[發明專利]一種新型混凝土專用減縮密實劑

有效

• 申請號: 201010131880.8
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN101817655A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 孔祥明;李永杰;郭自力;李繼燕;劉寶影
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京永泰億成化學科技有限公司
• 主分類號: C04B24/16
• 分類號: C04B24/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于混凝土外加劑技術領域，混凝土在新拌和硬化狀態下的性能可以通過在混凝土拌合物中摻入某些物質來改變，這得益于最近50年來混凝土外加劑工業的飛速發展?，F今市場上已經有數百種外加劑產品在出售。在某些國家，70％～80％混凝土摻有一種或幾種外加劑。

外加劑在組分上變化很大，從表面活性劑和可溶性鹽到聚合物和不溶性礦物。通常情況下，它們用于改善混凝土的工作性，加快或延緩凝結時間、控制強度發展以及提高混凝土對凍融作用，溫差開裂，堿骨料膨脹，硫酸鹽侵蝕及鋼筋銹蝕的耐久性。

背景技術

在現代土木工程結構比如橋梁、海港工程、隧道、鐵路、地下工程、市政建造物、機場等，混凝土是最重要的建筑材料。建造物的耐久性越來越成為了人們關注和研究的熱點。因此，提高土木工程結構中混凝土在服役環境下的耐久性，則成為了提高結構物耐久性的主要措施。

綜合而言，混凝土結構在服役環境的耐久性大概可分為如下幾種劣化機理：

(1)物理作用：干濕交替、凍融破壞、收縮開裂，鹽凍破壞等；

(2)化學作用：化學介質侵蝕，硫酸鹽侵蝕，碳化作用，鋼筋銹蝕，堿-骨料反應等；

混凝土材料本身是一種多孔材料，其孔隙分布于從十幾納米的微觀孔到毫米?級的宏觀可見孔，以及宏觀的裂縫等。研究表明，以上所述的混凝土隨時間的劣化機理都于混凝土的滲透性密切相關，包括水的滲透性、氣體的滲透性、各種離子的滲透性的。在沒有水的參與下，混凝土的破壞劣化風險會大大降低。因此，提高混凝土的防水、防滲性能一直是提高混凝土耐久性的重要措施。

與混凝土滲透性相關的因素主要有二：混凝土的孔隙結構及裂縫。

改善混凝土的孔隙結構，包括減少大孔數量、降低孔隙的連通性、降低混凝土孔壁的表面張力等措施，都可以有效地降低水分在孔隙中的侵入和滲透。

裂縫是另一個影響混凝土滲透性的重要因素。完全不開裂混凝土幾乎沒有。混凝土開裂的原因大概有自收縮、干燥收縮導致的體積收縮從而引起開裂；由于混凝土水化溫升而引起的溫度應力收縮開裂等。這些原因引起的體積收縮，大約為自身體積的0.04％～0.06％。這些收縮給混凝土的體積穩定性、耐久性帶來很大的危害，具體表現為：1)混凝土的開裂破壞2)混凝土抗滲性不好造成滲漏破壞3)混凝土開放性裂縫導致了混凝土中的鋼筋銹蝕4)混凝土的收縮會影響混凝土的體積安定性。因此通過減小混凝土早期體積收縮，是降低混凝土開裂風險的重要措施。

長久以來，關于裂縫的防止和處理問題一直是引起工程界重視的問題，普遍的應對措施就是在混凝土中摻加膨脹劑。膨脹劑是一種在水泥凝結硬化過程中使混凝土(包括砂漿和水泥凈漿)產生可控制的膨脹以減少收縮的外加劑。它依靠自身的化學反應或與水泥其他成分的反應，在水化期產生一定的限制膨脹，以補償混凝土的收縮。

目前工程上使用的膨脹劑種類較多，依據它們的化學成分和膨脹原理的不同，大致可分為以下幾類：硫鋁酸鹽系膨脹劑、石灰系膨脹劑、鐵粉系膨脹劑、氧化鎂型膨脹劑、復合型膨脹劑等傳統膨脹劑。

膨脹劑主要用于為減少干燥收縮而補償收縮混凝土和為了利用膨脹力而配制自應力混凝土。補償收縮混凝土用于建筑物、水槽、貯水池、路面、板橋面、地下工程等的防滲抗裂。

應用混凝土膨脹劑的目的在于：1)提高混凝土的抗裂能力，減少并防止裂縫的出現；2)阻塞混凝土毛細孔滲水，提高混凝土抗滲等級標準；3)使超長鋼筋混凝土結構保持連續性，滿足建筑設計要求；4)不設后澆帶以加快工程進度，防止因后澆帶處理不好引起地下室滲水。

但是以上所述傳統的膨脹減縮劑作用單一、摻量較大，一般為混凝土中水泥量的5％一10％，并且存在后期膨脹的風險，已有多例工程失敗的教訓，摻膨脹劑導致混凝土后期膨脹過大開裂，加速了結構的損壞。因此，目前在工程實踐中膨脹劑的使用仍是非常謹慎的。