CN1559966A - 提高抗折强度型道路混凝土外加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种提高抗折强度型道路混凝土外加剂。由萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸钙、糖钙、硫酸钠钙、硫酸亚铁、亚硝酸钙和粉煤灰配制而成，使用本发明能降低混凝土用水量18％以上，使混凝土早期强度大幅度提高和28d抗压强度有所增加外，可使混凝土抗折强度明显提高，从而在水泥用量较少的情况下，就可以使混凝土抗折强度达到二级道路以上要求(抗折强度4.5MPa以上)，同时能改善混凝土耐久性。本发明广泛适用于道路混凝土，同时也适用于钢筋混凝土、预制混凝土、蒸养混凝土、有早强要求的混凝土、轻集料混凝土、桥梁、建筑和水工等结构物(构筑物)。

Description

提高抗折强度型道路混凝土外加剂
技术领域
本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种提高抗折强度型道路混凝土外加剂。
背景技术
当前，我国市政建设和各项基础设施的建设正如火如荼，而我国路面材料主要采用沥青混凝土和水泥混凝土。水泥混凝土路面由于强度高、耐久性优良、整体稳定性好、色泽有利于夜间通车等优点，受到普遍认可。但是，路面混凝土在配制时由于水泥混凝土材料固有的特性，即在抗压强度满足要求的情况下，抗折强度难以达到4.5MPa，设计者和施工者为了满足抗折强度的要求，不得不增加水泥用量，这样又带来抗压强度富裕量太多(多达20MPa以上)、成本增加、收缩率大和干缩开裂现象严重等新问题，制约了设计单位在路面设计时采用水泥混凝土的积极性。所以急需通过研究，在水泥用量能满足抗压强度的情况下，大幅度改善和提高混凝土抗折强度，降低混凝土干缩率和减少开裂危害，降低成本的产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能大幅度提高道路混凝土抗折强度，改善混凝土施工性，降低水泥用量，改善混凝土耐久性的道路混凝土外加剂。
本发明提出的提高抗折强度型道路混凝土外加剂，由萘磺酸甲醛缩合物，木质素磺酸钙，糖钙，硫酸钠或硫酸钙，硫酸亚铁，亚硝酸钙和粉煤灰组成，各组份的重量比为：
萘磺酸甲醛缩合物          100
木质素磺酸钙              3-50
糖钙                      2-25
硫酸钠钙                  100-350
硫酸亚铁                  2-70
亚硝酸钙                  5-130
粉煤灰                    30-150
各组份较佳的重量比为：
萘磺酸甲醛缩合物          100
木质素磺酸钙              7-40
糖钙                      4-20
硫酸钠钙                  150-290
硫酸亚铁                  3-65
亚硝酸钙                  7-125
粉煤灰                    35-125
本发明的制备方法是：按前述各重量比例称量各组份，先将粉煤灰加入干粉混合机中，再依次将萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸钙、糖钙、硫酸钠钙、硫酸亚铁和亚硝酸钙加入混合机中进行混合，直到混合均匀为止。
本发明中，萘磺酸甲醛缩合物是一种阴离子型表面活性剂，加入水泥浆体中后，能吸附在水泥颗粒表面，形成憎水基向内，亲水基向外的一层吸附层，由于亲水基带负电核，相当于浆体中每个水泥颗粒表面带相同的电荷，由于同性电荷相互排斥，使原本呈絮凝状的浆体结构解体，释放出絮凝结构中包裹的自由水，从而大幅度增加浆体的流动性，在保持相同流动性的情况下，则可以降低混凝土用水量，减小水灰比，提高混凝土强度。木质素磺酸钙也是一种阴离子型表面活性剂，具有一定的塑化和减水效果，由于木质素磺酸钙与萘磺酸甲醛缩合物的分子量不同，可以作为相互补充的减水组分复合使用，取得更好的减水增强作用。糖钙能抑制水泥矿物组分中C3A的早期水化，不仅可以对水泥混凝土起到一定的缓凝作用，而且有利于水泥石结构的优化，提高混凝土后期强度。硫酸钠钙的存在为液相中补充更多的硫酸根离子和钠、钙离子，从而有助于在浆体中形成较多钙矾石晶体，提高混凝土抗折强度。硫酸亚铁的存在不仅为浆体早期形成钙矾石提供一定量的硫酸根离子的补充，而且形成亚铁的复盐有助于提高混凝土的抗折强度。亚硝酸钙对水泥的水化有一定的促进作用，可以使混凝土的强度在早期能大幅度提高。粉煤灰主要由活性二氧化硅和活性三氧化二铝组成，它们可以与水泥水化产物氢氧化钙发生二次火山灰反应，形成对水泥石结构起强化作用的水化硅酸钙和钙矾石等，另一方面，这一反应消耗了一定量的对混凝土抗折强度有害的氢氧化钙，从而一定程度上提高混凝土的抗折强度，改善混凝土的韧性。
本发明为灰黄色粉末，其在混凝土中的适宜掺入量为水泥重量的1％-5％，具体掺量根据使混凝土流动性的增加值和使混凝土抗折强度提高的效果，通过试验确定，通过加入本发明，使减水率达18％以上，混凝土3d抗压强度提高85％，7d抗压强度提高40％，28d抗压强度提高20％左右，而3d抗折强度提高100％，7d抗折强度提高60％，28d抗折强度提高30％-40％。
使用本发明对水泥水化过程的参与和使水泥混凝土水胶比的降低，使水泥石凝胶相结构得到极大改善，形成类似“微纤维配筋”的结构，大幅度降低了混凝土的脆性，使C30-C40混凝土的折/压比提高20％-40％，从而使混凝土能够在抗压强度达C35的情况下，抗折强度亦能达到5.0MPa，减少了水泥用量，同时降低了混凝土的收缩率，提高了其抗渗、抗冻和其它耐久性指标，另外，掺加该外加剂还有助于提高混凝土的早期强度，使混凝土路面及早开放交通，冬季施工时，还有助于加快施工进度，免遭低温对混凝土强度发展的影响。
本发明对混凝土内部钢筋无锈蚀作用，广泛适用于道路混凝土，同时也适用于钢筋混凝土、预制混凝土、蒸养混凝土、有早强要求的混凝土、轻集料混凝土、桥梁、建筑和水工等结构物(构筑物)。
具体实施方式
实施例1，提高抗折强度型道路混凝土外加剂按萘磺酸甲醛缩合物18.4％(质量百分比，下同)、木质素磺酸钙6.4％、糖钙1.5％、硫酸钠36.8％、硫酸亚铁7.5％、亚硝酸钙14.7％和粉煤灰14.7％配制而成。在混凝土中掺加占水泥重量2.0％的该外加剂，可以在42.5级普通硅酸盐水泥用量为330kg/m3的情况下，配制出坍落度3-5cm，抗折强度达5.0MPa以上，抗压强度达43MPa左右的混凝土，而当采用传统的方法(即不掺该外加剂)时，要使抗折强度达4.5MPa，则水泥用量一般在420kg/m3以上，且干缩率高达540×10-6。
实施例2，提高抗折强度型道路混凝土外加剂按萘磺酸甲醛缩合物14.9％、木质素磺酸钙3.7％、糖钙2.2％、硫酸钙41.8％、硫酸亚铁7.6％、亚硝酸钙14.9％和粉煤灰14.9％配制而成。在混凝土中掺加占水泥重量2.5％的该外加剂，可以在32.5级普通硅酸盐水泥用量仅为360kg/m3的情况下，配制出坍落度3-5cm，抗折强度达5.5MPa以上，抗压强度达45MPa左右的混凝土，而当采用传统的方法(即不掺该外加剂)时，要使抗折强度达4.5MPa，则水泥用量一般在450kg/m3以上。
实施例3，提高抗折强度型道路混凝土外加剂按萘磺酸甲醛缩合物20.2％、木质素磺酸钙1.6％、糖钙1.0％、硫酸钙32％、硫酸亚铁2.2％、亚硝酸钙20％和粉煤灰23％配制而成。在混凝土中掺加占水泥重量4.5％的该外加剂，可以在32.5级普通硅酸盐水泥用量仅为350kg/m3的情况下，配制出坍落度3-5cm，抗折强度达5.5MPa以上，抗压强度达46MPa左右的混凝土，而当采用传统的方法(即不掺该外加剂)时，要使抗折强度达4.5MPa，则水泥用量一般在450kg/m3以上。

Claims (3)

1、一种提高抗折强度型道路混凝土外加剂，其特征在于由萘磺酸甲醛缩合物、木质素磺酸钙、糖钙、硫酸钠或硫酸钙、硫酸亚铁、亚硝酸钙和粉煤灰配制而成，各组份的重量比为：
萘磺酸甲醛缩合物    100
木质素磺酸钙        3-50
糖钙                2-25
硫酸钠钙            100-350
硫酸亚铁            2-70
亚硝酸钙            5-130
粉煤灰              30-150。
2、根据权利要求1所述的提高抗折强度型道路混凝土外加剂，其特征在于各组份较佳的重量比为：
萘磺酸甲醛缩合物    100
木质素磺酸钙        7-40
糖钙                4-20
硫酸钠钙            150-290
硫酸亚铁            3-65
亚硝酸钙            7-125
粉煤灰              35-125。
3、一种如权利要求1所述提高抗折强度型道路混凝土外加剂的使用方法，其特征在于外加剂掺入量为水泥重量的1％-5％。
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