一种混凝土添加剂及其制备方法与应用该添加剂的混凝土技术

本发明专利技术公开了一种混凝土添加剂，以及该添加剂的制备方法和使用该添加剂的混凝土。本发明专利技术属于建筑材料类。所述添加剂主要由粉煤灰与多元共聚高分子凝胶按重量比７∶３或７．５∶２．５组成，按如下方法制得：以多元共聚高分子凝胶重量为基准，先用粉煤灰按重量比１∶１将多元共聚高分子凝胶进行隔离干燥包裹，制得高分子凝胶混合粉剂，再将高分子凝胶混合粉剂与剩余重量粉煤灰混合在一起，搅拌使其混合均匀。所述混凝土中添加剂的用量为普通混凝土胶凝材料总重量的０．４～０．６％，加了添加剂的混凝土中还可以加入玄武岩短切纤维。该添加剂可单掺或与玄武岩短切纤维复掺，应用于水工建筑物抗冲耐磨防空蚀混凝土，道路、地坪耐磨混凝土等，能增强混凝土的抗冲耐磨性能。

Concrete additive and preparation method thereof and concrete using said additive

The invention discloses a concrete additive, a preparation method of the additive and concrete using the additive. The invention belongs to the building material category. It comprises fly ash and multielement copolymer gel in the weight ratio of 7: 3 or 7.5: 2.5 which is prepared by the following method: using multiple copolymer gel weight as reference, first use of fly ash in the weight ratio of 1 to 1 of the multielement copolymer gel isolation and dry packing prepared mixed polymer gel the polymer gel powder, mixed powder with the residual weight of fly ash mixed together and mix them evenly. The dosage of the additive in the concrete is 0.4 to 0.6% of the total weight of the ordinary concrete cementing material, and the basalt short cut fiber can be added in the additive concrete. The additive can be mixed or mixed with basalt short cut fiber. It can be applied to hydraulic structures, such as impact abrasion resistant air defense concrete, road and floor abrasion resistant concrete, etc., which can improve the impact resistance and abrasion resistance of concrete.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料类，涉及一种混凝土添加剂，尤其是涉及一种能增强混凝土抗冲耐磨性能的添加剂，以及该添加剂的制备方法，和使用该添加剂的混凝土。
技术介绍
目前，水工建筑物抗冲耐磨防空蚀混凝土、道路耐磨混凝土、地坪耐磨混凝土等使用的都是硅粉类抗冲耐磨添加剂或HF抗冲耐磨添加剂，前者是用硅粉代替部分水泥以增强混凝土抗压强度来达到耐磨的效果，就对于混凝土在同等水化热的情况下与普通的水泥混凝土并没有明显的增强效果，由于硅粉的作用(纯硅酸盐凝胶)，减少了水泥用量，混凝土的抗压强度提高了，抗磨性能增强了，但相伴而来的造成混凝土早强、干缩大、水化热高、混凝土板结、粘稠等弊病；为了解决这些弊病，现有技术中的“HF抗冲耐磨添加剂”在硅粉中又掺入了煤灰、高效减水剂、引气剂、缓凝剂等来改善施工性能。硅粉类添加剂属于化学增强，使用时会增加混凝土的水化热，对于高速水流特别是40m/s流速以上的超高速含沙水流的抗冲耐磨混凝土，由于混凝土本体强度要求达到C50以上，随着水泥用量的增加，水灰比减小(0.3左右)，掺用硅粉或“HF抗冲耐磨添加剂”，施工作业将更加困难，干缩、板结将更加严重，并且在施工中稍有不慎，就会造成混凝土表面开裂出现质量事故。申请号为200510059100.2的名为“混凝土衬砌块”的专利技术专利申请公开了一种将玄武岩纤维等补强纤维制成薄片状得到的补强用薄片或网状纤维结构物埋设在混凝土衬砌块的表面部分或棱角部位的混凝土。这种纤维单向布的补强方法适用于混凝土结构修补，但是所用的玄武岩纤维布与混凝土的粘结性能如何以及耐久性如何没有论证依据。卢安琪等人(聚丙烯纤维混凝土抗冲耐磨试验研究，水利水电技术，2002年第4期，37～39)研究使用聚丙烯纤维与HLC-III硅粉抗磨蚀剂共掺使用以提高混凝土的抗冲磨作抗冲击性能。但其本质上还是硅粉增强，没有很好的解决干缩、板结、水化热高的弊病，同时聚丙烯纤维属于化学纤维，具有质量轻、不耐老化和纤维弹模低与混凝土的应变不一致的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有混凝土技术中存在的抗冲耐磨性低、水化热高导致易干缩、混凝土不密实、板结并引发施工难度高的缺点，提供一种可使混凝土抗冲耐磨性能增强、水化热降低、抗裂、抗冲击的添加剂和该添加剂的制备方法，以及使用该添加剂的混凝土。本专利技术所提供的增强混凝土抗冲耐磨性能的添加剂，主要由粉煤灰与多元共聚高分子凝胶按重量百分比7∶3或7.5∶2.5组成，其中的多元共聚高分子凝胶是醋酸乙烯、乙烯酯、乙烯的共聚化合物或醋酸乙烯、叔碳酸乙烯、乙烯的共聚化合物。当多元共聚高分子凝胶是醋酸乙烯、乙烯酯、乙烯的共聚化合物时，粉煤灰与多元共聚高分子凝胶重量百分比为7∶3；当多元共聚高分子凝胶是醋酸乙烯、叔碳酸乙烯、乙烯的共聚化合物时，粉煤灰与多元共聚高分子凝胶重量百分比为7.5∶2.5。本添加剂按如下方法制得以多元共聚高分子凝胶重量为基准，先用粉煤灰按重量比1∶1将多元共聚高分子凝胶进行隔离干燥包裹，制成高分子凝胶混合粉剂，然后再将高分子凝胶混合粉剂与剩余重量粉煤灰混合在一起，并搅拌使其混合均匀。在使用时，添加剂重量按照混凝土胶凝材料总重量的0.4～0.6％添加进普通混凝土中。加入了添加剂的混凝土中还可以加入玄武岩短切纤维，该玄武岩短切纤维的耐碱性大于94％，用量为每立方加了添加剂后的混凝土中加入0.84～1.5公斤，玄武岩短切纤维的直径为13～22μm，长度为19～24mm。玄武岩短切纤维的优选情况为每立方加入添加剂后的混凝土中加入纤维量为1公斤，直径为15～17μm，长度为19mm。对于水流速度小于30m/s的普通抗冲耐磨混凝土，可在混凝土中单掺添加剂，其用量为混凝土所用胶凝材料总重量的0.4～0.6％，另外，对于在低流速(小于30m/s)有推移质冲磨的部位，可在加了添加剂的混凝土中加入玄武岩短切纤维，其用量为每立方加了添加剂后的混凝土中加入0.84～12.5公斤；对于水流速度大于30m/s或抗悬移质冲磨并有气蚀的部位，可用玄武岩纤维与添加剂一起复合使用，添加剂用量为混凝土中胶凝材料总重量的0.4～0.6％，玄武岩短切纤维用量为每立方加了添加剂后的混凝土中加入0.84～12.5公斤。对于添加剂掺量由于是在水泥凝胶的空隙中和凝胶起共同作用，太多了混凝土就产生过大的强降，太少了就其不到作用。对于玄武岩纤维，其应用于混凝土增强的纤维类材料长度是混凝土最大骨料的0.2～1.0倍，一般混凝土最大石子粒径在100mm以下，但用于抗冲耐磨部位的一般是40mm左右，所以纤维的长度一般在50mm以下。在纤维的直径上，用于抗冲耐磨的玄武岩纤维要具有1500Mpa以上的抗拉强度和40000Mpa的弹模，纤维的直径要在13～22μm之间，才具有以上特性。每立方混凝土中纤维的掺量可在0.84～12.5kg，也就是在微观分布上30根/立方米以上开始有约束作用，根数越多约束越强，增强效果越好，但是受经济性能限制一般在0.84～1.5kg这是最优的性价比。本专利技术中添加剂的作用机理是添加剂属于物理增强，所以在使用时不增加混凝土水化热；从微观的凝胶增强与纤维的锚杆锚固相结合；以水泥水化物和多元共聚高分子凝胶两者共同作为胶结材料，高分子凝胶均匀的分布在混凝土中，在水泥水化过程中，由于水泥的水化吸收，造成内部孔隙自由水分不断消耗，使凝胶颗粒脱水固化后在混凝土中形成不溶于水的连续膜，这种连续膜是通过单一分散的颗粒融合成均质体而形成的，高分子凝胶在水泥砂浆中形成了聚合物体结构，凝胶所形成的凝胶薄膜分布在混凝土中不同的位置，包括混凝土表面、孔隙之间、孔壁周围、水泥凝胶之间、水泥颗粒周围、骨料周围和骨料-砂浆界面，正是这些分布在混凝土中的凝胶膜使混凝土获得了耐磨的特性。所以在混凝土内部，这样的凝胶膜作用可以使混凝土的内聚强度提高，增强了混凝土的凝聚力，提高混凝土的密实度，改善混凝土的微观分子间张力，保护细颗粒不被冲刷和磨蚀，起到抵御冲刷和耐磨。掺入的玄武岩短切纤维在混凝土中呈均匀三维的乱向网状分布，不同长度的短切纤维在微观上起到了加强筋(锚杆)作用，对混凝土细小骨料产生锚固约束，将混凝土保持为一个整体。由于天然的玄武岩矿石中的组成成分相当复杂，在重新熔融的过程中由于是在1300℃的温度环境下进行拉丝，有些矿物质在该过程中会发生相互反应，可能会改变原生的岩石结构，应用于混凝土抗磨的材料要求具有稳定的晶体结构和耐碱耐温变性能，同时要有一定的强度和与混凝土材料相适应的弹性模量，所以玄武岩短切纤维是选用没有碱活性危害，耐碱性大于94％的玄武岩纤维，由于其比重与混凝土骨料一致，在混凝土中呈均匀三维的乱向网状分布，不同长度的短切玄武岩纤维在微观上起到了加强筋(锚杆)作用，对混凝土细小骨料产生锚固约束，能有效抵抗混凝土早期塑性裂缝的出现和干缩裂缝的延伸。并对温度应力产生的裂缝起到抑制作用，可使混凝土的抗渗能力提高，并能成倍提高混凝土的抗冲击韧性，抵抗疲劳荷载的作用。本专利技术的优点在于本专利技术中的添加剂在使用时是属于物理增强，不会增加混凝土的水化热，通过添加剂来增强混凝土的凝聚力，使得混凝土密实，并且是对混凝土最薄弱的地方(细小微粒)进行约束，提高材料的微观分子张力，保护了细颗粒不被破坏和磨蚀，达到抵御冲刷和耐磨的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土添加剂，主要由粉煤灰与多元共聚高分子凝胶按重量百分比７∶３或７．５∶２．５组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炎平，
申请(专利权)人：陈炎平，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]