CN115572098B - 一种混凝土添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土添加剂及其制备方法；涉及混凝土外加剂技术领域；其步骤包括：将水溶性聚合物加入水中搅拌溶解，得到物质a；将羟基羧酸盐、石灰石粉、分散剂、减水剂、二氧化硅、橡胶粉混合均匀，球磨，得到物质b；将上述物质a与上述物质b混合均匀，得到混凝土添加剂。将本发明的混凝土添加至混凝土中，得到力学性能、韧性、耐化学腐蚀性能与耐久性能的混凝土。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土外加剂技术领域，具体涉及一种混凝土添加剂及其制备方法。
背景技术
目前，钢管双块式混凝土轨枕存在较多的问题，如（1）双块枕难脱模、脱模过程易产生外力裂纹的问题；（2）双块枕内置骨架灌注振动成型易移位、分离，保护层难以控制的问题；（3）轨枕桁架钢筋的连接经常出现脱焊问题；（4）桁架码垛、搬运中易弯扭变形；（4）双块枕与混凝土道床浇注后裂纹的发展问题。而双块枕连接采用混凝土填充钢管，增强连接刚度，又降低成本：钢管内部填充C60高强度混凝土，相对钢筋桁架连接，相对扭曲得到加强。因此，混凝土对双块枕的性能具有较大的影响。
添加剂是保证混凝土优异的和易性、强度和耐久性的必不可少的成分之一，其能有效地改善和调节混凝土的性能。现有技术如公开号CN 108751779 A公开了一种混凝土添加剂及其制备方法；其组分为聚醚基马来酰亚胺类共聚物、海藻酸钠、改性硅灰石粉；制备步骤包括：将各组分加入高速混合器中混合均匀得到混合料，然后将混合料加入球磨机粉磨20-30分钟后出料。该混凝土添加剂能够提高混凝土的强度、耐久性和抗融冻性，掺量少、增塑效果显著、可明显增大混凝土的坍落度，且与混凝土适应性好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高混凝土力学性能、韧性、耐化学腐蚀性能与耐久性能的混凝土添加剂。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
一种混凝土添加剂，包括水溶性聚合物；水溶性聚合物的溶解温度为10~50℃；其中，
混凝土添加剂具有分散在水溶性聚合物中的二氧化硅和橡胶粉。
根据本发明的一个方面，水溶性聚合物选自聚丙烯酰胺、聚醚中的至少一种。
根据本发明的再一方面，水溶性聚合物为聚丙烯酰胺、聚醚，其中聚丙烯酰胺与聚醚的重量比为1:0.5~1。
根据本发明的一个方面，二氧化硅的形态选自粉末、颗粒中的一种。将二氧化硅作为混凝土添加剂的成分，再将混凝土添加到混凝土中，其能改善混凝土的力学性能。
根据本发明的一个方面，橡胶粉的平均粒径为60~150目。具体可选为60、70、80、90、100、110、120、130、140、150目；本发明添加的橡胶粉平均粒径合适，能够展现出较好的延展性能，进而能够较好提高混凝土的韧性、耐久性能与力学性能。
根据本发明的一个方面，混凝土添加剂还包括羟基羧酸盐、石灰石粉、分散剂、减水剂。本发明将各成分复配使用制得混凝土添加剂，并将其添加至混凝土中，能够得到力学性能、耐化学腐蚀性能、耐久性能优良的混凝土。
根据本发明的再一方面，混凝土添加剂中各组分的重量份分别为：水溶性聚合物为75~110份、羟基羧酸盐为1~15份、石灰石粉为8~16份、分散剂为0.2~1份、减水剂为0.05~0.35份、二氧化硅为40~60份、橡胶粉为2~10份。
根据本发明的再一方面，混凝土添加剂还包括改性聚乙烯醇纤维；改性聚乙烯醇纤维采用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯与聚乙烯醇纤维制得。
根据本发明的再一方面，混凝土添加剂中改性聚乙烯醇纤维的加入量为1.5~4.5重量份。
根据本发明的再一方面，改性聚乙烯醇纤维占水溶性聚合物重量的1~4%。1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯中的氯键与聚乙烯醇纤维中的羟基发生反应制得改性聚乙烯醇纤维；将改性聚乙烯醇纤维加入到混凝土添加剂中，得到稳定性较好的混凝土添加，其与其他成分相互作用，并加入到混凝土中，明显提高了混凝土的力学性能与韧性，同时使混凝土具有优良的耐久性与耐化学腐蚀性能。
本发明的另一方面公开了一种混凝土添加剂在制备混凝土中的用途。
本发明的另一方面公开了一种混凝土添加剂在提高混凝土抗折强度中的用途。
本发明的另一方面公开了一种混凝土添加剂在提高混凝土韧性中的用途。
根据本发明的一个方面，混凝土添加剂在混凝土中的添加量为8~20wt%。
本发明的另一目的是提供一种混凝土添加剂的制备方法，其包括：
将水溶性聚合物加入水中搅拌溶解，得到物质a；
将羟基羧酸盐、石灰石粉、分散剂、减水剂、二氧化硅、橡胶粉混合均匀，球磨，得到物质b；
将上述物质a与物质b混合均匀，得到混凝土添加剂。
本发明相对于现有技术的有益效果如下：
（A）本发明采用特定比例的水溶性聚合物，将其与二氧化硅、橡胶粉、羟基羧酸盐、石灰石粉、分散剂、减水剂成分复配使用制得混凝土添加剂，再加入到混凝土中，能够得到力学性能、耐化学腐蚀性能与耐久性能优良的混凝土；
（B）本发明利用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯与聚乙烯醇纤维制得改性聚乙烯醇纤维，将其作为混凝土添加剂的成分添加到混凝土中，其在保留混凝土抗压强度的条件下，进一步提高了混凝土的抗折强度、韧性、耐化学腐蚀性能与耐久性能。
故，本发明是一种能够提高混凝土力学性能、韧性、耐化学腐蚀性能与耐久性能的混凝土添加剂。
附图说明
图1为实施例4中聚乙烯醇纤维改性前后的红外光谱图；
图2为含有混凝土添加剂的混凝土的抗压强度；
图3为含有混凝土添加剂的混凝土的抗折强度；
图4为含有混凝土添加剂的混凝土的荷载挠度；
图5为含有混凝土添加剂的混凝土的抗盐冻融性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
本发明使用的减水剂包括木质素磺酸盐减水剂、萘磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸系高性能减水剂中的一种或几种混合。
本发明使用的分散剂包括甲基纤维素、海藻酸钠、淀粉、明胶、碳酸镁、碳酸钡、磷酸钙、滑石粉、高岭土中的一种或几种混合。
本发明公开了一种混凝土添加剂的制备方法，其包括：
将水溶性聚合物加入水中搅拌溶解，得到物质a；
将羟基羧酸盐、石灰石粉、分散剂、减水剂、二氧化硅、橡胶粉混合均匀，然后置于球磨机中球磨10~30min，得到物质b；
将上述物质a与物质b混合均匀，得到混凝土添加剂。
在本发明的一个方面，一种混凝土添加剂的制备方法，其包括：
按重量份计，将75~110份水溶性聚合物（其中聚丙烯酰胺与聚醚的重量比为1:0.5~1）加入80~150水中在10~50℃下搅拌溶解，得到物质a；
将1~15份羟基羧酸盐、8~16份石灰石粉、0.2~1份分散剂、0.05~0.35份减水剂、40~60份二氧化硅、2~10份橡胶粉混合均匀，然后置于球磨机中球磨10~30min，得到物质b；
将上述物质a与上述物质b混合均匀，得到混凝土添加剂。
根据本发明的一个方面，改性聚乙烯醇纤维的制备方法，包括：
在容器中加入蒸馏水与聚乙烯醇纤维，加入碱液调节体系pH至10~12，然后将1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯缓慢加入到上述烧杯中，在室温下搅拌反应2~5h，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到改性聚乙烯醇。
进一步地，在改性聚乙烯醇纤维的制备过程中，1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯的添加量为聚乙烯醇纤维重量的15~30%；具体可选为15%、20%、25%、30%。
具体地，本发明中，改性聚乙烯醇纤维的制备方法，包括：按重量份计，在容器中加入30~60份蒸馏水与5~15份聚乙烯醇纤维，加入浓度为5~10wt%的氢氧化钠溶液调节体系pH至10~12，然后将聚乙烯醇纤维重量15~30%的1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯缓慢加入到上述烧杯中，在室温下搅拌反应2~5h，反应结束后，过滤，洗涤，再置于50~60℃条件下干燥1~3h，得到改性聚乙烯醇纤维；其接枝率为12.5~24.7%。接枝率（N）的计算公式如下：
N=（m1-m0）/m0
式中：m0为接枝前纤维质量，g；m1为接枝后纤维质量，g。
本发明还公开了一种混凝土添加剂的制备方法，其包括：
将水溶性聚合物加入水中搅拌溶解，得到物质a；
将羟基羧酸盐、石灰石粉、改性聚乙烯醇纤维、分散剂、减水剂、二氧化硅、橡胶粉混合均匀，然后置于球磨机中球磨10~30min，得到物质b；
将上述物质a与上述物质b混合均匀，得到混凝土添加剂。
在本发明的一个方面，一种混凝土添加剂的制备方法，其包括：
按重量份计，将75~110份水溶性聚合物（其中聚丙烯酰胺与聚醚的重量比为1:0.5~1）加入80~150份水中在10~50℃下搅拌溶解，得到物质a；
将1~15份羟基羧酸盐、8~16份石灰石粉、1.5~4.5份改性聚乙烯醇纤维、0.2~1份分散剂、0.05~0.35份减水剂、40~60份二氧化硅、2~10份橡胶粉混合均匀，然后置于球磨机中球磨10~30min，得到物质b；
将上述物质a与上述物质b混合均匀，得到混凝土添加剂。
本发明还公开了一种混凝土的制备方法，包括：将90~150重量份水泥、750~900重量份碎石（平均粒径为25~50mm）和混凝土添加剂在搅拌机中混合10~30min，然后加入100~150重量份水搅拌15~45min，得到混凝土，其中混凝土添加剂在混凝土中的添加量为8~20wt%。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为常规材料、试剂；均可从商业途径得到。
实施例1
一种混凝土添加剂的制备方法，其包括：
按重量份计，将100份水溶性聚合物（其中聚丙烯酰胺与聚醚的重量比为1:0.5）加入120水中在30℃下搅拌溶解并混合均匀，得到物质a；
将4.5份羟基羧酸盐、10份石灰石粉、0.25份甲基纤维素、0.15份萘磺酸盐减水剂、50份二氧化硅粉、6份橡胶粉（平均粒径为80目）混合均匀，然后置于球磨机中球磨20min，得到物质b；
将上述物质a与上述物质b混合均匀，得到混凝土添加剂。
实施例2
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例1不相同的是：物质a的水溶性聚合物中聚丙烯酰胺与聚醚的重量比为1:1。
其他步骤与实施例1相同。
实施例3
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例1不相同的是：将7.5份羟基羧酸盐、12份石灰石粉、0.55份甲基纤维素、0.35份萘磺酸盐减水剂、40份二氧化硅粉、8份橡胶粉（平均粒径为100目）混合均匀，然后置于球磨机中球磨25min，得到物质b。
其他步骤与实施例1相同。
实施例4
一种改性聚乙烯醇纤维的制备方法，包括：按重量份计，在烧瓶中加入50份蒸馏水与12份聚乙烯醇纤维，加入浓度为7.5wt%的氢氧化钠溶液调节体系pH至11，然后将聚乙烯醇纤维重量18%的1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯缓慢加入到上述烧杯中，在室温下搅拌反应3h，反应结束后，过滤，洗涤，再置于55℃条件下干燥2h，得到改性聚乙烯醇纤维，其接枝率为14.9%。
实施例5
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例1不相同的是：将4.5份羟基羧酸盐、10份石灰石粉、1.5份实施例4中的改性聚乙烯醇纤维、0.25份甲基纤维素、0.15份萘磺酸盐减水剂、50份二氧化硅粉、6份橡胶粉（平均粒径为80目）混合均匀，然后置于球磨机中球磨20min，得到物质b。
其他步骤与实施例1相同。
实施例6
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例5不相同的是：添加改性聚乙烯醇纤维的重量份为2.5份。
其他步骤与实施例1相同。
实施例7
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例5不相同的是：添加改性聚乙烯醇纤维的重量份为4.5份。
其他步骤与实施例1相同。
实施例8
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例5不相同的是：将实施例4中的改性聚乙烯醇纤维替换为聚乙烯醇纤维。
实施例9
本发明公开的混凝土添加剂中还包括1~4重量份聚丁二酸二丁醇酯；其与混凝土添加剂中的其他成分相互作用，可能吸附在混凝土中固体颗粒的表面，使凝聚的固体颗粒表面易于湿润，可能能够提高混凝土添加剂的分散作用，将其添加到混凝土中，以得到性能更为优良的混凝土。
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例1不相同的是：在物质b中加入1重量份聚丁二酸丁二醇酯。
其他步骤与实施例1相同。
实施例10
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例1不相同的是：在物质b中加入4重量份聚丁二酸丁二醇酯。
其他步骤与实施例1相同。
实施例11
一种混凝土添加剂的制备方法，与实施例5不相同的是：在物质b中加入4重量份聚丁二酸丁二醇酯。
其他步骤与实施例5相同。
实施例12
一种混凝土的制备方法，包括：将100重量份水泥、820重量份碎石（平均粒径为40mm）和实施例1中的混凝土添加剂在搅拌机中混合20min，然后加入110重量份水搅拌30min，得到混凝土，其中混凝土添加剂在混凝土中的添加量为15wt%。
实施例13
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例2中的混凝土添加剂。
实施例14
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例3中的混凝土添加剂。
实施例15
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例5中的混凝土添加剂。
实施例16
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例6中的混凝土添加剂。
实施例17
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例7中的混凝土添加剂。
实施例18
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例8中的混凝土添加剂。
实施例19
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例9中的混凝土添加剂。
实施例20
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例10中的混凝土添加剂。
实施例21
一种混凝土的制备方法，与实施例12不相同的是：将实施例1中的混凝土添加剂替换为实施例11中的混凝土添加剂。
试验例1
聚乙烯醇纤维改性前后的红外光谱测试
本实验使用Nicolet 6700型红外光谱仪（FT-IR）对改性前后的聚乙烯醇纤维进行红外表征，扫描范围为500-4000cm-1。
图1为实施例4中聚乙烯醇纤维改性前后的红外光谱图；从图1可以看出，相对于未改性聚乙烯醇纤维，改性聚乙烯醇纤维在3005cm-1左右出现苯环特征吸收峰的伸缩振动；在1745cm-1左右出现酯基特征吸收峰的伸缩振动；因此，利用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯接枝到聚乙烯醇纤维上成功制得改性聚乙烯醇纤维。
试验例2
混凝土添加剂对混凝土性能的影响
将实施例11-19中制得混凝土进行浇注成型，在振动台上振捣50s，静置24h拆模，移入温度为23±2℃、相对湿度为90%的标准养护室内养护7d、28d，然后进行各项性能的测试；
（A）混凝土抗压强度测试方法
将养护7d、28d的试件取出，擦净，放置于试验机的承压板上，开动试验机进行加压，保持加荷速度均匀，加载速率为0.6MPa/s，直至破坏；抗压强度的计算公式如下：
F=P/A
式中：
F为试件的抗压强度，MPa；
P为试件破坏荷载，N；
A为试件承压面积，mm2。
图2为含有混凝土添加剂的混凝土的抗压强度；从图2可以看出，实施例12-17中混凝土在养护7d后的抗压强度高于22.5MPa，养护28d后的抗压强度不低于38.5MPa，对比实施例15-17、实施例12与实施例18，实施例15-17中混凝土在养护7d、28d后的抗压强度与实施例12、实施例18无明显区别，这说明了利用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯与聚乙烯醇纤维制得改性聚乙烯醇纤维，将其作为混凝土添加剂的成分添加到混凝土中，其对混凝土的抗压强度无明显影响。
实施例19与实施例20中混凝土在养护7d后的抗压强度高于25MPa，养护28d后的抗压强度高于42MPa，实施例21中混凝土在养护7d后的抗压强度高于27MPa，养护28d后的抗压强度高于43MPa，对比实施例12与实施例19-20，实施例15与实施例21，实施例19-20中混凝土在养护7d、28d后的抗压强度均分别高于实施例12，实施例21中混凝土在养护7d、28d后的抗压强度均分别高于实施例15，这说明了在混凝土添加剂中加入聚丁二酸丁二醇酯，由于其含有较多的活性官能团，与混凝土添加剂中的其他成分相互作用，可能使混凝土添加剂具有较好的分散作用，进而添加到混凝土中，以提高混凝土的抗压强度。
（B）混凝土抗折强度测试方法
将养护28d的试件取出，按照《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T 50081-2002）进行弯曲抗折强度试验。
图3为含有混凝土添加剂的混凝土的抗折强度；从图3可以看出，实施例12-14中混凝土在养护28d后的抗折强度高于8MPa，实施例15-17中混凝土在养护28d后的抗折强度高于11MPa，对比实施例15-17、实施例12与实施例18，实施例15-17中混凝土在养护28d后的抗折强度高于实施例12与实施例18，这说明了利用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯与聚乙烯醇纤维制得改性聚乙烯醇纤维，将其作为混凝土添加剂的成分添加到混凝土中，其提高了混凝土的抗折强度。
实施例19与实施例20中混凝土在养护28d后的抗折强度高于9MPa，实施例21中混凝土在养护28d后的抗折强度高于13MPa，对比实施例12与实施例19-20，实施例15与实施例21，实施例21中混凝土在养护28d后的抗折强度高于实施例15，实施例19-20中混凝土在养护28d后的抗折强度高于实施例12，这说明了在混凝土添加剂中加入聚丁二酸丁二醇酯，进而添加到混凝土中，其提高了混凝土的抗折强度。
（C）混凝土韧性测试方法
本实验中混凝土的测试方法参考CECS13:89《钢纤维混凝土试验方法》及ASTMC1018-85标准进行试验；采用四点抗弯加载方法，试件尺寸为120mm×120mm×300mm的小梁，跨距为250mm，平行3组，取平均值。
图4为含有混凝土添加剂的混凝土的荷载挠度；从图4可以看出，实施例12-14中混凝土在养护28d后的荷载挠度高于12kN·mm，实施例15-17中混凝土在养护28d后的荷载挠度高于15kN·mm，对比实施例15-17、实施例12与实施例18，实施例5-7中混凝土在养护28d后的荷载挠度高于实施例12与实施例18，这说明了利用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯与聚乙烯醇纤维制得改性聚乙烯醇纤维，将其作为混凝土添加剂的成分添加到混凝土中，其提高了混凝土的荷载挠度，进而使混凝土具有优良的韧性。对比实施例12与实施例19-20，实施例15与实施例21，实施例19-20中混凝土在养护28d后的荷载挠度与实施例12无明显差别，实施例21中混凝土在养护28d后的荷载挠度与实施例15也无明显区别，这说明了在混凝土添加剂中加入聚丁二酸丁二醇酯，进而添加到混凝土中，其对混凝土的韧性无明显影响。
（D）耐久性能测试方法
将养护28d的混凝土试件放入浓度为4.5%的氯化钠盐溶液中浸泡，液面高出试件顶面3cm，浸泡5d后取出，测试试件初始相对动弹性模量，测定完毕后采用TDR型混凝土快速冻融试验机进行氯盐冻融循环试验。进行400次氯盐冻融循环实验，实验结束后，再次测试各组试件相对动弹性模量，并进行抗折试验，抗折试验测试方法同“（B）混凝土抗折强度测试方法”，进而计算出混凝土抗折强度损耗率，其计算公式如下：
D=（1-f1/f0）×100%
式中：
D为氯盐冻融循环作用后试件抗折强度损耗率，%；
f0为试件养护28d的抗折强度，MPa；
f1为氯盐冻融循环作用后试件的抗折强度，MPa。
图5为含有混凝土添加剂的混凝土的抗盐冻融性能；从图5可以看出，实施例12-14中混凝土的抗折强度损耗率低于1.1%，实施例15-17中混凝土的抗折强度损耗率低于0.5%，对比实施例15-17、实施例12与实施例18，实施例15-17中混凝土的抗折强度损耗率低于实施例12与实施例18，这说明了利用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯与聚乙烯醇纤维制得改性聚乙烯醇纤维，将其作为混凝土添加剂的成分添加到混凝土中，其提高了混凝土的抗盐冻融性能，即添加有混凝土添加剂制得的混凝土具有优良的耐久性能。
实施例19与实施例20中混凝土的抗折强度损耗率低于1%，实施例21中混凝土的抗折强度损耗率低于0.3%，对比实施例12与实施例19-20，实施例15与实施例21，实施例19-20中混凝土的抗折强度损耗率低于实施例12，实施例21中混凝土的抗折强度损耗率低于实施例15，这说明了在混凝土添加剂中加入聚丁二酸丁二醇酯，进而添加到混凝土中，其进一步提高了混凝土的抗盐冻融性能，进而提高了混凝土的耐久性能。
（E）混凝土耐化学腐蚀性能测试方法
将养护28d后的混凝土试件进行酸雨模拟侵蚀试验，采用喷淋-光照试验；其中喷淋的酸雨侵蚀浓度指标为：雨量为130mm/h×24h×10d；酸雨的pH值为4.3；硫酸根沉降量为160mg/L×130mm/h×24h×10d；硝酸根的沉降量为22mg/L×130mm/h×24h×10d，进而观察混凝土试件的表面形态，是否发生溶蚀（出现气孔、蚀坑、酥松等）。
表1 混凝土经酸雨腐蚀后的表面形态
| 试样 | 表面形态 |
| 实施例12 | 表面出现少量气孔和蚀坑，且表面有少量酥松 |
| 实施例13 | 表面出现少量气孔和蚀坑，且表面有少量酥松 |
| 实施例14 | 表面出现少量气孔和蚀坑，且表面有少量酥松 |
| 实施例15 | 表面出现未出现溶蚀 |
| 实施例16 | 表面出现未出现溶蚀 |
| 实施例17 | 表面出现未出现溶蚀 |
| 实施例18 | 表面出现少量气孔和蚀坑 |
| 实施例19 | 表面出现少量蚀坑 |
| 实施例20 | 表面出现少量蚀坑 |
| 实施例21 | 表面出现未出现溶蚀 |
从表1可以看出，实施例12-14中混凝土表面出现少量气孔和蚀坑，且表面有少量酥松，即表面发生一定的溶蚀现象；而实施例15-17未出现溶蚀现象，这说明了利用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯与聚乙烯醇纤维制得改性聚乙烯醇纤维，将其作为混凝土添加剂的成分添加到混凝土中，其提高了混凝土的耐化学腐蚀性能。实施例19与实施例20中混凝土表面出现少量蚀坑，其发生的溶蚀现象低于实施例12，这说明了在混凝土添加剂中加入聚丁二酸丁二醇酯，进而添加到混凝土中，也提高了混凝土的耐化学腐蚀性能。
以上所述，仅为本发明的说明实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，做出的若干改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，利用以上所揭示的技术内容做出的些许更改、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更改、修饰与演变，均仍属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种混凝土添加剂，包括水溶性聚合物；所述水溶性聚合物的溶解温度为10~50℃；其中，
所述混凝土添加剂具有分散在所述水溶性聚合物中的二氧化硅和橡胶粉；
所述橡胶粉的平均粒径为60~150目；
所述水溶性聚合物为聚丙烯酰胺、聚醚，其中聚丙烯酰胺与聚醚的重量比为1:0.5~1；
所述混凝土添加剂还包括改性聚乙烯醇纤维；所述改性聚乙烯醇纤维采用1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯与聚乙烯醇纤维制得；所述1-(4-氯苯基)环丙烷羧酸甲酯的添加量为聚乙烯醇纤维重量的15~30%；改性聚乙烯醇纤维占水溶性聚合物重量的1~4%；
所述混凝土添加剂还包括羟基羧酸盐、石灰石粉、分散剂、减水剂，羟基羧酸盐1~15份、石灰石粉8~16份、分散剂0.2~1份、减水剂0.05~0.35份；
所述混凝土添加剂中，水溶性聚合物75~110 份，以及水80~150 水。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土添加剂，其特征是：所述二氧化硅的形态选自粉末、颗粒中的一种。
3.权利要求1所述的一种混凝土添加剂在制备混凝土中的用途，其特征是：所述混凝土添加剂在提高混凝土抗折强度和/或韧性中的用途。
4.根据权利要求3所述的用途，其特征是：所述混凝土添加剂在混凝土中的添加量为8~20wt%。
5.权利要求1所述的一种混凝土添加剂的制备方法，其包括：
将水溶性聚合物加入水中搅拌溶解，得到物质a；
将羟基羧酸盐、石灰石粉、分散剂、改性聚乙烯醇纤维、减水剂、二氧化硅、橡胶粉混合均匀，球磨，得到物质b；
将所述物质a与所述物质b混合均匀，得到混凝土添加剂。
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| CN111056790A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-24 | 东北林业大学 | 一种复掺微-纳米级纤维高性能混凝土及制备方法 |
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