一种新型混凝土专用减缩密实剂制造技术

本发明专利技术涉及产品属于混凝土外加剂技术领域，其特征在于，首先制备原液，其成分为去离子水，氧化钙，硫粉，催化剂，所述催化剂是由甲氧基聚乙二醇，二甲基－１，３－丙二醇及烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠混合溶液组成；其次，制备无机混凝土用无机防水减缩密实剂，其组成为，去离子水，所述原液，三乙醇胺，甲氧基聚乙二醇，二甲基－１，３－丙二醇，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，硅酸盐和消泡剂ＤＦ－６４２，本发明专利技术是一种在低掺量下（０．１％～２％），即可有效减小混凝土早期收缩、降低开裂风险，提高混凝土密实性，改善孔隙结构，达到防水防渗的功能，从而提高混凝土对物理和化学侵蚀的耐久性。本发明专利技术涉及ＩＩＩ型密实剂，对增加混凝土密实性，提高混凝土强度，本产品在要求混凝土强度高，防水性强的工程领域最为适用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土外加剂
，混凝土在新拌和硬化状态下的性能可以通过在混凝土拌合物中掺入某些物质来改变，这得益于最近50年来混凝土外加剂工业的飞速 发展。现今市场上已经有数百种外加剂产品在出售。在某些国家，70% 80%混凝土掺有 一种或几种外加剂。外加剂在组分上变化很大，从表面活性剂和可溶性盐到聚合物和不溶性矿物。通 常情况下，它们用于改善混凝土的工作性，加快或延缓凝结时间、控制强度发展以及提高混 凝土对冻融作用，温差开裂，碱骨料膨胀，硫酸盐侵蚀及钢筋锈蚀的耐久性。
技术介绍
在现代土木工程结构比如桥梁、海港工程、隧道、铁路、地下工程、市政建造物、机 场等，混凝土是最重要的建筑材料。建造物的耐久性越来越成为了人们关注和研究的热点。 因此，提高土木工程结构中混凝土在服役环境下的耐久性，则成为了提高结构物耐久性的 主要措施。综合而言，混凝土结构在服役环境的耐久性大概可分为如下几种劣化机理(1)物理作用干湿交替、冻融破坏、收缩开裂，盐冻破坏等；(2)化学作用化学介质侵蚀，硫酸盐侵蚀，碳化作用，钢筋锈蚀，碱-骨料反应 等；混凝土材料本身是一种多孔材料，其孔隙分布于从十几纳米的微观孔到毫米级的 宏观可见孔，以及宏观的裂缝等。研究表明，以上所述的混凝土随时间的劣化机理都于混凝 土的渗透性密切相关，包括水的渗透性、气体的渗透性、各种离子的渗透性的。在没有水的 参与下，混凝土的破坏劣化风险会大大降低。因此，提高混凝土的防水、防渗性能一直是提 高混凝土耐久性的重要措施。与混凝土渗透性相关的因素主要有二 混凝土的孔隙结构及裂缝。改善混凝土的孔隙结构，包括减少大孔数量、降低孔隙的连通性、降低混凝土孔壁 的表面张力等措施，都可以有效地降低水分在孔隙中的侵入和渗透。裂缝是另一个影响混凝土渗透性的重要因素。完全不开裂混凝土几乎没有。混凝 土开裂的原因大概有自收缩、干燥收缩导致的体积收缩从而引起开裂；由于混凝土水化温 升而引起的温度应力收缩开裂等。这些原因引起的体积收缩，大约为自身体积的0. 04% 0.06%。这些收缩给混凝土的体积稳定性、耐久性带来很大的危害，具体表现为1)混凝土 的开裂破坏2)混凝土抗渗性不好造成渗漏破坏3)混凝土开放性裂缝导致了混凝土中的钢 筋锈蚀4)混凝土的收缩会影响混凝土的体积安定性。因此通过减小混凝土早期体积收缩， 是降低混凝土开裂风险的重要措施。长久以来，关于裂缝的防止和处理问题一直是引起工程界重视的问题，普遍的应 对措施就是在混凝土中掺加膨胀剂。膨胀剂是一种在水泥凝结硬化过程中使混凝土(包括 砂浆和水泥净浆)产生可控制的膨胀以减少收缩的外加剂。它依靠自身的化学反应或与水泥其他成分的反应，在水化期产生一定的限制膨胀，以补偿混凝土的收缩。目前工程上使用的膨胀剂种类较多，依据它们的化学成分和膨胀原理的不同，大致可分为以下几类硫铝酸盐系膨胀剂、石灰系膨胀剂、铁粉系膨胀剂、氧化镁型膨胀剂、复 合型膨胀剂等传统膨胀剂。膨胀剂主要用于为减少干燥收缩而补偿收缩混凝土和为了利用膨胀力而配制自 应力混凝土。补偿收缩混凝土用于建筑物、水槽、贮水池、路面、板桥面、地下工程等的防渗 抗裂。应用混凝土膨胀剂的目的在于1)提高混凝土的抗裂能力，减少并防止裂缝的出 现；2)阻塞混凝土毛细孔渗水，提高混凝土抗渗等级标准；3)使超长钢筋混凝土结构保持 连续性，满足建筑设计要求；4)不设后浇带以加快工程进度，防止因后浇带处理不好引起 地下室渗水。但是以上所述传统的膨胀减缩剂作用单一、掺量较大，一般为混凝土中水泥量的 5%- 10%，并且存在后期膨胀的风险，已有多例工程失败的教训，掺膨胀剂导致混凝土后 期膨胀过大开裂，加速了结构的损坏。因此，目前在工程实践中膨胀剂的使用仍是非常谨慎 的。此外，我国目前的防水剂产品种类较多，有无机防水剂，有机防水剂和复合防水 齐U。作用多以减少孔隙和填塞毛细通道，降低材料在静水压下的渗透性为主。其中无机防 水剂主要包括氯盐类防水剂、水玻璃系(硅酸钠类)防水剂、铝盐类防水剂及其他无机防水 齐U。比较常见的氯盐类防水剂有氯化钙防水剂、氯化铁防水剂、三氯化铝等防水剂，该类防 水剂能与C3A,氢氧化钙等生成难溶解胶体物质，填充和封闭水泥砂石之间的微孔，提高水 泥石的密实性和抗渗性；水玻璃系(硅酸钠类)防水剂多以水玻璃为基料辅以硫酸铜、硫 酸铝钾等配置而成油状液体，主要是利用硅酸钠与水泥水化产物氢氧化钙生成不溶性硅酸 钙，堵塞毛细通道，提高水泥密实性，其中硫酸盐类则起到促进水泥产生凝胶物质的作用； 无机铝盐防水剂多以铝盐和碳酸钙为主要原料，辅以多种无机盐，掺量一般为水泥用量的 3% _5%。但使用无机盐类防水剂的混凝土养护条件要求高，还可能对混凝土钢筋产生锈 蚀，而且后期防水效果不好。有机类防水剂通常是表面活性剂，可分为憎水性塑化剂、乳液防水剂和微末剂。产 品有甲基硅醇钠、氟硅醇钠、三乙醇胺类、皂类、橡胶乳液等，但由于该类防水剂引气量太 大，对混凝土强度有不良影响。而复合型防水剂虽然在作用上结合了无机防水材料好有机防水材料的特点，但目 前的产品类型多样性少，对使用环境要求高。其次在工程应用中，多数防水剂会加大收缩， 而收缩过大又是引起混凝土开裂的主要原因之一。以物理状态看，目前产品有粉状和液体 的，但大多是粉状产品该产品掺量高，普遍在5 %左右，有的高达8 % -10 %。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多功能无机饭随减缩密实剂的制备方法。本专利技术的特 征在于，所述方法依次含有以下步骤步骤(1)制备原液把去离子水与氧化钙混合，在70°C 90°C之间搅拌加热成石灰乳，然后依次缓慢加入硫粉和催化剂，保持加热温度及搅拌40 60min，视溶液呈红色且无沉淀时停止加热 及搅拌，冷却后得到制备所述无机防水减缩密实剂的原液，具体各原料的配比为去离子水224g，硫粉96g 192g，氧化钙56g 112g，催化剂25g 50g，由总质量分数为15%的甲氧基聚乙二醇，二甲基-1，3-丙二 醇和烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠混合溶液组成，其中三者纯物质质量比依次为1 2 2，步骤⑵制备无机防水减缩密实剂按下述配方将各物质混合搅拌均勻即得去离子水100g，步骤(1)中得到的原液50g 100g，二甲基-1，3_ 丙二醇0g 10g，甲氧基聚乙二醇10g 0g，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠0g 10g，三乙醇胺Og 5g，硅酸钠或硅酸锂或硅酸钾IOg 0g，消泡剂DF-642 :0g lg。本专利技术的技术效果是显著提高抗渗性和减少收缩、防止开裂。是无机材料和水溶 性有机物的复合组成，在低掺量下(是目前同类产品的十几分之一至几十分之一)，通过 自析纳米颗粒填充混凝土微孔或和混凝土中的物质发生化学反应，生成具有膨胀密实的物 质。其主要功能特点为掺量小，减缩防裂作用明显，且无其它不良副作用。该剂与水泥中含 有的硅、钙、钠、镁等经化学反应，生成的硫磺胶结料和结晶体，能有效阻止水分子渗透，显 著提高强度，抗渗压力一般可达2. OMpa，最高可达4. OMpa ；在能使混凝土颗粒之间粘结更 紧密的同时可减少收缩30%，尤其在低龄期，可减少收缩50%以上，这对于有效控制开裂 极为重要。本品可调控性大，合成工艺简单环保，合成原料经济易本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型混凝土专用减缩密实剂，其特征在于，所述方法依次含有以下步骤：步骤（１）制备原液把去离子水与氧化钙混合，在７０℃～９０℃之间搅拌加热成石灰乳，然后依次缓慢加入硫粉和催化剂，保持加热温度及搅拌４０～６０ｍｉｎ，视溶液呈红色且无沉淀时停止加热及搅拌，冷却后得到制备所述无机防水减缩密实剂的原液，具体各原料的配比为：去离子水：２２４ｇ，氧化钙：５６ｇ～１１２ｇ，硫粉：９６ｇ～１９２ｇ，催化剂：２５ｇ～５０ｇ，由总质量分数为１５％的甲氧基聚乙二醇，二甲基－１，３－丙二醇和烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠混合溶液组成，其中三者纯物质质量比依次为１∶２∶２，步骤（２）制备无机防水减缩密实剂按下述配方将各物质混合搅拌均匀即得：去离子水：１００ｇ，步骤（１）中得到的原液：５０ｇ～１００ｇ，二甲基－１，３－丙二醇：０ｇ～１０ｇ，甲氧基聚乙二醇：１０ｇ～０ｇ，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠：０ｇ～１０ｇ，三乙醇胺：０ｇ～５ｇ，硅酸钠或硅酸锂或硅酸钾：１０ｇ～０ｇ，消泡剂ＤＦ－６４２：０ｇ～１ｇ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥明，李永杰，郭自力，李继燕，刘宝影，
申请(专利权)人：清华大学，北京永泰亿成化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]