一种复合型混凝土外加剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种复合型混凝土外加剂，按重量份数计，包括：聚羧酸减水剂5～8份、缓释型聚羧酸减水剂6～14份、糖类缓凝剂3～4.5份、有机酸类缓凝剂0～0.5份、无机酸类缓凝剂0.5～1份。本发明专利技术的缓凝剂包括糖类缓凝剂、有机酸类缓凝剂和无机酸类缓凝剂，它们的作用是在早期抑制水泥水化，使水泥的水化速度减缓，降低对混凝土中水的消耗速度，使缓释型减水剂的用量降低，使缓释型减水剂的释放速度与水泥水化速度相匹配。每一种缓凝剂的作用效果各不相同，既不明显延缓混凝土的凝固时间，又能够在早期抑制水泥水化。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型混凝土外加剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及混凝土、水泥制品领域，特别是涉及一种复合型混凝土外加剂及其制备方法和用途。
技术介绍
混凝土是现代建设工程的主要材料，我国每年浇筑的混凝土方量达数十亿方，如此大的生产量使得混凝土集中拌制成为其主要生产方式。混凝土在集中拌制后的运输及浇筑过程需要一段时间，这一时间通常在1个小时以上甚至更久，这段时间混凝土拌合物工作性的保持将会对混凝土浇筑的功效和质量带来严重影响。如果保持时间不足，会使现场的施工浇筑难以为继，会造成施工中断，严重影响施工功效，也会造成现场加水、施工冷缝、不密实等劣化混凝土质量的情况。混凝土工作性保持时间成为本行业技术人员十分关注的问题。混凝土工作性损失的原因是水泥水化消耗了水，使混凝土中自由水减少并增加了混凝土拌合物的比表面积，从而降低了混凝土的流动性和可塑性，造成了工作性损失。因此，即使在配制混凝土时加入了普通聚羧酸减水剂，仍然存在混凝土工作性损失的问题。本行业的技术人员常常使用减水剂技术来放大水的作用，从而使混凝土流动性保持一定的时间。目前混凝土减水剂主要使用聚羧酸减水剂，有两种做法来延长混凝土的可工作性时间：(1)后加入一定量的普通聚羧酸减水剂。普通聚羧酸减水剂在掺入混凝土之后会立即发挥作用，使混凝土流动性放大，但随着水泥水化混凝土中的自由水被消耗并且混凝土拌和物比表面积增大，减水剂的数量已不足以使混凝土达到可供施工的流动性。由于在拌制混凝土时加入过量的聚羧酸减水剂会引起严重的离析泌水，所以在拌制时不能加入过量的普通聚羧酸减水剂。施工时通常的做法是混凝土运输至现场之后，坍落度已明显损失时，再加一定量的减水剂来解决此混凝土工作性不能满足要求的问题。根据运输时间和浇筑时间的限制，通常需要二次甚至三次添加减水剂。但是这一做法要求现场的技术人员有丰富的经验，稍不注意会过量加入减水剂，造成混凝土严重离析、泌水或浮浆，给施工造成严重的质量缺陷，或废弃混凝土，造成严重浪费。所以，后加入普通聚羧酸减水剂的做法不能解决根本问题。(2)由于在现场后加减水剂的量无法预先通过试验确定，因此不能切实解决混凝土工作性保持时间不足的问题，人们专利技术了缓释型聚羧酸减水剂。可以认为这种类型的减水剂在刚加入混凝土中不会立即起放大水的作用，需要经过一个化学反应过程，缓慢地释放出普通聚羧酸减水剂，正好在关键时刻补充普通聚羧酸减水剂。而在配制混凝土时需要加入的缓释型聚羧酸减水剂的剂量可以通过试验确定。这解决了二次或三次添加减水剂的问题。但是，缓释型聚羧酸减水剂的释放速度受温度影响较大，温度高时和温度低时的释放速度大不相同；另外，水泥水化速度导致混凝土失去流动性的时间不仅受温度的影响，还受水泥品种、水胶比、粉煤灰等矿物外掺料的品种和掺量等众多因素的影响，这两个速度并不能完美匹配，给缓释型聚羧酸减水剂的作用带来的极大的不确定性，难以达到保持混凝土工作性的目的。表现为：一，当夏季温度较高的时段，水泥水化速度较快，缓释型减水剂不能缓慢均匀释放，而是提前释放，会导致混凝土拌合物在拌制完成后较短的时间内离析，由于已经提前释放，也使混凝土拌合物工作性不能保持足够长的时间；二，在冬季温度较低的情况下，水泥水化速度较慢，缓释型减水剂早期不能发挥作用，会在后期集中释放，同样会使混凝土出现离析、泌水的情况，在混凝土施工中技术人员称这种情况为“后释放”。针对这一问题，本行业的技术人员尝试很多方法去解决，最主要的方法是：根据季节的不同，通过试验调整缓释型减水剂掺入比例，以缓解不同季节对混凝土质量的影响，但是这仍然不能从根本上解决问题，因为在很多地方，尤其是北方地区，昼夜温差很大，同样配方的混凝土，白天能够正常施工，晚上就要离析、泌水，混凝土生产时非常难以控制，这给施工现场的技术人员带来了极大困扰。因此，要解决混凝土工作性保持的问题，不能够只从补充聚羧酸减水剂的数量本身做文章，聚羧酸减水剂本身的局限性也不能完美解决这一问题。基于上述分析，我们认为混凝土工作性能损失的根本原因还在于水泥水化导致流动性损失，而利用缓凝技术适当降低混凝土中水泥初期的水化速度，使之更容易同缓释型聚羧酸减水剂的释放速度匹配，可以保证混凝土从加水拌和开始的一个确定时间内保持工作性能不变。但是混凝土缓凝剂的种类繁多，有的持续时间长，有的持续时间短，有的在高温时作用明显，有的在低温时作用更突出，有的在早期作用强，有的在晚期作用强。如何合理复合使用这些缓凝剂形成新的缓凝技术并利用它延缓水泥水化，保证水泥水化速度与缓释型聚羧酸减水剂的释放速度匹配，这些问题的解决措施不足。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于，提供一种复合型混凝土外加剂，其具有是混凝土工作性保持时间满足施工需要，正常时间内凝固，工作性在持续时间内变化幅度小、受温度变化影响小，且相对于常规的减水剂成本更低的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种复合型混凝土外加剂，按重量份数计，包括：聚羧酸减水剂5～8份、缓释型聚羧酸减水剂6～14份、糖类缓凝剂3～4.5份、有机酸类缓凝剂0～0.5份、无机酸类缓凝剂0.5～1份。本方案的缓凝剂包括糖类缓凝剂、有机酸类缓凝剂和无机酸类缓凝剂，它们的作用是在早期抑制水泥水化，使水泥的水化速度减缓，降低对混凝土中水的消耗速度，使缓释型减水剂的用量降低，使缓释型减水剂的释放速度与水泥水化速度相匹配。它们的另一个特点是每一种缓凝剂的作用效果各不相同，例如糖类缓凝剂的缓凝持续时间长，但是抑制混凝土水泥水化速度是缓慢的，而有机酸类和无机酸类缓凝剂的持续时间短。复合使用的目的是为了让缓凝剂抑制水泥水化均匀而延续，水泥消耗水的速度与缓释型聚羧酸减水剂分解速度相匹配，从而使混凝土工作性能够均匀稳定地保持。优选的，所述糖类缓凝剂按重量份计含有以下成分：葡萄糖酸钠1～4份、蔗糖0.5～2份。葡萄糖酸钠缓凝时间长，但是作用抑制水泥水化速度是缓慢的，而且葡萄糖酸钠会与聚羧酸减水剂相互作用，对缓释型减水剂释放速度的影响也不相同。优选的，所述有机酸类缓凝剂为柠檬酸钠、酒石酸中的至少一种。优选的，所述无机酸类缓凝剂按重量份计含有以下成分：六偏磷酸钠0.5～2份、硼酸0～1份、磷酸二氢钠0～1.5份。六偏磷酸钠在接触水泥浆开始会迅速抑制水泥水化，但持续时间不长，硼酸介于两者之间，有机酸与硼酸的作用效果类似。优选的，所述聚羧酸减水剂是以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链，通过接枝不同侧链长度的聚醚合成的聚羧酸，不同厂家生产的该类型聚羧酸减水剂均可。优选的，所述缓释型聚羧酸减水剂以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸(AA)为主要原料合成缓释型聚羧酸减水剂，在碱性条件下可以分解出普通聚羧酸减水剂，不同厂家生产的该类型聚羧酸减水剂均可。本专利技术还提供一种复合型混凝土外加剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚羧酸减水剂与缓释型聚羧酸减水剂按计重比例混合后搅拌均匀；(2)将步骤(1)所制得的混合液按1:5～1:8的比例加水稀释；(3)将糖类缓凝剂、有机酸类缓凝剂、无机酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合型混凝土外加剂，其特征在于，按重量份数计，包括：聚羧酸减水剂5～8份、缓释型聚羧酸减水剂6～14份、糖类缓凝剂3～4.5份、有机酸类缓凝剂0～0.5份、无机酸类缓凝剂0.5～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合型混凝土外加剂，其特征在于，按重量份数计，包括：聚羧酸减水剂5～8份、缓释型聚羧酸减水剂6～14份、糖类缓凝剂3～4.5份、有机酸类缓凝剂0～0.5份、无机酸类缓凝剂0.5～1份。


2.根据权利要求1所述的一种复合型混凝土外加剂，其特征在于，所述糖类缓凝剂按重量份计含有以下成分：葡萄糖酸钠1～4份、蔗糖0.5～2份。


3.根据权利要求1所述的一种复合型混凝土外加剂，其特征在于，所述有机酸类缓凝剂为柠檬酸钠、酒石酸中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的一种复合型混凝土外加剂，其特征在于，所述无机酸类缓凝剂按重量份计含有以下成分：六偏磷酸钠0.5～2份、硼酸0～1份、磷酸二氢钠0～1.5份。


5.根据权利要求1所述的一种复合型混凝土外加剂，其特征在于，所述聚羧酸减水剂是以丙烯酸或甲基丙烯酸为主链，通过接枝不同侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永清，李瑞青，陈跃龙，邹琳，郑宾，杨阳，田坤，
申请(专利权)人：中铁五局集团第四工程有限责任公司，中铁五局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44