一种砂浆混凝土内养护材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种砂浆混凝土内养护材料及其制备方法，涉及砂浆混凝土技术领域，在水化初期通过掩蔽剂形成覆盖膜隔离水与循环流化床固硫灰，可以起到减水剂的作用，降低混凝土用水量，并且后期则可以与水泥水化产物交联，改善混凝土界面过渡区性质，内养护材料在水化后期能够参与水化反应，同时依靠自身膨胀性降低体系孔隙率，增加混凝土强度，而不损害混凝土耐久性。

A Mortar Concrete Internal Maintenance Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种砂浆混凝土内养护材料及其制备方法
本专利技术涉及砂浆混凝生产土
，具体涉及一种砂浆混凝土内养护材料及其制备方法。
技术介绍
随着国内基础设施建设量的增加，大型特殊领域建筑物与构筑物的数量也逐渐增加，这些大型建筑物具有体积大、跨度长、高应力、绿色环保、耐久性要求高等特点，这就需要高性能混凝土作为基本的建筑材料，尤其是高强混凝土，特种砂浆。根据混凝土砂浆强度与孔隙率的关系以及水灰比定则可以知道，高强混凝土必须要求较低的水胶比。因此低水胶比掺加硅灰等高活性矿物掺合料的高性能混凝土，以其优良的力学性能和耐久性能，在海工结构、高层建筑、大跨度桥梁以及机场跑道中得到了日趋广泛的应用。然而，低水胶比混凝土早期开裂的敏感性，是其在工程应用中的最大障碍。低水胶比混凝土易于自干燥，进而导致混凝土自收缩。随着水泥水化的进行，在硬化水泥石中形成大量微细孔，自由水量逐渐降低，水的饱和蒸气压也随之降低,即水泥石内部相对湿度降低,但同时水泥石质量没有任何损失,这种现象称为自干燥，自收缩是指水泥基胶凝材料在水泥初凝之后恒温恒重下产生的宏观体积降低，自收缩不包括由于沉降、温度变化、遭受外力等原因所造成的体积变化。如果混凝土本身同时经受干缩或冷缩，那么实际得到的应变是在相应温度条件下包括自收缩的干缩应变或冷缩应变。自干燥和化学收缩是自收缩的主要原因。当混凝土的自收缩变形受到内部集料或者外部相邻结构构件的约束时，就会在混凝土内部产生应力，而一旦内应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会开裂甚至破坏，继而严重影响混凝土的力学性能和耐久性。对于低水胶比混凝土，国内外常用两种方法解决其内养护问题，一种是引入饱水轻集料(LWA)，另一种是掺入高吸水性树脂(SAP)。其中LWA可以使用天然轻集料，如浮石、沸石等；也可以使用人工轻集料，如膨胀页岩陶粒、粘土陶粒、农作物焚烧灰、废旧陶瓷、循环混凝土等。由于LWA存在吸水量低，抗压强度低，当掺加量稍微偏多时，混凝土强度下降明显，同时残存在高强混凝土内的LWA空隙增加了混凝土体积内的孔隙率，降低了混凝土的抗渗性，而LWA新增加的界面也会造成氯离子通过量的增加，降低混凝土抗侵蚀能力和抗冻融能力等缺陷。部分研究进一步选择吸水能力更强的SAP。SAP同样存在携水释放后，体积收缩等问题，并且由于聚合物比轻集料收缩的程度更大，因此ASTM关于内养护用轻集料的规范规定，用于内养护的轻集料72h吸水率大于5％，而RILEMTC-2003则对其掺量有明确的限定。流化床燃煤固硫灰渣(固硫灰渣)就是劣质煤在流化床燃煤锅炉中燃烧后产生的灰渣，包括烟道收集到的固硫灰和炉底排出的固硫渣。我国流化床燃煤固硫灰渣年排放量在2000万t左右，随着一些新建流化床锅炉的电厂建成投产和国家对燃煤SO2排放控制力度的加强以及我国电力高速发展，固硫灰渣的排放量将会高速增长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种砂浆混凝土内养护材料及其制备方法，针对低水胶比混凝土早期开裂的敏感性问题，解决现有技术在混凝土中引入饱水轻集料(LWA)或掺入高吸水性树脂(SAP)后存在携水释放后，体积收缩的问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种砂浆混凝土内养护材料，所述砂浆混凝土内养护材料以质量百分数计，包括有75％～80％的循环流化床固硫灰，3％～5％的羟丙基甲基纤维素醚，0.5％～1％的羟丙基瓜尔胶，10％～20％的掩蔽剂，1％～3％的调整剂。所述掩蔽剂以质量百分数计，包括有80％～88％的聚乙烯醇，10％～20％的壳聚糖，1％～2％的蔗糖，0.5％～1％的硬脂酸。所述调整剂以质量百分数计，包括有90％～93％的海藻酸，2％～3％的明胶，4％～5％的β-环状糊精，1％～2％的乙二胺四乙酸钠。进一步地，所述壳聚糖的脱乙酰度为90％～95％。一种砂浆混凝土内养护材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将经过分选的循环流化床固硫灰和溶解后的聚乙烯醇溶液以体积比2:1～1:2.5的比例混合均匀，维持温度110℃～115℃，时间不超过2h，得到固体粉末物料；(2)取1～2g所述步骤(1)所得的固体粉末物料，按照4:1～5：1的比例添加掩蔽剂，搅拌均匀后，加入100ml浓度为2％的醋酸，放置于相对湿度小于65％的室内，自然干燥，然后在65℃～70℃的温度下，保温8min～10min，得到白色粉末；(3)取1.5％～2％的调整剂，在温度为50℃～60℃，PH＝4～5的添加下溶于蒸馏水中，保持时间45min～60min，得到饱水凝胶物质；(4)将步骤(2)和步骤(3)所得的白色粉末和饱水凝胶物质按照100～90:1的比例混合均匀，并加入羟丙基甲基纤维素醚，0.5％～1％的羟丙基瓜尔胶,保持相对湿度不低于80％，得到砂浆混凝土内养护材料。进一步地，所述步骤(1)中，所述循环流化床固硫灰的分选包括如下步骤：取1000g～1500g的循环流化床固硫灰，将所述循环流化床固硫灰通过方孔筛一，剔除筛上物料，取筛下物料通过方孔筛二，温度为20℃～23℃，相对湿度为60％～80％，风速为3m/s～5m/s,保留筛下物料备用。进一步地，所述方孔筛一的孔径为1.18mm，所述方孔筛二的孔径为0.15mm。进一步地，所述步骤(1)中，所述聚乙烯醇的溶解包括如下步骤：①取100g～150g聚乙烯醇溶解于500ml～600ml二甲基亚砜中，溶解过程温度为65℃～75℃，溶解30min后加入5ml～10ml水，整个溶解过程持续1h～2h，保温时间20min～30min；②取所述步骤①中的所得溶液100ml～150ml，加入温度为120℃～150℃的450ml～550ml丙三醇中，不断搅拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液。进一步地，所述聚乙烯醇的分子量为120000～150000，醇溶解度为87％～89％。基于一种砂浆混凝土内养护材料的应用，将所述砂浆混凝土内养护材料浸泡于2～3倍体积的水中不少于24h，在砂浆混凝土搅拌时将所述砂浆混凝土内养护材料按照60kg/m3～120kg/m3的用量加入以用于防止砂浆混凝土开裂或收缩。工作原理：本专利技术所选用的循环流化床固硫灰为膨胀多孔材料，通过掩蔽剂形成覆盖膜隔离水与循环流化床固硫灰，从而在水化初期可以释放较多的水分，起到早期供应水化用水的目的，保持混凝土内部相对湿度，保证水泥水化的持续进行。随着水化的进行，在碱的作用下破坏掩蔽剂的覆盖膜，砂浆混凝土内养护材料本身开始参与水化反应，由于其自身产生膨胀效应从而抵消初始引入的空隙，保证混凝土体系内部的孔隙率不增加，从而维护高性能混凝土的性能不降低，同时进一步复合多种保水性有机物，增加携带水的量，而各种带有极性官能团的有机物可以与水泥水化产物C-S-H发生化学反应，改善混凝土界面过渡区的连接特性，进而增加体系胶凝强度。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术选用的循环流化床固硫灰具有多孔结构，通过掩蔽剂形成覆盖膜隔离水与循环流化床固硫灰，因而在早期可以不消耗体系内部水分，从而充分保证了高强混凝土早期的用水需求。2.本专利技术的内养护材料在水化后期能够参与水化反应，同时依靠自身膨胀性降低体系孔隙率，增加混凝土强度，而不损害混凝土耐久性。3.本专利技术充分利用了水泥水化有利的高碱性环境，保证了聚乙烯醇在后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砂浆混凝土内养护材料，其特征在于，所述砂浆混凝土内养护材料以质量百分数计，包括有75％～80％的循环流化床固硫灰，3％～5％的羟丙基甲基纤维素醚，0.5％～1％的羟丙基瓜尔胶，10％～20％的掩蔽剂，1％～3％的调整剂。所述掩蔽剂以质量百分数计，包括有80％～88％的聚乙烯醇，10％～20％的壳聚糖，1％～2％的蔗糖，0.5％～1％的硬脂酸。所述调整剂以质量百分数计，包括有90％～93％的海藻酸，2％～3％的明胶，4％～5％的β‑环状糊精，1％～2％的乙二胺四乙酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种砂浆混凝土内养护材料，其特征在于，所述砂浆混凝土内养护材料以质量百分数计，包括有75％～80％的循环流化床固硫灰，3％～5％的羟丙基甲基纤维素醚，0.5％～1％的羟丙基瓜尔胶，10％～20％的掩蔽剂，1％～3％的调整剂。所述掩蔽剂以质量百分数计，包括有80％～88％的聚乙烯醇，10％～20％的壳聚糖，1％～2％的蔗糖，0.5％～1％的硬脂酸。所述调整剂以质量百分数计，包括有90％～93％的海藻酸，2％～3％的明胶，4％～5％的β-环状糊精，1％～2％的乙二胺四乙酸钠。2.根据权利要求1所述的一种砂浆混凝土内养护材料，其特征在于，所述壳聚糖的脱乙酰度为90％～95％。3.一种砂浆混凝土内养护材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将经过分选的循环流化床固硫灰和溶解后的聚乙烯醇溶液以体积比2:1～1:2.5的比例混合均匀，维持温度110℃～115℃，时间不超过2h，得到固体粉末物料；(2)取1～2g所述步骤(1)所得的固体粉末物料，按照4:1～5：1的比例添加掩蔽剂，搅拌均匀后，加入100ml浓度为2％的醋酸，放置于相对湿度小于65％的室内，自然干燥，然后在65℃～70℃的温度下，保温8min～10min，得到白色粉末；(3)取1.5％～2％的调整剂，在温度为50℃～60℃，PH＝4～5的添加下溶于蒸馏水中，保持时间45min～60min，得到饱水凝胶物质；(4)将步骤(2)和步骤(3)所得的白色粉末和饱水凝胶物质按照100～90:1的比例混合均匀，并加入羟丙基甲基纤维素醚，0.5％～1％的羟丙基瓜尔胶,保持相对湿度不低于80％，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：封培然，
申请(专利权)人：四川鑫统领混凝土有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51