负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂、制备及使用方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，尤其涉及负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂、制备及使用方法。所述多层缓释型添加剂由外向内依次为水化调控层、凝结调控层、孔隙调控层及温度调控层；所述水化调控层、所述凝结调控层、所述孔隙调控层及所述温度调控层的质量比为1~2：1~2：1~2：5；多层缓释型添加剂通过差异化封装技术实现对负温抢修混凝土拌和、固化、服役过程的靶向调控：水化调控层在热水溶解后释放；水溶膜溶胀后、凝结调控层缓释；隔离层在碱性环境溶解致孔隙调控层释放；温度调控层为水泥层永久封装相变材料。多层缓释型添加剂制备工艺简单，用于抢修加固操作便捷，可提升负温抢修混凝土的可施工性和耐久性。凝土的可施工性和耐久性。凝土的可施工性和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂、制备及使用方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂、制备及使用方法。

技术介绍

[0002]负温条件下基础设施抢修加固的需求面广量大，工程上通常采用快硬混凝土。但负温会导致混凝土凝结硬化慢，同时常规界面处理方法导致新旧混凝土界面粘结效果差，微观孔隙导致材料抗侵蚀能力差；影响了抢修加固材料耐久性。
[0003]目前采用工业盐降低拌合水冰点，以满足混凝土负温施工需求；同时引入缓凝剂、早强剂调节水泥凝结硬化速率，保证可施工时间及强度快速发展。上述多种助剂同时加入会相互制约，导致性能衰减；分批次加入工序繁琐、不适用抢修加固场景。采用相变材料用于低温施工，释放热量可延缓液态水结冰，但仍存在材料易渗漏等问题。喷砂、凿毛及涂刷界面剂对修补加固界面的粘结性能提升有限；混凝土中乳液、石蜡等密实填充剂可降低孔隙率，但直接添加严重影响施工和易性。
[0004]负温抢修混凝土亟需一种兼具多重功能的添加剂，实现分级调控混凝土拌和、凝固和服役过程，满足负温施工、界面粘接及耐久性提升的需求。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂，通过差异化封装技术实现对负温抢修混凝土拌和、固化、服役过程的靶向调控，使用过程中不同条件作用下可致多层材质由外向内分级缓释。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]一种负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂，其特征在于，所述多层缓释型添加剂由外向内依次为水化调控层、凝结调控层、孔隙调控层及温度调控层，各层间质量比为1～2：1～2：1～2：5。其中，水化调控层在热水溶解后释放；水溶膜溶胀后、凝结调控层缓释；隔离层在碱性环境溶解致孔隙调控层释放；温度调控层为水泥层永久封装相变材料。
[0009]将此多层缓释型添加剂添加至混凝土中与快硬水泥混合，热水拌和使水化调控层中的冰点调控剂和缓凝剂逐步溶解；冰点调控剂溶解形成低冰点拌合介质；缓凝剂延缓快硬水泥的水化速率，保证负温混凝土可拌和、可浇筑；此过程中浇筑负温抢修混凝土后振捣密实，形成待养护路面层，此为针对负温抢修混凝土的拌和调控；随着水化调控层的溶解，凝结调控层中的水溶膜材料在混凝土中的自由水作用下结构失稳，使得内部的早强剂缓释；实现水化固化，水化过程中混凝土pH逐渐上升，孔隙调控层中隔离膜材料中羧酸根基团在碱性环境被质子化，分子间斥力增强、致使结构溶胀，继而使得内部的封闭剂缓释；封闭剂作用于掺合料生成聚硅铝酸盐，封闭微观孔隙；此为针对负温抢修混凝土的固化调控；温
度调控层中水泥封装相变材料，利用相变材料蓄能放热，提供养护热量，减少服役过程冻融循环。针对负温抢修混凝土的服役调控；本专利技术通过差异化封装技术实现对负温抢修混凝土拌和、固化、服役过程的靶向调控，减少同时添加引起混凝土性能衰减。
[0010]作为优选的，所述水化调控层由冰点调控剂和缓凝剂组成，所述水化调控层在50～60℃热水中溶解，层间厚度为0.2～0.5mm；设置厚度范围保证添加剂中冰点调控剂和缓凝剂含量，且控制添加剂的最终尺寸。
[0011]冰点调控剂为亚硝酸钠或乙二醇中的一种或几种，粒径范围为30～50目；粒径设置范围保证冰点调控剂在混凝土中的分散、迁移。亚硝酸钠冰点为
‑
30℃，乙二醇冰点为
‑
11.5℃，通过调整比例实现
‑
10～0℃、
‑
20～0℃、
‑
30～0℃多温度调控，依据环境确定冰点调控剂种类和比例；具体将所述多层缓释型添加剂与水混合后，通过改变水的蒸气压，降低冰点，可为混凝土提供低点拌合介质。
[0012]缓凝剂为蔗糖、葡萄糖、硼砂中的一种或几种，粒径范围为80～100目；粒径设置范围保证缓凝剂在混凝土中的分散、迁移。缓凝剂分子结构中含有大量多羟基基团，可吸附在快硬水泥表面，延长水泥颗粒与水接触，延迟水泥水化反应与速率，降低水泥放热量。
[0013]作为优选的，所述凝结调控层由外向内依次为水溶膜和早强剂；所述水溶膜在所述水化调控层溶解后与混凝土中的自由水接触，并在逐步溶解后释放出所述早强剂。
[0014]更进一步优选的，凝结调控层的层间厚度为0.2～0.5mm，其中水溶膜的厚度为0.2～0.5μm，设置范围保证添加剂中早强剂含量，且控制添加剂的最终尺寸。
[0015]水溶膜为纤维素、植物胶或动物胶中的一种或几种，粒径范围为50～100目；其结构中含大量亲水基团，具备水溶解性。粒径设置范围保证水溶膜材料利于喷洒制备。水溶膜在水化调控层溶解后与混凝土中自由水接触，其分子结构中的极性侧基与水形成氢键，促使水溶膜结构失稳，逐步溶解。
[0016]早强剂为碳酸钠、碳酸钙、C
‑
S
‑
H晶核中一种或几种，粒径范围200～500目，含量≥90％；粒径设置范围可保证早强剂在混凝土中的分散、迁移，粒径过小或过大均不利于喷洒制备；含量范围保证添加剂内早强剂的含量及界面粘接效果。C
‑
S
‑
H晶核表面存在大量断键和结构缺陷，碳酸钙和碳酸钠颗粒Zeta电位较高，对Ca
2+
具有较强吸附能力，降低了Ca
2+
的迁移率，促进了“稳定核”生长，可作为水化产物的成核位点，促进水泥强度增长。
[0017]作为优选的，所述孔隙调控层由外向内依次为隔离膜和封闭剂；水化过程中混凝土内pH由7至13变化，所述隔离膜在碱性环境逐渐溶胀，使得所述封闭剂缓释。
[0018]更进一步优选的，孔隙调控层厚度为0.2～0.5mm；其中隔离膜的厚度为0.2～0.5μm，设置范围保证添加剂中封闭剂的含量，同时控制添加剂的最终尺寸。
[0019]隔离膜为海藻酸钠、海藻酸钾中的一种或几种，海藻酸钠分子式为(NaC6H7O6)n，海藻酸钾分子式为(C6H7O6K)n，n为1～20；n的设置范围控制溶解的速率。中性环境下隔离膜材料通过分子间作用力连接，在碱性环境下分子结构中大量的羧酸根基团被质子化，分子间斥力增强，加速分子结构溶胀，隔离膜溶解。
[0020]封闭剂为硅酸钠、偏硅酸钠中的一种或几种，粒径范围80～100目。硅酸钠分子式Na2O
·
nSiO2，可溶性固体≥99％，模数n：2.0～3.6；偏硅酸钠分子式Na2SiO3，可溶性固体≥99％。二者分子结构中含有Si
‑
O
‑
Si，与水反应分解大量OH
‑
作用于掺合料，加速掺合料中[SiO4]和[AlO4]四面体溶解，重新键合通过Si
‑
O连接反应生成聚硅铝酸盐，可封闭微观孔
隙；同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂，其特征在于，所述多层缓释型添加剂由外向内依次为水化调控层、凝结调控层、孔隙调控层及温度调控层；所述水化调控层、所述凝结调控层、所述孔隙调控层及所述温度调控层的质量比为1~2：1~2：1~2：5；通过差异化封装技术实现对负温抢修混凝土拌和、固化、服役过程的靶向调控。2.根据权利要求1所述的负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂，其特征在于，所述水化调控层由冰点调控剂和缓凝剂组成；所述水化调控层在50~60℃热水中溶解，形成低冰点拌和介质，调控水化速率；所述冰点调控剂为亚硝酸钠或乙二醇中的一种或几种；所述缓凝剂为蔗糖、葡萄糖、硼砂中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂，其特征在于，所述凝结调控层由外向内依次为水溶膜和早强剂；所述水溶膜在所述水化调控层溶解后与混凝土中的自由水接触，并在逐步溶解后释放出所述早强剂；所述水溶膜为纤维素、植物胶或动物胶中的一种或几种；所述早强剂为碳酸钠、碳酸钙、C
‑
S
‑
H晶核中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂，其特征在于，所述孔隙调控层由外向内依次为隔离膜和封闭剂；所述隔离膜在碱性环境逐渐溶胀，使得所述封闭剂缓释；所述隔离膜为海藻酸钠或海藻酸钾中的一种或几种；所述封闭剂为硅酸钠、偏硅酸钠中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的负温抢修混凝土用多层缓释型添加剂，其特征在于，所述温度调控层由水泥层和相变材料组成，所述水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈李峰，李思齐，李款，潘友强，殷孝天，
申请(专利权)人：中路交科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：