CN110981271B - 超高性能混凝土专用复合抗裂剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高性能混凝土专用复合抗裂剂，所述复合抗裂剂由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿30～60份；陈化脱水磷石膏20～50份；生石灰10～30份；磨细钢渣粉8～16份；硫铝酸盐水泥熟料5～20份；高分子表面活性剂7～10份。本发明中的复合抗裂剂，具有改善超高性能混凝土的体积变形性能，降低超高性能混凝土的开裂风险，提升超高性能混凝土的长期耐久性的效果。

Description

超高性能混凝土专用复合抗裂剂
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域。更具体地说，本发明涉及一种超高性能混凝土专用复合抗裂剂。
背景技术
超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete，UHPC)是一种新型水泥基工程材料，具有超高的强度、韧性和耐久性。它解决了结构工程向高度更高、跨度更大、荷载更重的方向发展的需求，同时适应在各种严酷环境下的使用，是过去三十年中最具创造性的水泥基工程材料，实现了工程材料性能的大跨越。但由于超高性能混凝土胶凝材料用量大、水胶比极低、活性矿物掺合料掺量高、无粗骨料等特点，使得其在凝结硬化以及硬化后服役过程中伴随着较大的收缩，早期开裂风险较高，一定程度上制约了超高性能混凝土的工程应用。超高性能混凝土的收缩主要由自收缩和干燥收缩组成，其中早期自收缩所占比例较大，而干燥收缩持续发展时间较长。
发明内容
本发明的目的是提供超高性能混凝土专用复合抗裂剂，旨在于减小超高性能混凝土的收缩，改善超高性能混凝土的体积变形性能，降低超高性能混凝土的开裂风险，提升超高性能混凝土的长期耐久性。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种超高性能混凝土专用复合抗裂剂，所述复合抗裂剂由以下重量分数的各组分组成：
Figure BDA0002299317550000011
优选的是，所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至5～15cm的菱镁矿分别在650～800℃、1000～1200℃温度下煅烧保温2～4h后，以质量比2:1～5:1混合粉磨至平均粒径45-150μm。使用煅烧菱镁矿的目的在于：工业上制备MgO的方法有很多，考虑到生产规模、原料成本、工艺复杂程度等，通常采用煅烧菱镁矿的方式来生产MgO膨胀剂。与以钙矾石、氢氧化钙作为膨胀源的传统膨胀剂相比，MgO膨胀剂具有水化需水量少，水化产物氢氧化镁理化性质稳定、早期膨胀量少、后期膨胀量大、膨胀持续时间长、膨胀过程可调控等优点，现市面上所售的MgO膨胀剂主要是针对普通混凝土的收缩特性所设计的，用于超高性能混凝土中实现收缩补偿存在一定的不匹配性，因此需要根据超高性能混凝土特殊的收缩特性对MgO膨胀剂进行设计，即对菱镁矿的煅烧保温制度进行设计，以此有效改善超高性能混凝土的变形性能，降低其收缩与开裂风险。
优选的是，所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在105℃～120℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。使用陈化脱水磷石膏的目的在于：磷石膏是湿法生产磷酸过程中排放的工业废弃物，随着磷石膏排放量逐年增加，解决其排放和再利用问题迫在眉睫。磷石膏经陈化脱水后可去除其酸性，提升pH，并消除部分可溶性磷、氟的影响。磷石膏中残余的可溶性磷、氟等物质不仅能调节凝结时间，延缓水化热的产生，有利于抑制温度裂缝的产生；还能与游离MgO、CaO反应，减缓膨胀速度，减小膨胀应力的损失。
使用生石灰的目的在于：生石灰与水泥、水拌合发生水化反应生成Ca(OH)2，产生膨胀。CaO膨胀速率快，大部分膨胀在7d内已完成，而超高性能混凝土大部分自收缩也在7d内完成，CaO膨胀剂正好可以补偿超高性能混凝土早期较大的自收缩。
优选的是，所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
优选的是，所述磨细钢渣粉的游离CaO含量5％～10％，比表面积大于600m2/kg。使用钢渣粉的目的在于：钢渣粉本身具有水硬性，可以水化生成水化硅酸钙等产物，为混凝土强度做贡献。此外，钢渣粉中含有游离CaO，能产生一定的微膨胀作用，填充内部孔隙，使得整体结构更密实。
优选的是，所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。使用硫铝酸盐水泥熟料的目的在于：硫铝酸盐水泥熟料在水化早期会生成细小的钙矾石晶体和凝胶，形成膨胀，产生水泥石的自压应力而使水泥石结构具有较好的抗拉变形能力。细小的钙矾石晶体还能填充内部结构孔隙，使得结构更密实。
优选的是，所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂。使用聚羧酸盐减缩剂的目的在于：聚羧酸盐减缩剂可作为非离子表面活性剂，通过降低孔溶液的表面张力，降低水泥石毛细孔应力的大小，从而减缓收缩变形。聚羧酸盐减缩剂作为表面活性剂起到抑制收缩的作用，不会发生化学反应产生膨胀性物质，因此不会有潜在危害。另外，聚羧酸盐减缩作用的发挥对外界环境并无要求，非常适用于水胶比极低、内部自干燥作用严重的超高性能混凝土。
优选的是，聚羧酸盐减缩剂的制备方法为：
聚羧酸盐减缩剂采用原位聚合方法，制备方法包括如下步骤：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(分子量为2400)加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为80～90℃、反应时间为4～5h，反应结束后趁热将产物倒出冷却至室温，最后将产物研磨成粉末即得聚羧酸盐减缩剂；
其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:(3.0～4.0):(0.2～0.5)；引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的1.5％～3％；
二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备方法包括如下步骤：
将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得；
其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1；催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2％；阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3％。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明旨在解决超高性能混凝土因为收缩大而开裂风险较高的问题。与普通高性能混凝土相比，超高性能混凝土早期自生收缩不可忽略，占收缩的很大一部分。混凝土硬化早期，强度发展较慢，如果产生过大的收缩应力则会导致混凝土内部和表面开裂损伤，损害混凝土的耐久性。尤其是对于处于恶劣服役环境下的混凝土，裂缝将为侵蚀性介质提供腐蚀通道，造成混凝土结构的耐久性严重降低。
本发明提供了一种超高性能混凝土专用复合抗裂剂，以减小乃至补偿超高性能混凝土的收缩。这种专用复合抗裂剂能补偿超高性能混凝土早期自收缩，降低其早期开裂风险；减小超高性能混凝土长期干燥收缩，增强其体积稳定性，从而提升超高性能混凝土耐久性，使其更适用于严酷、恶劣环境下施工服役的工程结构。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿40份；陈化脱水磷石膏25份；生石灰16份；磨细钢渣粉8份；硫铝酸盐水泥熟料17份；高分子表面活性剂8份。
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至10cm的菱镁矿分别在700℃、1100℃温度下煅烧保温3h后，以质量比3:1混合粉磨至平均粒径80μm。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂。聚羧酸盐减缩剂制备方法为：
步骤一、二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备：将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得；其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1；催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2％；阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3％。
步骤二、聚羧酸盐减缩剂的制备：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(分子量为2400)加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为86℃、反应时间为4h，反应结束后趁热将产物倒出冷却至室温，最后将产物研磨成粉末即得聚羧酸盐减缩剂；其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:3:0.3；引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的2％。
实施例2
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿45份；陈化脱水磷石膏25份；生石灰11份；磨细钢渣粉8份；硫铝酸盐水泥熟料17份；高分子表面活性剂8份。
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至10cm的菱镁矿分别在700℃、1100℃温度下煅烧保温3h后，以质量比3:1混合粉磨至平均粒径80μm。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂。聚羧酸盐减缩剂制备方法为：
步骤一、二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备：将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得；其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1；催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2％；阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3％。
步骤二、聚羧酸盐减缩剂的制备：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(分子量为2400)加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为86℃、反应时间为4h，反应结束后趁热将产物倒出冷却至室温，最后将产物研磨成粉末即得聚羧酸盐减缩剂；其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:3:0.3；引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的2％。
实施例3
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿50份；陈化脱水磷石膏20份；生石灰16份；磨细钢渣粉8份；硫铝酸盐水泥熟料12份；高分子表面活性剂8份。
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至10cm的菱镁矿分别在700℃、1100℃温度下煅烧保温3h后，以质量比3:1混合粉磨至平均粒径80μm。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂。聚羧酸盐减缩剂制备方法为：
步骤一、二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备：将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得；其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1；催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2％；阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3％。
步骤二、聚羧酸盐减缩剂的制备：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(分子量为2400)加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为86℃、反应时间为4h，反应结束后趁热将产物倒出冷却至室温，最后将产物研磨成粉末即得聚羧酸盐减缩剂；其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:3:0.3；引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的2％。
实施例4
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿30～60份；陈化脱水磷石膏20～50份；生石灰10～30份；磨细钢渣粉8～16份；硫铝酸盐水泥熟料5～20份；高分子表面活性剂7～10份。
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至10cm的菱镁矿分别在700℃、1100℃温度下煅烧保温3h后，以质量比3:1混合粉磨至平均粒径80μm。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂。聚羧酸盐减缩剂制备方法为：
步骤一、二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备：将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得；其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1；催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2％；阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3％。
步骤二、聚羧酸盐减缩剂的制备：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(分子量为2400)加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为86℃、反应时间为4h，反应结束后趁热将产物倒出冷却至室温，最后将产物研磨成粉末即得聚羧酸盐减缩剂；其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:3:0.3；引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的2％。
对比例1
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿40份；陈化脱水磷石膏25份；生石灰16份；磨细钢渣粉8份；硫铝酸盐水泥熟料17份；高分子表面活性剂8份。
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至10cm的菱镁矿在700℃温度下煅烧保温3h后粉磨至平均粒径80μm。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂。聚羧酸盐减缩剂制备方法为：
步骤一、二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备：将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得；其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1；催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2％；阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3％。
步骤二、聚羧酸盐减缩剂的制备：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(分子量为2400)加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为86℃、反应时间为4h，反应结束后趁热将产物倒出冷却至室温，最后将产物研磨成粉末即得聚羧酸盐减缩剂；其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:3:0.3；引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的2％。
对比例2
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿40份；陈化脱水磷石膏25份；生石灰16份；磨细钢渣粉8份；硫铝酸盐水泥熟料17份；高分子表面活性剂8份。
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至10cm的菱镁矿在1100℃温度下煅烧保温3h后粉磨至平均粒径80μm。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂。聚羧酸盐减缩剂制备方法为：
步骤一、二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备：将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得；其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1；催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2％；阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3％。
步骤二、聚羧酸盐减缩剂的制备：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(分子量为2400)加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为86℃、反应时间为4h，反应结束后趁热将产物倒出冷却至室温，最后将产物研磨成粉末即得聚羧酸盐减缩剂；其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:3:0.3；引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的2％。
对比例3
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：陈化脱水磷石膏25份；生石灰16份；磨细钢渣粉8份；硫铝酸盐水泥熟料17份；高分子表面活性剂8份。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂。聚羧酸盐减缩剂制备方法为：
步骤一、二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备：将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得；其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1；催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2％；阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3％。
步骤二、聚羧酸盐减缩剂的制备：将甲基烯丙基聚氧乙烯醚(分子量为2400)加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为86℃、反应时间为4h，反应结束后趁热将产物倒出冷却至室温，最后将产物研磨成粉末即得聚羧酸盐减缩剂；其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:3:0.3；引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的2％。
对比例4
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿40份；陈化脱水磷石膏25份；生石灰16份；磨细钢渣粉8份；硫铝酸盐水泥熟料17份。
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至10cm的菱镁矿分别在700℃、1100℃温度下煅烧保温3h后，以质量比3:1混合粉磨至平均粒径80μm。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
对比例5
超高性能混凝土专用复合抗裂剂，由以下重量分数的各组分组成：煅烧菱镁矿40份；陈化脱水磷石膏25份；生石灰16份；磨细钢渣粉8份；硫铝酸盐水泥熟料17份；高分子表面活性剂8份。
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至10cm的菱镁矿分别在700℃、1100℃温度下煅烧保温3h后，以质量比3:1混合粉磨至平均粒径80μm。
所述磷石膏为湿法生产磷酸过程中的副产品，经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在110℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末即得陈化脱水磷石膏粉。
所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10％。
所述磨细钢渣粉的游离CaO含量6％，比表面积大于600m2/kg。
所述硫铝酸盐水泥熟料符合GB20472-2006《硫铝酸盐水泥》的要求，比表面积大于500m2/kg。
所述高分子表面活性剂为市售德固赛Sitren PSR 100高效粉剂减缩剂，主要成分是以无机材料为载体的有机醇类。
性能测试
实施例1～4、对比例1～5中制备的抗裂剂均为对应比例的原料进行充分混合而成。将实施例1～4、对比例1～5中制备的抗裂剂按照参加量为胶材预混料的8％添加于超高性能混凝土中，配比见表1。
表1超高性能混凝土配合比
Figure BDA0002299317550000111
Figure BDA0002299317550000121
表1中超高性能混凝土胶材预混料采用的是由中交二航武汉港湾新材料有限公司生产的CP-UHPC牌超高性能混凝土胶材预混料。
按照GB 50080测试混凝土的强度，按照GB 50082测试混凝土的自收缩，按照GB50082测试混凝土的干燥收缩，性能检测结果见表2。
表2
Figure BDA0002299317550000122
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (4)

1.一种超高性能混凝土专用复合抗裂剂，其特征在于，所述复合抗裂剂由以下重量份数的各组分组成：
煅烧菱镁矿 30~60份
陈化脱水磷石膏 20~50份
生石灰 10~30份
磨细钢渣粉 8~16份
硫铝酸盐水泥熟料 5~20份
高分子表面活性剂 7~10份；
所述煅烧菱镁矿为粒径破碎至5~15cm的菱镁矿分别在650~800℃、1000~1200℃温度下煅烧保温2~4h后，以质量比2:1~5:1混合粉磨至平均粒径45-150μm而得；
所述陈化脱水磷石膏为将磷石膏经排放、堆场填埋、陈化1年以上后，在105℃~120℃温度下烘干4h至完全脱水，最后研磨成粉末而得；
所述高分子表面活性剂为聚羧酸盐减缩剂，所述聚羧酸盐减缩剂的制备方法为：
将甲基烯丙基聚氧乙烯醚加热至融化，加入二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠和引发剂偶氮二异丁腈，反应温度为80～90℃、反应时间为4～5h，即得聚羧酸盐减缩剂，其中，甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯、对甲苯磺酸钠的摩尔比为1:（3.0～4.0）:（0.2～0.5），引发剂偶氮二异丁腈用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚、二丙二醇单丁醚单马来酸酯和对甲苯磺酸钠总质量的1.5%～3%；
二丙二醇单丁醚单马来酸酯的制备方法包括如下步骤：将二丙二醇单丁醚和马来酸酐在催化剂和阻聚剂的作用下进行酯化反应，酯化的温度为120℃，酯化反应时间为4h，即得，其中，马来酸酐和二丙二醇单丁醚的摩尔比为1.1:1，催化剂为对甲苯磺酸，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的2%，阻聚剂为吩噻嗪，用量为马来酸酐和二丙二醇单丁醚总质量的0.3%。
2.如权利要求1所述的超高性能混凝土专用复合抗裂剂，其特征在于，所述生石灰为符合JC/T 621的钙质石灰，并满足一等品要求，过0.125mm筛的筛余不大于10%。
3.如权利要求1所述的超高性能混凝土专用复合抗裂剂，其特征在于，所述磨细钢渣粉的游离CaO含量5%~10%，比表面积大于600m2/kg。
4.如权利要求1所述的超高性能混凝土专用复合抗裂剂，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥熟料比表面积大于500m2/kg。
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