孔隙，甚至毛细通道。孔隙率的提高，特别是毛细通道的存在，大大降低了其抗渗性能，使Cl-更易渗入其内部。当Cl-穿越混凝土保护层到达钢筋表面时，由于Cl-是极强的阳极活化剂，易与钢筋表面的氧化铁碱性钝化膜互相作用，使钝化膜受到腐蚀，即所谓钝化膜的“脱钝作用”。钢筋失去钝化膜的保护，由于形成局部电池，产生电化学效应，很快发生锈蚀。钢铁在锈蚀时，生成氧化物，伴随着体积的增加，产生膨胀应力，甚至使钢筋周围的混凝土开裂和剥落，严重影响结构的强度和耐久性。
对于海工混凝土的防腐性能，大部分的研究集中在使用大量掺合料，使用掺合料以提高混凝土的密实度，或者是加入一些无机材料可以与水泥基材料进行二次反应从而进一步降低孔隙率的效果。因大吸水率粗骨料的孔径均处于纳米级，和毛细通道差不多，很难利用传统的反应型防腐机理来对离子渗透进行屏蔽。因此开发一种新型的用于大吸水率骨架混凝土的防腐外加剂具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂。该外加剂具有低引气、高减水、提高混凝土匀质性、收缩率低和坍落度保持能力好、以及能使混凝土防止海水侵蚀等特点。
本发明所提供的用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂，其组成包括A组分和B组分；所述A组分包括分散剂，所述B组分由硬脂酸和/或硬脂酸铵组成；所述分散剂和所述B组分的质量比为1:5-5:1。
进一步的，所述防腐外加剂其组成包括下述质量百分含量的物质：
分散剂 16.00％～38.00％
硬脂酸铵和/或硬脂酸 24.00％～68.00％
水 16.00～38.00％。
更进一步的，所述用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂，其组成还可包括消泡剂和/或引气剂；其中，消泡剂的质量百分含量为0.00％～0.30％，优选0.00％～0.10％，引气剂的质量百分含量为0.00％～0.30％，优选0.00％～0.05％，。
即所述防腐外加剂其组成包括下述质量百分含量的物质：
优选的，所述防腐外加剂其组成包括下述质量百分含量的物质：
本发明中所述分散剂为聚羧酸系减水剂，选自丙烯酸系梳型聚合物和烯丙基聚醚系梳型聚合物中的一种或两种混合；
所述消泡剂选自聚硅氧烷类消泡剂、有机硅油类消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂和缓释型消泡剂中的一种或几种；
所述引气剂选自烷基硫酸盐和烷基醇醚类的一种或两种混合。
本发明提供的防腐外加剂能够适用于大吸水率粗骨料高性能混凝土中，可以起到防止海水侵蚀作用。
本发明还保护上述防腐外加剂的使用方法。
本发明所提供的防腐外加剂的使用方法，是将所述防腐外加剂掺入所述混凝土中，其掺量为混凝土配合比中总胶凝材料质量的0.4％～1.5％。
本发明提供的用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂以由A、B两个组分构成，A组分包括分散剂(可选的包括消泡剂和/或引气剂)，B组分由硬脂酸、硬脂酸铵的一种或两种组成。这种外加剂所采用的分散剂为聚羧酸系减水剂，可以使新拌混凝土的和易性良好，且具有较好的坍落度保持能力，同时混凝土用水量降低，从而进一步降低混凝土孔隙率；消泡剂的使用可促进混凝土中大气泡排出，引气剂能够在混凝土拌合过程中产生封闭、独立的微小气泡，能够使混凝土的含气量可控，获得较好流动性的新拌混凝土。本发明的外加剂能够通过分子迁移进入到混凝土中的毛细孔之中，在大孔含量大幅降低的前提下，进一步阻塞毛细孔，从而起到有效的防腐效果。
本发明产品用于制备大吸水率粗骨料高性能混凝土时，可以获得施工性能良好的新拌混凝土，满足混凝土防止海水侵蚀的作用，提高混凝土的耐久性。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的PCE-1是上海三瑞高分子材料股份有限公司的产品,产品目录号为VIVID-500(D)。下述实施例中的PCE-2是上海三瑞高分子材料股份有限公司的产品,产品目录号为VIVID-500(A)。下述实施例中的PCE-3是上海三瑞高分子材料股份有限公司的产品,产品目录号为VIVID-500(C)。下述实施例中的D1是上海三瑞高分子材料股份有限公司的产品,产品目录号为VIVID-200(DF4)。下述实施例中的D2是上海三瑞高分子材料股份有限公司的产品,产品目录号为VIVID-200(DF3)。下述实施例中的D3是上海三瑞高分子材料股份有限公司的产品,产品目录号为VIVID-200(CAB)。下述实施例中的Y1是上海三瑞高分子材料股份有限公司的产品,产品目录号为VIVID-200(Y5)。下述实施例中的Y2是上海三瑞高分子材料股份有限公司的产品,产品目录号为VIVID-200(Y2)。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
实施例1
称取32.00kg 50％固含量的PCE-1(聚醚结构的羧酸减水剂)，然后加入0.08kg聚醚类消泡剂D1、0.01kg烷基醇醚类引气剂Y1，67.91kg硬酯酸铵，继续搅拌均匀后即得到本发明的防腐外加剂，记为ACA-1。
实施例2
称取40.00kg 50％固含量的PCE-2(聚酯结构的羧酸减水剂)，然后加入0.05kg缓释型消泡剂D2，20.00kg硬酯酸铵，19.95kg硬酯酸，继续搅拌均匀后即得到本发明的防腐外加剂，记为ACA-2。
实施例3
称取25.00kg 50％固含量的PCE-1(聚醚结构的羧酸减水剂)和25.00kg 50％固含量的PCE-2(聚酯结构的羧酸减水剂)，然后加入0.05kg缓释型消泡剂D2，30.00kg硬酯酸铵，19.95kg硬酯酸，继续搅拌均匀后即得到本发明的防腐外加剂，记为ACA-3。
实施例4
称取30.00kg 50％固含量的PCE-3(聚醚结构的羧酸减水剂)和5.00kg 50％固含量的PCE-2(聚酯结构的羧酸减水剂)，然后加入0.05kg聚醚改性有机硅类消泡剂D3，0.05kg烷基硫酸盐引气剂Y2，60.00kg硬酯酸铵，4.90kg硬酯酸，继续搅拌均匀后即得到本发明的防腐外加剂，记为ACA-4。
实施例5
称取76.00kg 50％固含量的PCE-3(聚醚结构的羧酸减水剂)，然后加入24.00kg硬酯酸铵，继续搅拌均匀后即得到本发明的防腐外加剂，记为ACA-5。
对比例1
称取70.00kg 50％固含量的PCE-3(聚醚结构的羧酸减水剂)和5.90kg 50％固含量的PCE-2(聚酯结构的羧酸减水剂)，然后加入0.05kg聚醚改性有机硅类消泡剂D3，0.05kg烷基硫酸盐引气剂Y2，24kg水，继续搅拌均匀后即得到对比例，记为PC-1。
将以上实施例中的防腐外加剂ACA-1～ACA-5、对比例聚羧酸高性能减水剂PC-1和市售的抗硫酸盐侵蚀剂CM-1，因CM-1没有减水率，故复合PC-1进行实验对比。按照大吸水率粗骨料混凝土配合比掺加到混凝土之中，测试新拌混凝土的初始与1h的坍落度和流动度、28d抗压强度和吸水率(吸水率测试依据英国标准BS 1881,Part 122,1983进行)。试验所用水泥为CMP.O.42.5，Ⅰ级粉煤灰，细度模数为2.7的天然河砂，5-20mm的碎石(大石吸水率为5.03％，小石吸水率为3.46％)，C40混凝土配合比为：C：F：S：G：W＝357：63：738：978：164，其中大小石子比例为4：1。利用大吸水率粗骨料混凝土配合比进行应用性能检测，结果如表1。
表1各种减水剂在大吸水率粗骨料混凝土的应用性能测试结果
由试验结果可以看出：本发明的防腐外加剂具有良好的初始分散能力和良好的坍落度保持能力，制备的新拌混凝土和易性、包裹性良好，可以保证混凝土的28d强度，同时7d混凝土的吸水率非常低；相较于未含有防腐成分的对比例，本发明的外加剂具有非常明显的降低吸水率的优势，可以使混凝土的毛细吸水率降低近78％左右；而加入传统的抗硫酸盐侵蚀剂CM-1后，混凝土的吸水率有一定程度的降低，但是相较本发明而言，仍旧高出100％的吸水率。因此，使用本发明的防腐外加剂可以获得施工性能良好的新拌混凝土，满足混凝土防止海水侵蚀的作用，提高混凝土的耐久性。
本发明的防腐外加剂中所含的分散剂组分拥有多种亲水基团，小分子基团的共聚比例较高且分子结构均匀，使得产品具有较高的减水率；且该减水剂含有酯键分子，在碱性环境下会逐步发生水解，使其在一段时间内不断能与水泥发生吸附，可降低混凝土的坍落度损失；同时该减水剂含有能降低混凝土孔溶液表面张力的官能团，可降低毛细管负压从而减小混凝土的收缩应力。

Claims (8)

1.一种用于大吸水率粗骨料混凝土的防腐外加剂，其组成包括A组分和B组分；所述A组分包括分散剂，所述B组分由硬脂酸和/或硬脂酸铵组成；所述分散剂和所述B组分的质量比为1:5-5:1。
2.根据权利要求1所述的防腐外加剂，其特征在于：所述防腐外加剂包括下述质量百分含量的物质：
分散剂 16.00％～38.00％
硬脂酸铵和/或硬脂酸 24.00％～68.00％
水 16.00～38.00％。
3.根据权利要求1所述的防腐外加剂，其特征在于：所述防腐外加剂包括下述质量百分含量的物质：
所述消泡剂和引气剂的含量不同时为O。
4.根据权利要求1-3任一项所述的防腐外加剂，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸系减水剂，选自丙烯酸系梳型聚合物和烯丙基聚醚系梳型聚合物中的一种或两种混合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的防腐外加剂，其特征在于：所述消泡剂选自聚硅氧烷类消泡剂、有机硅油类消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂和缓释型消泡剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的防腐外加剂，其特征在于：所述引气剂选自烷基硫酸盐和烷基醇醚类的一种或两种混合。
7.权利要求1-6中任一项所述的防腐外加剂在制备大吸水率粗骨料高性能混凝土中的应用。
8.权利要求1-6中任一项所述的防腐外加剂的使用方法，其特征在于：是将所述防腐外加剂掺入大吸水率粗骨料混凝土中，其掺量为混凝土配合比中总胶凝材料质量的0.4％～1.5％。
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