一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于混凝土内养护剂技术领域，公开了一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂及其制备方法。该内养护剂为双层包衣嵌套结构，内层材料为经预湿处理的高吸水性树脂，内层包衣为碱溶性封装材料，外层材料为高渗透性封堵材料，外层包衣为水溶性封装材料。本发明专利技术通过双层包衣嵌套结构，延长了内养护剂的作用周期；在高吸水性树脂内部引入高活性颗粒，提高了其本身体积稳定性；通过高渗透性封堵材料，提高了内养护分散性能和自增强性能。本发明专利技术的内养护剂制备方法简单，生产成本低，适合工业生产。而且，通过双层包衣结构，可以实现内养护剂的长期保存。养护剂的长期保存。

【技术实现步骤摘要】
一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及混凝土内养护剂
，尤其涉及一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代混凝土技术的发展，以及各类高效外加剂的研发，混凝土的水胶比逐渐下降。混凝土中自由水分的减少，极大程度上提高了混凝土的各项物理力学性能。但是，混凝土中自由水的减少，耦合水泥的长期水化作用以及部分水分的挥发，会导致混凝土内部湿度长期处于一个较低的水平，且该作用随着龄期的延长，还会逐步加剧，由此引起混凝土的收缩开裂风险增大。而根据部分文献结果显示，仅当水胶比大于0.42时，才可能保证混凝土内部长期处于一个高湿状态，自身水化及少量水分散失不会对其性能造成影响。因此，对于当下多数标号混凝土，提高其内养护水平势在必行。
[0003]当前工程界往往是通过在混凝土中加入吸水饱和的高吸水性树脂作为内养护剂，利用高吸水性树脂的高吸水、高保水特性作为混凝土内部的分散“水源”，以此达到维持混凝土内部湿度稳定的目的，提高了混凝土的收缩性能。但是，高吸水性树脂在实际使用过程中，又存在着下列三个问题，亟需进一步改善。
[0004]第一，高吸水性树脂能吸收自身重量几十至上百倍的水分，但在吸水过程往往伴随着较大的梯级膨胀。作为混凝土内养护剂使用，在失水时体积会相应的减小，在混凝土内部留下较多缺陷，对其力学性能产生影响。
[0005]第二，高吸水性树脂吸附水分子的形式有两种，一是依靠大量亲水基团以氢键形式结合水分子，二是靠较大的内比表面积物理吸附水分子。前者结合紧密，只有当混凝土内部湿度降低到极低的水平时才会释放水分子，但我们一般认为当混凝土内部湿度低于80％时，混凝土的水化反应就会趋于停滞，这部分水分很难被有效利用。而后者结合疏松，在混凝土搅拌、运输以及浇筑过程，由于振动、挤压作用以及混凝土内部盐分迁移便会直接释放出相当大一部分水分，导致水化早期水胶比增大，以及后期可用于内养护的水分减少，使得混凝土性能出现波动，达不到长效内养护的作用。
[0006]第三，吸水膨胀的高吸水性树脂密度较低，在新拌混凝土中容易上浮，导致混凝土匀质性下降，进而产生系列不利影响。
[0007]因此，如何设计一种在保持混凝土力学性能的同时提高内养护水平的内养护剂对混凝土领域的发展具有重要意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂及其制备方法，解决现有的高吸水性树脂直接应用存在的上述问题。本专利技术利用双层嵌套包衣结构引入适量高密度、高渗透性分体，既可以提高内养护剂密度以增加分散性能，又可以填补高吸水性树脂释水后留下的孔隙，且其中偏高岭土、轻烧氧化镁等物质的水化产物具有高吸附
性，能减缓混凝土中盐分进入高吸水性树脂，提高树脂保水性；在高吸水性树脂结构中引入纳米二氧化硅及水化硅酸钙晶种，促进水化后期原位水化反应，消耗树脂中结合水，形成刚性骨架，减小树脂释水带来的体积变化；双层包衣延缓内养护剂作用时间，减少内养护水对混凝土早期带来的不利影响，强化长期服役中的长效养护功能。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂，为双层包衣嵌套结构，总粒径小于等于4.75mm，由内至外依次包括内层材料、内层包衣、外层材料、外层包衣；
[0011]其中，所述内层材料为经预湿处理的高吸水性树脂；
[0012]所述外层材料为高渗透性封堵材料；高渗透性封堵材料由包含以下百分含量的原料制备而成：偏高岭土35～45％、轻烧氧化镁15～20％、渗透结晶材料母料20～30％、硅酸钠4～6％、硅油4～6％、酒石酸1～2％、柠檬酸1～2％、聚羧酸减水剂0.3～0.5％；
[0013]所述内层包衣为碱溶性封装材料；
[0014]所述外层包衣为水溶性封装材料。
[0015]优选的，在上述一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂中，所述内层材料和内层包衣的总质量与外层材料的质量比为1：1.5～2。
[0016]优选的，在上述一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂中，所述内层包衣的厚度为0.1mm；所述外层包衣的厚度为0.1～0.3mm。
[0017]优选的，在上述一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂中，所述高吸水性树脂经预湿处理的方法为：将高吸水性树脂于预湿溶液中浸泡；所述高吸水性树脂和预湿溶液的质量比为1～5：200。
[0018]优选的，在上述一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂中，所述预湿溶液由包含以下百分含量的原料制备而成：纳米二氧化硅8～12％、水化硅酸钙晶种1～2％、十二烷基硫酸钠0.3～0.5％、水86～90％。
[0019]优选的，在上述一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂中，所述高吸水性树脂为聚丙烯酸系高吸水性树脂；高吸水性树脂的吸水倍率为60～100mL/g；高吸水性树脂的细度为100～120目。
[0020]优选的，在上述一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂中，所述碱溶性封装材料为丙烯酸树脂的无水乙醇溶液；所述水溶性封装材料为羧甲基壳聚糖溶液。
[0021]本专利技术还提供了一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂的制备方法，包括以下步骤：
[0022](1)将高吸水性树脂于预湿溶液中浸泡后干燥，得到内层材料；将内层材料利用碱溶性封装材料进行包衣，干燥后得到包衣内核；
[0023](2)将包衣内核过筛后与外层材料混合后造粒，造粒的过程中加入酒精，得到湿润坯体，经干燥，得到干燥坯体；
[0024](3)将干燥坯体利用水溶性封装材料进行包衣，干燥后得到混凝土内养护剂。
[0025]优选的，在上述一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂的制备方法中，所述步骤(1)中浸泡的时间为20～40min。
[0026]优选的，在上述一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂的制备方法中，所述步骤(2)中过筛后包衣内核的粒径大于等于2.36mm。
[0027]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0028](1)本专利技术的高吸水性树脂经双层包衣处理，隔绝包衣内外物质交换，能够避免由于振动、挤压或盐分进入引起的突然性的大量释水，达到不影响混凝土早期水胶比，保证更多水分用于硬化后内养护水分的目的。
[0029](2)本专利技术的内养护剂采用双层嵌套结构，外层填充具有高密度封堵材料，有利于内养护剂的分散，同时，封堵材料具有一定水化活性，能填充高吸水性树脂释水后收缩留下的孔隙。
[0030](3)本专利技术的外层高渗透性封堵材料中偏高岭土、轻烧氧化镁水化后具有较强的离子吸附能力，能减少盐分进入高吸性水树脂的速率，提高高吸性水树脂长期保水性能。
[0031](4)本专利技术的预湿溶液采用纳米二氧化硅
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水化硅酸钙晶种复合水溶液，在高吸水性树脂的内部引入高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂，其特征在于，为双层包衣嵌套结构，总粒径小于等于4.75mm，由内至外依次包括内层材料、内层包衣、外层材料、外层包衣；其中，所述内层材料为经预湿处理的高吸水性树脂；所述外层材料为高渗透性封堵材料；高渗透性封堵材料由包含以下百分含量的原料制备而成：偏高岭土35～45％、轻烧氧化镁15～20％、渗透结晶材料母料20～30％、硅酸钠4～6％、硅油4～6％、酒石酸1～2％、柠檬酸1～2％、聚羧酸减水剂0.3～0.5％；所述内层包衣为碱溶性封装材料；所述外层包衣为水溶性封装材料。2.根据权利要求1所述的一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂，其特征在于，所述内层材料和内层包衣的总质量与外层材料的质量比为1：1.5～2。3.根据权利要求1或2所述的一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂，其特征在于，所述内层包衣的厚度为0.1mm；所述外层包衣的厚度为0.1～0.3mm。4.根据权利要求1或2所述的一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂，其特征在于，所述高吸水性树脂经预湿处理的方法为：将高吸水性树脂于预湿溶液中浸泡；所述高吸水性树脂和预湿溶液的质量比为1～5：200。5.根据权利要求4所述的一种长效、高分散、自增强的混凝土内养护剂，其特征在于，所述预湿溶液由...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，郭保林，张新，王超，姜瑞双，王伟，吕帅，郭永智，王宝民，郑伟豪，
申请(专利权)人：山东省交通科学研究院大连理工大学，
类型：发明
国别省市：